Магнитострикционное устройство микроперемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 01 1, 1/12 51)5 СУДАРСТВ Е Н НОЕ ДОМСТВО СССР СПАТЕНТ СССР) АТЕНТНОЕ В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ный институт дзе ,Л. сим олокин тво ССС 1 Эб 8,етельсБ 9/30,2075,1951.(5 ч) (57) СТЮ МИК консольн жухе маг биметалл намагнич еся ИТОСТРИКЦИОННОЕ УСТРОЙЕМЕЩЕНИЙ, содержащеерегленный в замыкающемтрикционный элемент в вой пластины и обмоткуя,отличающечто, с целью повышения МАГ РйПЕ о зак нито ичес иван тем,ко-, иде(56) Авторское свиУ 256511, кл. с 03Патент СНА Р 25кл, 310-26, опубли Изобретение относится к областиприборостроения и может быть применено при конструировании устройствпрецизионных микроперемещений,Известно магнитострикционное уст"ройство, содержащее консольно закрепленный на основании магнитострикционный элемент - биметаллическуюпластину, один из слоев которой выполнен из магнитострикционного материала, и обмотку намагничивания,Недостатком устройства являетсямалый диапазон перемещений, обусловленный тем, что немагнитострикционный слой пластины не изменяет своейдлины при намагничивании и не способствует прогибу пластины ЬО, 1124821 А 1 точности микроперемещений за счетисключения температурной погрешности, слои биметаллической пластинывыполнены из одного магнитострикционного материала со взаимно перпендикулярными направлениями легкого намагничивания, замыкающий кожухвыполнен в виде двух перекрещивающихся под прямылл углом полос, расположенных по направлениям легкого на"магничивания слоев биметаллическойпластины, а обмотка намагничиваниявыполнена из двух электрически несвязанных частей, каждая из которыхразмещена на одной из полос кожуха,при этом биметаллическая пластинаоднил 1 из углов скреплена с кожухом,а к противоположному углу подсоединен перемещаемый объект,Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является магнитострикционное устройство микроперемещений, содержащее консольно закрепленный в замыкающем кожухе магнитострикционный элемент в виде биметаллической пластины и обмотку намагничивания.Биметаллическая пластина выполнена из материалов .с разными по знаку коэФФициентами магнитострикции, что существенно увеличивает диапазон перемещений свободного ее конца.Недостатком устройства является малая точность микроперемещений, обусловленная тем, что слои пластины выполнены из различных материалов, 1124821обладающих различными Физическимисвойствами, что может приводить к неконтролируемым перемещениям, например, при изменении температуры засчет разных коэФФициентов линейногорасширения материала слоев.Цель изобретения - повышение точности микроперемещений за счет исключения температурной погрешности.Поставленная цель достигается темчто в магнитострикционном устройствемикроперемещений, содержащем консольно закрепленный в замыкающем кожухемагнитострикционный элемент в видебиметаллической пластины и обмоткунамагничивания, слои биметаллическойпластинь 1 выполнены из одного магнитострикционного материала, но совзаимно перпендикулярными направле"ниями легкого намагничивания, замы"кающий кожух выполнен в виде двухперекрещивающихся под прямым угломголос, расположенных по направлениямлегкого намагничивания слоев биметал" 25лической пластины, а обмотка намагничивания выполнена из двух электрически несвязанных частей, ка нрая изкоторых размещена на одной из полоскожуха, при этом биметаллическая 3пластина одним из углов скреплена скожухом, а к противоположному углуподсоединен перемещаемый объект,Выполнение слоев биметаллическойпластины из одного магнитострикцион"ного материала, но со взаимно перпендикулярной текстуровкой исключаетвозникновение ложного перемещенияпри изменении температуры, что иобеспечивает достижение поставленной 40цели,На Фиг 1 схематически изображеноустройство микроперемещений, наФиг,2 - сечение устройства по А-А;на Фиг. 3 - устройство со снятой би 45металлической пластинойУстройство содержит биметаллическую пластину 1, слои 2 и 3 которойвыполнены из одного магнитострикционного материала, но со взаимно перпендикулярными направлениями легкого намагничивания, замыкающий кожух 4, вы-полненный в виде двух перекрещивающихся под прямым углом полос 5 и 6,и выполненную из двух электрическинесвязанных частей 7 и 8 обмотку намагничивания, при этом часть 7 обмотки намотана на полосу 5 кожуха,а часть 8 - на полосу 6, Пластина 1 соединена в виде консоли с кожухом4 одним из своих четырех углов. НаФиг, место соединения 9 пластины 1с кожухом 4 обозначено штриховкой.Соединение может быть осуществленосваркой, пайкой, склеиванием и другиии способами. К противоположномузакрепленному на конухе 4 углу пластины 1 подсоединяется перемещаемыйобъект (на Фиг,1 он не показан),Устройство работает следующим образом, Предположим, что направлениелегкого намагничивания слоя 3 пластины 1 совпадает с осью Х (см.Фиг.1),а направление легкого намагничиванияслоя 2 пластины 1 совпадает с осью У,При подключении части 7 обмотки намагничивания к источнику постоянноготока слой 3 пластины 1 будет намагничиваться по направлению легкогонамагничивания, а слой 2 - поперекнаправления легкого намагничивания.Так как магнитное сопротивление внаправлении легкого намагничивания(слой 3) приблизительно в 20-50 разменьше магнитного сопротивления поперек направления легкого намагничивания (слой 2), то слой 3 намагнитится приблизительно в 20-50 разсильнее,. чем слой 2, и за счет линейной магнитострикции удлинитсябольше, чем слой 2, Так как слои 2и 3 пластины 1 между собой жесткосоединены, то пластина 1 прогнетсявокруг осив сторону слоя 2 и пе"ремещаемый объект переместится (см.Фиг,1) относительно неподвинногоугла 9 в сторону наблюдателя. Приотключении части 7 обмотки намагничивания пластина 1 вернется в исходное состояние, При подключениичасти 0 обмотки намагничивания к источнику постоянного тока слой 3 пластины 1 будет намагничиваться поперекнаправления легкого намагничивания,а слой 2 - по направлению легкого намагничивания, пластина 1 прогнетсявокруг оси Х в сторону слоя 3, и перемещаемый объект переместится отнаблюдателя. величину перемещенияможно регулировать изменением токав частях 7 и 8 обмотки намагничивания,При изменении температуры пластины 1 или всего устройства из-за равенства температурных коэФФициентовлинейного расширения материала слоев2 и 3 (то есть одного и того же материала) изгиба пластины не будет, 1благодаря чему исключается температурная погрешность при рабочем микро- перемещении,.Проведенные расчеты показывают, цто при одинаковых размерах (в расцетах длина пластины принимал . ра ой80 мм при толщине 5 мм) в зэвисимос"ти от материала слоев пластины в про"тотипе температурная погрешность сос"тавляет 2-3 мкм на градус, цто дляпрецизионного устройства недопустимо.112821 еда кт ерсенева Техред ИИоргентал Корректор И.шмакова аказ 2834НИИПИ Госу Тира ственного ко 113035 МПодписноетета по изобретениям и открытиям ква, Ж, Раушская наб д, 4/5 КНТ СССР оизводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101