微小位移技術(shù)(存儲(chǔ)版)
【正文】 率為 1nm。與工作臺(tái)由初始位置位移△ d所產(chǎn)生的吊簧拉力 F之和，即 _工作原理 _工作原理 電磁鐵的吸引力為 式中 :B— 電磁場磁通密度， Wb/； μ — 導(dǎo)磁率 ,H/m； S— 磁極截面面積。 |△ d|司在 1um～ 1Omm之間，精度 K為 ～10um。柔性鉸鏈有很多種結(jié)構(gòu)，最普通的形式是繞一個(gè)軸彈性彎曲，這種彈性變形是可逆的。 。但它們共同的缺點(diǎn)是 :結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，故有各自的局限性。 。 機(jī)械式微位移機(jī)構(gòu)是一種古老式機(jī)構(gòu)，在精密機(jī)械與儀器中應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)形式比較多，主要有螺旋機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、楔塊凸輪機(jī)構(gòu)、彈性機(jī)構(gòu)以及它們之間的組合機(jī)構(gòu)由于機(jī)械式微位移機(jī)構(gòu)中存在機(jī)械間隙、摩擦磨損以及爬行等，所以運(yùn)動(dòng)靈敏度、精度很難達(dá)到高精度，故只適于中等精度。 電熱式微位移機(jī)構(gòu)包括電熱伸縮捧和電熱伸縮筒兩種結(jié)構(gòu)形式，都是利用物體的熱膨脹來實(shí)現(xiàn)徽位移的，其熱變形的原理如圖 546所示口傳動(dòng)桿 1的一端固定在支架上，另一端固定在沿導(dǎo)軌作徽位移的零部件 3上，當(dāng)線圈通電被加熱時(shí)，使傳動(dòng)桿受熱伸長。 3） 利用機(jī)電藕合效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)很高的位移分辨力 (可達(dá)5nm/V～ mm/V)，而機(jī)電藕合效應(yīng)進(jìn)行的速度快來不及與外界交換熱量，可以近似地認(rèn)為是絕熱過程，因此不存在發(fā)熱問題。由第1節(jié)中可知，形成微位移的方法有兩種 : ① 過機(jī)械方法縮小輸 入 位移； ②用各種物理原理直接產(chǎn)生微小位移。但作為精度補(bǔ)償用的微動(dòng)工作臺(tái)，因它的精度要求比較高，一般都在亞微米級(jí)以上，所以設(shè)計(jì)時(shí)除滿足使用要求外，還應(yīng)具有良好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。近年來，柔性鉸鏈又在精密微位移工作臺(tái)中得到了實(shí)用，開創(chuàng)了工作臺(tái)進(jìn)人毫微米級(jí)的新時(shí)代。 _工作原理 、穩(wěn)定速度和 氣隙 的關(guān)系 ： 當(dāng)不考慮磁飽和特性時(shí)，隨精度和定位范圍的確定，則合適的穩(wěn)定速度和氣隙長度也確定了。 設(shè)工作臺(tái)的位移量為△ d，當(dāng)電磁鐵的吸引力為 F時(shí)，此時(shí)工作臺(tái)保持平衡。用于精密微位移器件的壓電陶瓷，應(yīng)滿足下列要求： 1） 電靈敏度高，即單位電壓變形大 . 2） 行程大，電壓變形曲線線性好； 3） 體積小，穩(wěn)定性好，不老化，重復(fù)性好 、電致伸縮器件 用壓電陶瓷作微位移器件目前已得到廣泛的應(yīng)用，如激光穩(wěn)頻、精密工作臺(tái)的補(bǔ)償、精密機(jī)械加工中的微進(jìn)給以及微調(diào)等。壓電單晶如石英、羅息鹽等的壓電系數(shù)比電致伸縮系數(shù)大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，結(jié)果在低于 1MV/m的電場作用下只有第 1項(xiàng)，即逆壓電效應(yīng)。而壓電效應(yīng)是指電介質(zhì)在機(jī)械應(yīng)力作用 下 產(chǎn)生電極化，電極化的大小與應(yīng)力成正比，電極化的方向隨應(yīng)力的方向而改變。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 圖 515是日本富士通公司的一種精密自動(dòng)掩模對(duì)準(zhǔn)上作臺(tái)，其獨(dú)特之處是楔形縮小機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)兼作 x， y方向的直線導(dǎo)軌。 特點(diǎn)是易獲得大的縮小比，同時(shí)又能獲得較大的移動(dòng)范圍。微動(dòng)臺(tái)的最大行程177。 微位移機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用 精密儀器中的微調(diào)是經(jīng)常遇到的間題，如圖 53(c)所示，左圖表示磁頭與磁盤之間的浮動(dòng)間隙的調(diào)整，右圖為照相物鏡與被照乾版之間焦距的調(diào)整。計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中大容量磁鼓和磁盤的制造，為保證磁頭與磁盤在工作過程中維持 1 m內(nèi)的浮動(dòng)氣隙，就必須嚴(yán)格控制磁盤或磁鼓在高速回轉(zhuǎn)下的跳動(dòng)。目前已小于 m，對(duì)與之相應(yīng)的工藝設(shè)備（如圖形發(fā)生器、分步重復(fù)照相機(jī)、光刻機(jī)、電子束、和 X射線曝光機(jī)及其檢測設(shè)備等）提出了更高的要求，要求這些設(shè)備的定位精度為線寬的 1/3～ 1/5,即亞微米甚至納米級(jí)的精度。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) — 壓電或電致伸縮微位移器驅(qū)動(dòng) 柔性支承微動(dòng)機(jī)構(gòu)是近年來發(fā)展起來的一種新型的微位移機(jī)構(gòu)。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 彈性 導(dǎo)軌 — 機(jī)械式位移縮小機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) （ 1)彈性縮小機(jī)構(gòu) ： 這種微動(dòng)機(jī)構(gòu)利用兩個(gè)彈簧的剛度比進(jìn)行位移縮小，如圖 58所示。 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 幾種常用的微動(dòng)工作臺(tái) 5
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1