Особенности разработки устройства для снятия статических характеристик линейных пьезодвигателей, его структура. Анализ оптической схемы измерителя микроперемещений. Технический результат как повышение точности емкостного преобразователя перемещений.
Аннотация к работе
линейный пьезодвигатель оптический В настоящее время во всем мире взят курс на развитие нанотехнологий. Решение данной задачи необходимо для усовершенствования устройств и приборов в областях машиностроения, медицины, электропромышленности и многих других областях. В связи с развитием систем микроперемещений объекта также актуальна задача измерения этих малых перемещений. Задание выполняется на основе исходных данных: диапазон измеряемых величин от -20 до 20 мкм; допустимая погрешность измерения 1 %; напряжение питания 220 В 50 ГЦ, выходной сигнал устройства цифровой, RS-232. Сравнительный анализ существующих схемных решений Устройство, защищенное патентом России RU 2147726, G01B7/14, G01D5/24, 1998 г. (приложение Б), может быть использовано для измерения микроперемещений плоских заземленных поверхностей и связанных с этими перемещениями вибраций, давлений, толщины металлических лент и других аналогичных величин. Датчик имеет два электрода - высокопотенциальный и низкопотенциальный. Длина высокопотенциального электрода больше длины низкопотенциального на величину, превышающую удвоенное расстояние между ними. Над торцом каждого электрода расположены экранные электроды одинаковой высоты, образующие с потенциальными электродами две общие пластины. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для измерения малых перемещений, содержащем отражатель, установленный на объекте, источник света, расположенный под углом к отражателю, и блок регистрации отраженных световых лучей, согласно изобретению рабочая поверхность отражателя выполнена в виде отрезка кругового цилиндра, ось которого перпендикулярна направлению перемещения объекта измерения и параллельна оси его поворота, а экран блока регистрации выполнен в виде отрезка кругового цилиндра охватывающего отражатель, при этом оси экрана и отражателя совпадают, в экране выполнена щель для светового луча. Поставленная цель достигается следующим образом: устройство для измерения микроперемещений содержит измерительный и чувствительный элементы, мембрану, формирователь сигнала, выход которого соединяется с обмоткой фиксирующего электромагнита, и, кроме того, устройство дополнительно снабжено тянущим электромагнитом, который взаимодействует с измерительным элементом; обмотка тянущего электромагнита связана со вторым выходом формирователя сигнала, инверсным относительно выхода, связанного с обмоткой фиксирующего электромагнита. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для измерения малых линейных перемещений, содержащем две фазовые дифракционные решетки, щуп, который вводится в контакт с исследуемым образцом, систему просвечивания решеток лазерным пучком, состоящую из лазера с коллиматором луча, пространственного фильтра и фотодиода, измеритель выходного напряжения, дифракционные решетки нанесены на двух противоположных параллельных сторонах прозрачного блока, блок закреплен на оси, имеет степень свободы поворота относительно этой оси и связан со щупом так, что вектор перемещения, воздействующего на щуп проходит на некотором расстоянии от оси вращения блока, а система просвечивания решеток установлена на отдельном поворотном основании, связанном с регулировочным механизмом. Устройство, защищенное патентом России RU 2383854, G01B11/00, 2010 г. (приложение Е), относится к измерительной технике и может быть применено в машиностроении пространственного положения и перемещения деталей, в том числе узлов координатно-измерительных машин. Решаемая техническая задача в трехкомпонентном лазерном измерителе микроперемещений объекта, содержащем электронный блок обработки сигналов, измерительный наконечник, устройство позиционирования измерительного наконечника трехкомпонентного лазерного измерителя микроперемещений объекта и призменный отражатель, достигается тем, что введены три полупроводниковых лазерных диода, установленных параллельно друг другу, каждый полупроводниковый лазерный диод оптически связан с призменным отражателем, жестко установленным на шарнирном основании устройства позиционирования измерительного наконечника так, что ось излучения каждого полупроводникового лазерного диода ориентирована на отдельную грань призменного отражателя, радиально граням которого установлены светочувствительные элементы, с внешней стороны устройства позиционирования измерительного наконечника закреплен измерительный наконечник. Достоинства устройства, приведенного в приложении А : На величину измеряемого микроперемещения не влияют ни конструктивные, ни физические параметры схемы, например паразитные емкости, площадь измерительных электродов, напряжение питания и диэлектрическая проницаемость среды между электродами. Способ преобразования микроперемещения в электрический сигнал путем естественного квантования, включающий операции фиксации и освобождения измерительного элемента с последующим его перемещением в направлении к чувствительному элементу, отличающийся тем, что измерительный элемент фиксируют при возникновении тока автоэлектронной эмиссии, а освобождают