Позиционер образца

)5 Н 01 3 37/2 ОСУДАРС ПО ИЗОБР ПРИ ГКНТ ЕННЫЙ КОМИТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСР ПИСАН ЕН АВТ УССР орди- строборы . 152. миче- боры устроиствам озиционироспользовано лиза поверх- в растровых щего элемента в виенной, например, из ретки 5 с обьектодермические трубки 3 ьно и симметрично ьной оси основания ижними концами с и - с нижней поверт следующим обра о ительно устас помощью рери включении го напряжения ими электродаических трубок от полярности укорачивается КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт металлофизики АН(56) Бинниг, Смит, Трубчатый трехконатный пьезопреобраэователь для равого туннельного микроскопа. - Придля научных исследований, 1986, М 8, сПоль, Динамическое пьеэокераское устройство перемещения. - Придля научных исследований, 1987, М 1, с(57) Изобретение относится к устройствамдля точного дистанционного позиционироИзобретение относится для точНого дистанционного вания образца и может быть в приборах для локального ан ности твердых тел, например туннельных микроскопах. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей позиционера образца за счет увеличения числа степеней свободы позиционирования при сохранении простоты конструкции,. На чертеже показана схема устройства.Поэиционер образца состоит из основания 1, снабженного тремя реулировочными винтами 2, четырех пьезокерамических трубок 3, каждая из которых имеет четыре секторных управляющих электрода на внешней и один на внутренней цилиндрических пования образца и может быть использовано, например, в растровых туннельных микроскопах. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей позиционера образца за счет увеличения числа степеней свободы при сохранении простоты конструкции, Устройство содержит горизонтальное основание, преобразователь движения, образованный четырьмя пьезокерамическими трубками, которые. параллельны и симметричны относительно вертикальной оси основания и жестко закреплены с одной стороны на основании, а с другой - относительно нижней поверхности пластины, на которой размещена каретка с возможностью проскальзывания относительно пластины. 1 ил.3 и верхностях, направляюде пластины 4, выполнстекла, и подвижной кажателем 6. Пьеэокерарасположены параллелотносительно вертикали жестко соединены носнованием, а верхнимхностью пластины.Устройство работа Позиционер предварнавливают горизонтальногулировочных винтов. Пуправляющего пилообразнмежду внутренним и внешнми любой из пьезокерампоследняя, в зависимостинапряжения, удлиняется илвдоль оси 7. Подача на противоположные наружные электроды одинакового по величине, но противоположного по знаку напряжения относительно обычно заземленного внутреннего электрода приводит к изгибу 5 пьеэокерамической трубки в направлении Х и У в зависимости от того, какая пара из электродов находится под напряжением. Если это напряжение пилообразное и синхронно прикладывается ко всем четырем 10 пьезокерамическим трубкам таким образом, что последние изгибаются в одну и ту же сторону, например вдоль оси Х, то в фазе медленного линейного нарастания напряжения плоская пластина, жестко связанная 15 с верхними концами пьезокерамических трубок, и каретка, свободно размещенная на пластине, перемещаются в направлении Х. Сила трения покоя каретки удерживает ее от перемещения относительно пластины, В 20 фазе скачкообразного спадания амплитуды пилообразного напряжения концы трубок и плоская пластина резко возвращаются в исходное положен ие. П ри обретаемое при этом ускорение пластины настолько велико, 25 что сила инерции, действующая на каретку с образцом, превышает силу трения покоя, в результате чего пластина проскальзывает под кареткой, и последняя перемещается относительно пластины вдоль оси Х. Вели чина элементарного шага и скорость перемещения каретки определяются амплитудой и частотой пилообразного напряжения, а максимальное перемещение ограничено лишь геометрическими разме рами плоской пластины в направлении Х.Поворот каретки с образцом на требуемый угол относительно вертикальной оси Е осуществляется за счет изгиба трубок в направлениях, перпендикулярных друг другу. 40 Причем диапазон вращений по углу также не ограничен. Приложение постоянного напряжения ко всем наружным электродам приводит в зависимости от полярности на- . пряжения к перемещению пластины и каретки по осиили к их наклону на углы относительно осей Х и У. Линейные и угловые перемещения при этом ограничены лишь пьезоэлектрическими свойствами используемой керамики и напряжениями пробоя изоляции между электродами и основанием. Однако даже малые с макроскопической точки зрения линейные и угловые перемещения оказываются достаточнымй для точного позиционирования образца относительно анализирующего зонда, например относительно иглы растрового туннельного микроскопа.Поэиционер прост по конструкции, технологичен и обеспечивает дополнительно пять степеней свободы перемещения образца. Формула изобретения Позиционер образца, содержащий горизонтальное основание, пьезокерамический преобразователь движения, жестко установленный на основании, и каретку с обьектодержателем, установленную со стороны подвижной части преобразователя движения с возможностью проскальзывания относительно поверхности направляющего элемента, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет увеличения числа степеней свободы позиционирования при сохранении простоты конструкции, преобразователь движения образован четырьмя пьезокерамическими трубками, размещенными параллельно и симметрично относительно вертикальной оси основания, а направляющий элемент выполнен в виде пластины, жестко закрепленной на подвижных концах пьезокерамических трубок.,оставитель В.Гаврюшхред М.Моргентал 0 Тираж 321 ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101