Пьезокерамический дефлектор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) S пи <5ц G 02 P 1/29 теля.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3411020/18-25 (22) 23.03.82 (46) 30.09.83. Бюл. 36 (72) B ° T1. Семенков и Р,Э. Хейнилуома

{53) 535 511(088.8) (56) 1. Патент Сйд <<" 4054361, кл. G 02 8 27/17, опублик. 1977, 2. Кузин Д.Г., Миргородский Н.С.

Пьезокерамические изгибные устройства отклонения светового луча. - "Журнал технической физики", 1976, т. 46, вып. 9„ с. 1939 (прототип). (54)(57) ПЬЕЗОКЕРдМ11ЧЕСКИЙ ДЕфЛЕКТОР, содержащий пьезокерамический элемент, выполненный в виде двух соединенных пьезокерамических пластин шириной 4 с совпадающими направлениями векторов поляризации и внутренним токопроводящим электродом между пластинами, на внешние стороны которых нанесены токопроводящие электроды, соединенные между собой, и генератор управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности отклонения светового луча путем расширения линейного диапазона

1 45207 А зависимости угла отклонения дефпектора от управляющего сигнала, в него введены регулируемый усилитель, масштабный усилитель, фаэосдвигающая цепь, компаратор и интегратор, внутренний и два внешних токопроводящих электрода выполнены в виде двух изолированных друг от друга секций разной ширины, причем первая иэ секций, ширина которой удовлетворяет условию Г = (0,01-0,4) Ь через масштабный усил«тель соединена с одним входом компар,ттора, а вторая секция токопроводящ<<х электродов, ширина которой о удовлетворяет условию ф

- a (где с =- (О 01-0 3) мм ширина изол«рующего промежутка между секциями токопроводящих электродов), соединена с выходом регулируемого усилителя, усилительный вход которого соединен с выходом генератора управляющих сигналов и через фазосдвигающую цепь с другим входом компаратора, а выход компаратора через интегратор соединен с регулировочным входом регулируемого усилиИзобрете! :ие Относится к—; . :30—

<1 1 3. в системах управ е ил и 1 д, ИзВестные мсханичеГK!iе СK2н! Вую"

ЦИЕ УСТР<3ИСTВВ ИМЕЮТ Как П!322, и(СЛОУ<НЫЕ Kl«НЕМ2ТИЧРCКИЕ Х-,<<Ы .:.Г;o>«>!Ь:

В из ГОтОВлени и и юсти р<32 ке „- -!2 позБс/" ляют и ООи 3 В Одит ь быстр у!О !3с !3еc <3си к частоть! сканирования. Закс>-, сках. 3(i

Ванил таких устройств †. линейны-". 1!:..

Наиб(3г!ее близок к преДла ае1«см /

Г!О ТСХНИЧЕС КОЙ СУЩНОС ГИ ПЬЕЗОКЕР= . ческий дефлектор, содернащий пьезскерамическ>:Й элемент,. Вьыполне.-i ый

В ВИДЕ ДВУ (СОЕДИНЕН- ЫХ Г!ЬЕ3 ОКО !32

МИЧЕСКИХ Ппаетич ШИРИНОЙ 1 С СOe;: —;-2!2 ющими направлениями ве кторо= г.сг я р.-. з 2ции и внутренним токопроводяшим электродом ме><ду плас/хнами на знеш" ние стороны которых нанесены гскопров<3дящие электроды, соединенные мо»<ду собой, и ге1!ерато.; упс;вляющего си", íàëà $21 „

Недостатком известного пьезокераМИЧЕСКОГО ДЕфпЕКтОР2 ЯВПЯЕТСг НЕПИчейность зависимости угла стклон-.= =.:.---; дефлектора ст управпл!сщего напрл>!<е-<ИЯ, ВЫЗВ2-!Ная ГИС1Рр ЗИ НЫМИ PB>f нилми. Уменьшить Гистерезис в амплитудной характеристике пьезокерамичес= ких дефлекторов возмo><;:-Io, у><ень!11«В угап откг>оненил дефлектop2 1!а б". 8<3! оТ макс- ого угла откг!Онени!я,. и -о не всегда негриемлемо из з2 маль1 -:

OI-Ie:-I«><.

Цель изобретенил - Г!овьгшение то -1ности отклонения световогс л>ча Г! .тем

peГyлирсВани=: линeйнОГО дl,а!!ЗЗОна зс-

ВИСИМОСтИ УГЛа ОтКЛOÍÅH!«>< ПЬЕЗОК= 3 <и ческого дефпеKTop2 от,"-равплюшегс с.игнала.

Указаннзл цель pocòèãае ся ем,, - то В и ьезсI

p<3-« ьенных пьезокерами-!еских ппас.-и; риной 1 с совпада Ощими направле:--иями

ВеКТОРО<3 ПОЛЯ РИЗ2Ц!«IHI«l« токопроводяцим электродом ме><ду пп2cти> ами, на внешние стороны которых нанесены тскопроводлцие :-лек-род-..:, соединен <ые ме><ду собой и генерато-:; управляющего сигнал;,, введены oeпулируемый ус.<литепь, масштабна!й усилитель, фазосдвигающая -„:Рг!ь,, компаратор и "IHT2ãратор, внутрен-!Ий :1 два

Внешних электрода Выпо/1-ечь, В виде

Они!1 I.-", >," 31...(3

-ек3 удов IE.. âî!3ÿåò уст<св-!ю С:=L -. - — с< (1-де д = <3 01<"..,.::.,;-, - Ы><р«; а изолирующего прс, e:-:" T ка ме>«д/ секция,и т окоп ро водящих

ЗП t >ОД« В I г СЕДИН Н" < вы хо o Р--. (Л*!Р УЕ1"!СГ

1 ""

З !.! I=:- - .;Л Я! аличие

Ве-,-:- : Обрат;-!О!,=:. Связи „Ko— опал зегyII«o !åт мг!<оа" н !ую 2. пп ту, †..=<-к-.==-,истине дефлeK-.oð2 и тем самым

/ме;!Ьшить !липние KJI . 2ò«-iåcKèх усОефлектора.

