CN106595897B - 隧道效应超灵敏度电磁控制恒温*** - Google Patents

隧道效应超灵敏度电磁控制恒温*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***，主要由隧道电极（1），放大器（2），磁芯开关（3），电磁铁（4），弹簧（5），固定点（6），右滑杆（7），制热滑道（8），制热装置（9），制热电阻（10），调控电源（11），制冷电阻（12），调控开关（13），制冷装置（14），变频空调（15），左滑杆（16），制冷滑道（17），固定铁块（18），磁芯电源（19）组成。温度的变化会引起隧道电极（1）热胀冷缩，从而改变隧道电极（1）两极板间间距，使得通过这两极板间的电流大小发生变化。这种变化能带动电磁铁（4）左右水平移动从而自动调控制热装置（9）和制冷装置（14）的工作状况以补偿温度的变化。

Description

隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***
技术领域
本发明涉及超灵敏度恒温控制***，尤其涉及一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***，可用于补偿超精密加工中温度的细微变化，且补偿精度高。
背景技术
超精密加工技术直接影响着一个国家的尖端技术与国防工业的发展。在超精密加工中，热误差占总加工误差的40%-70%，严重影响着产品的质量和性能。目前，超精密加工都是设置在空调房里进行。然而，即便是变频空调的温度控制精度也不高，约在1°C左右。常温常压下，1m长的普通碳素钢温度上升1°C，将伸长约10μm。因此，设计一种超灵敏度的恒温控制***非常的必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种超灵敏度恒温控制***，其控制过程可包括升温和降温，能自动灵敏地控制***内温度的细微变化。本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***的原理是利用隧道电极（1）的热胀冷缩特性来实现对温度灵敏控制的。隧道电极（1）两极板相互对着的这两面，其表面原子排列均匀有序，且能够导电，电阻系数小；其表面都经过超精密加工的相关技术处理使其平整光滑，个别排列杂乱的原子，还需要使用扫描隧道显微镜对其进行调整或迁移。在磁芯开关（3）闭合的状态下，由于温度的变化引起隧道电极（1）两极板热胀冷缩，从而改变隧道电极（1）两极板间的间距，同时使得流过隧道电极（1）两极板间电流的大小发生明显的变化。这种电流变化被放大器（2）放大，从而控制电磁铁（4）左右水平移动。电磁铁（4）上安装有左滑杆（16）和右滑杆（7）。当电磁铁（4）从平衡位置向左移动时，左滑杆（16）与制冷电阻（12）接通，右滑杆（7）与制冷滑道（17）接通，从而调控电源（11）、闭合的调控开关（13）、制冷装置（14）、制冷电阻（12）、左滑杆（16）、右滑杆（7）和制冷滑道（17）构成一个闭合电路，制冷装置（14）吹出冷气实现对整个***降温；当电磁铁（4）从平衡位置向右移动时，左滑杆（16）与制热电阻（10）接通，右滑杆（7）与制热滑道（8）接通，从而调控电源（11）、闭合的调控开关（13）、制热装置（9）、制热电阻（10）、左滑杆（16）、右滑杆（7）和制热滑道（8）构成一个闭合电路，制热装置（9）吹出热气实现对整个***升温。本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***工作时，隧道电极（1）两极板间的间距在0至10-9米之间变化。固定铁块（18）被固定在电磁铁（4）的一侧，而弹簧（5）被固定点（6）固定在电磁铁（4）的另一侧。当隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***处于恒温状态时，固定铁块（18）和电磁铁（4）间的引力与弹簧（5）的弹力相互平衡，电磁铁（4）处于静止状态。
附图说明
图1是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***处于恒温状态时的结构示意图，同时作为第一实施例。
图2是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***制冷时的结构示意图。
图3是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***制热时的结构示意图。
图4是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***中隧道电极（1）两极板中的一块极板被改为扫描探针的结构示意图，同时作为第二实施例。
具体实施方式
本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***，主要由隧道电极（1），放大器（2），磁芯开关（3），电磁铁（4），弹簧（5），固定点（6），右滑杆（7），制热滑道（8），制热装置（9），制热电阻（10），调控电源（11），制冷电阻（12），调控开关（13），制冷装置（14），变频空调（15），左滑杆（16），制冷滑道（17），固定铁块（18），磁芯电源（19）组成。使用本发明前，断开磁芯开关（3）和调控开关（13），并将由隧道电极（1），放大器（2），磁芯开关（3），电磁铁（4），弹簧（5），固定点（6），固定铁块（18），磁芯电源（19）组成的磁芯***放置在一个防振的装置中。使用本发明时，先将变频空调（15）设定在一个常用温度，并等***内温度基本稳定后，接通磁芯开关（3），电磁铁（4）在磁力作用下向左移动；待电磁铁（4）的位置稳定后，即***内温度稳定后，调节制冷电阻（12）和制热电阻（10）的位置，使得左滑杆（16）在制冷电阻（12）和制热电阻（10）的中间位置处；调节制冷滑道（17）和制热滑道（8）的位置，使得右滑杆（7）在制冷滑道（17）和制热滑道（8）的中间位置处，如图1所示。接通调控开关（13），当***温度升高时，隧道电极（1）两极板受热膨胀，其间距变近，通过其间的电流变大，使得电磁铁（4）的磁力变强，从而向固定铁块（18）一侧移动，如图2所示；当***温度降低时，隧道电极（1）两极板冷缩，其间距变远，通过其间的电流变小，使得电磁铁（4）的磁力变弱，从而向固定点（6）一侧移动，如图3所示。当隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度高于设定的常用温度越多，左滑杆（16）向左移动的位移就越大，串入制冷装置（14）闭合电路的制冷电阻（12）的有效电阻就越小，使得制冷的功率就越大；当此***内的温度低于设定的常用温度越多，左滑杆（16）向右移动的位移就越大，串入制热装置（9）闭合电路的制热电阻（10）的有效电阻就越小，使得制热的功率就越大；如果此***内温度出现上升和下降的交替变化，电磁铁（4）就会左右震荡，以便补偿***内温度的变化直至其恒定。

