Пьезоэлектрический преобразователь микроперемещений Советский патент 1978 года по МПК H02N2/04 H01L41/09 

1

Изобретение относится к точному приборостроению и машиностроению и может быть иснользовано в узлах высокоточных микроперемещений различных контрольноизмерительных нриборов, металлорежущих станков и других машин.

Известны пьезоэлектрические преобразователи перемещений 1.

Несмотря на щирокие пределы обеспечиваемых перемещений применение этих преобразователей в качестве силовых исиолнительных оргапов приводных устройств для точных микроперемещений и микропередач ограпичеио из-за малого значения и иестабпльности величины развиваемого усилия.

Известен иьезоэлектрический преобразователь микроперемещений, содержащий осиование, два стержня, один из которых является пьезоэлектрическим, соединенные между собой ио одним концам жесткой перемычкой и расположенные по одну сторону от неремычки, а к противоположному коицу одиого из стержией присоединен перемещаемый объект 2.

Целью изобретения является улучщение термокомпенсации иреобразователя в широком диапазоне изменення темнературы.

Поставленная цель достигается тем, что второй стержень выполнен также из пьезоэлектрического материала и второй его конец присоединен к основан1по, причем продольные размеры обоих стержней равны; преобразователь выполнен в виде трубки, внутри которой соосно к ней расположен стержень.

При такой конструкции преобразователя перемещеипя его выходного конца, вызванные тепловым расщирением каждой составной части, равны но величине и направлены в нротпвоположные стороны, поэтому они компенсируют друг друга, а рабочие перемещения, обусловленные обратным пьезоэффектом, направлены в одну сторону и суммируются.

Это иозволяет применять ньезоэлектрические стержни или пакеты любой длины в плироком диапазоне изменения температуры и прп заданной велнчине микроиеремещения в два раза сократить длину преобразователя.

Па чертеже представлена конструктивная схема одного из вариантов иредлагаемого преобразователя.

Преобразователь состоит из двух частей: из трубки 1 и расположенного внутри нее стержня 2. В нлоскости X-Xi они соединены друг с другом с помощью промежуточного элемента 3. В нлоскости У-У трубка

соединена с неподвижным основанием 4, а к концу стержня прикреплен наконечник 5, посредством которого преобразователь соединяется с перемещаемым объектом. Входные зажимы трубки 1 и стержня 2 соединены параллельно разноименным полюсам.

Работа преобразователя заключается в следующем: при подаче на входные зажимы трубки 1 и стержня 2 напряжения последние, благодаря обратному пьезоэлектрическому эффекту, изменяют свои линейные размеры, причем из-за противофазного включения если трубка удлиняется, то стержень укорачивается и наоборот. В итоге, перемещения выходного конца преобразователя, получаемые за счет удлинения и укорачивания его составных частей, суммируется. Перемещения выходного конца, вызванные тепловым расширением каждой составной части, равны по величине и происходят в противоположные стороны. Поэтому они взаимно компенсируются, в результате чего выходной конец остается неподвижным, т. е. в плоскости У-У положение выходного конца стержня 2 не изменяется относительно основания 4, в широком диапазоне изменения температуры.

Формула изобретения

1.Пьезоэлектрический преобразователь микроперемещений, содержаи1,ий основание

и два стержня, одни из которых является пьезоэлектрическим, соединенные между собой по одиим концам жесткой перемычкой и расположенные по одну сторону от перемычки, а к противоположному концу одного

из стержней присоединен перемещаемый объект, отличающийся тем, что, с целью улучшения термокбмпенсации в широком диапазоне изменения температуры, второй стержень выполнен также из пьезоэлектрического материала и второй его конец присоединен к основанию, причем, продольные размеры обоих стержней равны.

2.Преобразователь но п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде трубки, внутри которой соосно к ней расположен стержень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патеит США № 3902084, кл. 310-8.1, опублик. 1975.

2.Патент США № 3952215, кл. 310-8.1, опублик. 1976.