;,R СХР113: ".ЕЗОK202! l!. ЕСКОГО пз-< ;Г!ЕI(-- а ф! 1, . П,JP!,! 2ПРЯ> <ЕН

i г ,. сип;.теп- О фазссдвигающую

В

:-Е,- 3 с а ОР O « —,C,<В.-!ЯЮ !ЕГО Си(П,;;;:;::-рам,,pcкая яче 1l

:е р. .аг - . с -I и а р

" —, ь

I 12 !! С.!

ЧЗ Пп«Х ПЬ вЂ” З(3!(Еса! !1<-IЕ КИ> ; ПГ: C

ЯШИ)(З;1Е!(С ОСВ . И 17 В. ЕШ Х

И ПЬЕЗО!(С!02МИЧЕСКОИ =:, ÅИКИ:. -;On (а -т си!!«22.-2;- < литуда KOÒopO, 0 рс: Iop-!

I- альма е епи:-, .",Hp дефо; ма,ии пье зо†де" ств!«ем о 3!32

IIo!l.20>!« —,ли уд,!

c«I -!Вла О 30 атнОЙ Связи рав1!>алась /«2K

> и! . 1;-1 !"-. и < и ли т «

2,õ :,op, которого соединеl- с выходом ге"е 2 Оса /Г!р=,вллющ .--,.х сигна:1св

->-..3 = .>Озосдвигающую цеп= с с!руг;:и Вхо. - 3!«:<с>нпар.:-o!r2, а выход ксмпара- о— — .., e3 инте:--.i=,тon соединен с рР: у10452 фазосдвигающей цепи 7, фазовая задержка которой равна фаэовым искажениям пьезокерамической ячейки 1.

Выходной сигнал фаэосдаигающей цепи 7, образованный при прохождении сигнала управления генератора 8 через фазосдвигающую цепь 7, на входе компаратора 4 сравнивается с выходным сигналом масштабного усилителя 3, Разностный сигнал сравнения компаоа- 10 тора Ч усредняется по времени интегратором 5 и управляет коэффициентом передачи регулируемого усилителя б таким образом, чтобы угол отклонения пьезокерамической >Аейки 1 был пропорционален амплитуде сигнала управления генератора 8.

На временных диаграммах представлены эпюры управляющего напряжения

1 <> ><а выходе генератора 8 при пилообразно>< законе сканирования (фиг.2), напря><ения фазосдвигающей цепиЦ< в на выходе фазосдаигающей цепи 7 и напря/ жения обратной сети Цс на выходе масш. табного усилителя 3 (ф><г. 3), напряжения на выходе интегратора 5 Ц ><я> (фиг. 41 и напряжения на выходе регулируемого усилителя 6U pq (фиг. 5), управляющего пьезокерам><ческой ячейкой 1. Как следует иэ временных диаграмм, если угол отклонения пьезокерамической ячейки 1 больше ожидаемого (Ц т U у<,) (ф><г. 3), то сигнал на выходе интегратора 5 - отрицательный и. амплитуда сигнала управления усилителя б уменьшится, что приведет

07 4 к уменьшению скорости отклонення пьезокерамической ячейки 1 от исходного положения. Если 0@q > Д,1с,то наблюдается обратный процесс, т.е. амплитуда сигнала управления увеличивается,>

Такил< образом, форма сигнала управле" ния генератора 8 задает закон сканирования. 11нтегратор 5 необходим для усроднения процесса регулировки за некоторое время (введение инерционнос. ти в регулировку), чтобы избежать паразитных колебательных процессов.

В предлагаемом устройстве гисте" резис амплитудной характерис гики, зависящий, в частности, от температуры окружающей среды, практически устра" нен. Наличие сильной обратной связи ме><ду углом отклонения дефлектора и . управляющим напряжением позволяет осуществить не только изменение частоты сканирования, но и прогнозируемо изменять закон сканирования, что расширяет возмо><ности применения пьеэокеранических дефлекторов. улучшение параметров пьезокерами" ческих дефлекторов (линеаризация пере. даточной характеристики, улучшение температурной стабильности) при низкой стоимости позволяет использовать их в ряде случаев вместо электромеханических сканеров, что не менее чем в 2 раза снизит вес и стоимость сканирующих устройств, а возможность быстрой перестройки параметров сканирования может улучшить параметры аппара" туры.

) 0 А/07 ф

1 ! ф/,Д У

- — — —,У- ..— » », i! в . фф,.;,;

CAP 1

> Йя/т. . ,/

;РЕЯ, У )а: = 4

».

/ ,г

Соста

Техое

|Тираж

5 1 " . нного комитета CCCP

TE.íè 1 yi,-о..ткрыгий наб ., Yii< npoa vn 0 рое т, Г

Редактор Л. Пчелинскав

Заказ 7550/50

ВНИИПИ Госуда по делам и

lI3035 Москва

Х Х

". илиал Г1ПГ1 Патен

PCTne зобре

8-35 ви тель Б, Масле нни=:

М.Тепер ов

Корректор. д-. Пов <

Подписное