Claims (2)

1.一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***，其特征是：主要由隧道电极(1)，放大器(2)，磁芯开关(3)，电磁铁(4)，弹簧(5)，固定点(6)，右滑杆(7)，制热滑道(8)，制热装置(9)，制热电阻(10)，调控电源(11)，制冷电阻(12)，调控开关(13)，制冷装置(14)，变频空调(15)，左滑杆(16)，制冷滑道(17)，固定铁块(18)，磁芯电源(19)组成，利用隧道电极(1)的热胀冷缩特性来实现对温度自动灵敏地控制；隧道电极(1)两极板相互对着的这两面，其表面原子排列均匀有序，且能够导电，电阻系数小，工作时，这两面的间距在0至10-9米之间变化；在磁芯开关(3)闭合的状态下，由于温度的变化引起隧道电极(1)两极板热胀冷缩，从而改变隧道电极(1)两极板间的间距，同时使得通过隧道电极(1)两极板间电流的大小发生变化；固定铁块(18)被固定在电磁铁(4)的一侧，而弹簧(5)被固定点(6)固定在电磁铁(4)的另一侧；当***处于恒温状态时，固定铁块(18)和电磁铁(4)间的引力与弹簧(5)的弹力相互平衡，电磁铁(4)处于静止状态；电磁铁(4)上安装有左滑杆(16)和右滑杆(7)；当本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度升高时，隧道电极(1)两极板受热膨胀，其间距变近，通过其间的电流变大，使得电磁铁(4)的磁力变大，从而向固定铁块(18)一侧移动；当***内的温度降低时，隧道电极(1)两极板冷缩，其间距变远，通过其间的电流变小，使得电磁铁(4)的磁力变小，从而向固定点(6)一侧移动；当电磁铁(4)从平衡位置向左移动时，左滑杆(16)与制冷电阻(12)接通，右滑杆(7)与制冷滑道(17)接通，从而调控电源(11)、闭合的调控开关(13)、制冷装置(14)、制冷电阻(12)、左滑杆(16)、右滑杆(7)和制冷滑道(17)构成一个闭合电路，制冷装置(14)吹出冷气实现对整个***降温；当电磁铁(4)从平衡位置向右移动时，左滑杆(16)与制热电阻(10)接通，右滑杆(7)与制热滑道(8)接通，从而调控电源(11)、闭合的调控开关(13)、制热装置(9)、制热电阻(10)、左滑杆(16)、右滑杆(7)和制热滑道(8)构成一个闭合电路，制热装置(9)吹出热气实现对整个***升温；隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度高于变频空调(15)设定的常用温度越多，左滑杆(16)向左移动的位移就越大，串入制冷装置(14)闭合电路的制冷电阻(12)的有效电阻就越小，使得制冷的功率就越大；隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度低于变频空调(15)设定的常用温度越多，左滑杆(16)向右移动的位移就越大，串入制热装置(9)闭合电路的制热电阻(10)的有效电阻就越小，使得制热的功率就越大。
2.根据权利要求1所述的隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***，其特征是：用工作端直径非常小，小到只有一个原子大小的扫描探针代替隧道电极(1)两极板中的一块极板来检测***内温度的变化。
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