Пьезоэлектрическое устройство перемещения Советский патент 1990 года по МПК H02N2/04 H01L41/09 

вижными, при скачке напряжения в обратном направлении происходит резкое перемещение центра масс пьезоэлемен- та. Сила инерции, вызванная ускорены- ем перемещаемого центра масс, превышает силу трения покоя, и опоры сдвигаются относительно основания в направлении действия этой силы.

Измерения направления движения осуществляется путем изменения полярности щщообразного напряжения, подаваемого на электроды пьрзоэлемента. Дополнительные массы необходимы для увеличения доли силы инерции в срав- нении с силой трения, В предлагаемом Устройстве величина силы трения определяется массой всего устройства, а (величина силы инерции лишь массой пьезоэлемента, так как массы опор не дают вклада в эту силу. Для увеличения этой силы к точке пьезоэлемента с максимальной амплитудой смещения жестко закрепляют дополнительную массу,

Варианты устройства на двух и на трех опорах (Фиг. 1 и 2) позвопяют осуществить реверсивные движения в одном направлении. Опоры могут быть выполнены из пьезокерамики, электроды которой подсоединены к общему источнику напряжения. Работа устройства анапогична работе устройства по фиг. 1 с той разницей, что при медленном смещении центра масс пьезоэлемента, укрепленного на опорах, последние медленно расширяются, а при резком смещении центра масс пьезоэлемента - резко сжимаются. Возникающая при резком сжатии опор сила инерции, действующая на устройство, направлена относительно основания вверх, следовательно сила трения опотэ с основанием уменьшается. Это

5 0 5

о

0

5

необходимо для повышения надежности работы устройства и для получения эффекта инерционного проскальзывания в условиях высокого вакуума, где силы трения увеличиваются.

Формула изобретения

1 . Пьезоэлектрическое устройство перемещения, состоящее из пьезокера- мической пластины с электродами, расположенной на опорах на основании, источника напряжения с несимметричными фронтами импульсов и коммутирующего устройства, причем один из электродов разделен пополам изолирующим промежутком, проходящим через центр тяжести пд,ястины между опорами, источник напряжения соединен с электродами через коммутирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона перемещения, повышения эффективности, опоры закреплены на краях пластины с возможностью совместного перемещения по основанию, а на изолирующем промежутке закреплена дополнительная масса.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй электрод разделен изолирующим промежутком идентично первому, части , электродов, расположенные по разные стороны промежутка на противоположных сторонах пластины соединены между собой электрически, а источник напряжения выполнен однополярным.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что опооы выполнены из пьезокерамикн и подсоединены непосредственно к источнику напряжения в противофазе с той частью пластины, в сторону которой происходит перемещение.

Изобретение относится к исследованию поверхности, в частности туннельными микроскопами и литографами. Цель изобретения - расширение области применения, увеличение диапазона перемещений и повышение эффективности. Устройство содержит пьезоэлемент с закрепленными по краям опорами. На пьезоэлемент нанесены электроды, которые с каждой стороны разделены изолирующим промежутком посередине между опорами. Электроды, расположенные по разные стороны промежутка и на противоположных сторонах пьезоэлемента, электрически попарно объединены. К электродам подключен генератор пилообразного напряжения. На пьезоэлементе между опорами закреплена дополнительная масса. Опоры могут также быть выполнены в виде пьезоэлементов, электроды которых подключены к общему источнику питания. Перемещение осуществляется в момент резкого изменения пилообразного напряжения из-за сил инерции. Устройство достаточно просто в изготовлении и надежно в работе. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Редактор Н.Яцола

Фиг.З

Составитель Р.Аитов Техред л. Сердкжова

Заказ 288

Тираж 370

ВШ1ИГШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1Г3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг. г

2 2

I l

1/

Корректор А.Обручар

Подписное