Магнитострикционное устройство микроперемещений Советский патент 1993 года по МПК H02N2/00 H01L41/12 

Изобретение относится к электро- . технике и может найти применение в приборостроении, станкостроении, оптико-механической промышленности для осуществления высокочастотных микроперемещений различных объектов, например отражающей пластины адаптивных зеркал.

Цель изобретения - повышение точности .перемещения объекта.

На фиг.1-5 показано конструктивное исполнение предлагаемого устройства, i

Магнитострикционное устройство микроперемещеннй (см. фиг.1-4) содержит закрепленный на основании 1 нс- .сущий элемент 2 из млгнитострикцнон- ного материала, например пермендюра, с положительным знаком магнитострикции и жестко связанные с ним чыходной элемент 3 и элемент 4, причем элементы 3 и 4 выполнены по возможности из материалов с одиняковыми или близкими коэффициентами магнитострик- ции, но другого знака, чем у материала первого элемента, например из никеля. Обмотка 5 намагничивания охватывает элемент 3 а магнитный поток замыкается по элементам 2 и 4 через ферромагнитную втулку 6, закрепленную на элементе 4. Один зазор между втулкой и элементом 3 эффективно изменяется при паразитных деформациях элементов 2-4, а другой - между втулкой и элементом 2 - остается неизменным. Нагрузка 7 крепится к элементу 3. Прокладка 8 из немагнито- стрикционного материала служит для выравнивания магнитного потока в элементах 3 и 4.

На фиг.5 изображены воздушные зазоры, образованные вторым элементом и магнитопроводящей втулкой. Рабочий зазор О намного меньше нерабочего OI

Устройство работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала (тока) в обмотку.намагничивания 5 увеличивается намагниченность эле- ментов 2,3, что приводит к перемещению объекта 7. При этом- величина рабочего воздушного зазора О (фиг.5) остается неизменной. При возникновении противоусилий или других паразитных силовых воздействий на объект 7 изменяются величина рабочего воздушного зазора и его площадь.

Изменение величины неизменяемого, т.е. нерабочего, зазора мы не учитыв ем, т.к. он намного больше рабочего. Уменьшение или увеличение рабочего воздушного зазора приводит к изменению намагниченности элементов 2,3, которое за счет дополнительных маг- нитострикционных деформаций приводит к компенсации противоусилия или паразитного силового воздействия и повышает точность перемещения. При температурном воздействии на элемент 3 со стороны объекта 7 изменяется длина элемента 3 и вследствие этого

Q

- е

5

изменяется рабочий зазор, что вызывает изменение намагниченности элементов 2,3, направленное на компенсацию температурной ошибки за счет дополнительных магнитострикпионных деформаций.

При одновременном и одинаковом температурном воздействии на элементы 2,4 та кже изменяется воздушный зазор, что компенсирует температурную ошибку.

Формула изобретение

Магнитострикционное устройство микроперемещений, содержащее два маг- нитострикционных элемента с общей обмоткой намагничивания, образующих магнитную цепь, причем первый элемент одним концом закреплен на основании, а другим концом жестко связан с вторым элементом, на свободном конце которого закрепляют перемещаемый объект, причем элементы выполнены из материалов с разными по знаку коэффициентами магнитострикции и коэффициентами температурного расширения, соотношение которых обратно пропорционально рабочим температурам элементов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен третий магнитострикци- оиный элемент, расположенный параллельно первому элементу, скрепленный жестко с первым и вторым элементами в месте их соединения, на свободном конце третьего элемента закреплена магнитопроводящая втулка, замыкающая магнитную цепь между элементами и установленную по отношению к второму элементу с зазором, магнитное сопротивление которого больше магнитного сопротивления всей остальной магнитной цепи, причем материал третьего элемента имеет коэффициент магнитострикции того же знака, что и материал второго элемента, а коэффициенты теплопроводности теплоемкости и температурного расширения близки к аналогичным характеристикам-материала первого элемента.

CJWWXXXXX WVWX C

я

У:

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в приборостроении, станкостроении, оптико-механической промышленности для осуществления высокочастотных перемещений. Целью изобретения является повышение точности перемещения устройства. Магнитострикционное устройство микроперемещений содержит закрепленный на основании первый элемент из магнитострпкцнонного материала, например пермендюра,г положительным знаком магнитострт кции и жестко связанные с ним второй и третий элементы, причем второй и третий элементы выполнены по возможности из материала с одинаковыми ипи близкими коэффициентами магнитострикции, но другого знака, чем1 у материала первого элемента, например из никеля. Обмотка намагничивания охватывает второй элемент, а магнитный поток замыкается по первому элементу через ферромагнитную втулку, закрепленную на третьем элементе. Один зазор между втулкой и вторым элементом эффективно изменяется при паразитных деформациях элементов, а другой зазор между втулкой и первым элементом остается неизменным. Нагрузка крепится к второму элементу. Устройство позволяет осуществить точные перемещения в условиях нестационарного теплового режима и при воздействии паразитных внешних сил. 5 ил. $ (Л с з Ј

vyy xxxKX vvsssx gS S

VC4

x /

M 2

5

.//7Y//Y/7 3 бфигЪ

I

т

Редактор Б.Федотов

Составитель О.Обрезков

Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 1975

Тираж

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

3

/

2

T

QitiA

5 Ъ 2 Фиг Ч

fe

y/w/,

Фиг. 5

Подписное