SU393580A1

SU393580A1 - ELECTROSTATIC SUSPENSION

Info

Publication number: SU393580A1
Application number: SU1685657A
Authority: SU
Inventors: С. А. Уль нцев Э. А. Животовский
Priority date: 1971-08-06
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1973-08-10

Description

1one

Изобретение относитс к приборостроению.The invention relates to instrumentation.

Известен электростатический подвес на переменном токе, содержащий электропроводную сферу, электроды с отверсти ми, высоковольтный трансформатор, датчики линейных перемещений с усилител ми.An electrostatic suspension with alternating current is known, which contains an electrically conducting sphere, electrodes with holes, a high-voltage transformer, and linear displacement sensors with amplifiers.

Иредлагаемый нодвес отличаетс от известных тем, что в центральном отверстии каждого электрода установлен пр моканальный катод, одним концом соединенный с электродом и снабженный модул тором в виде круглой диафрагмы, котора изолирована от электрода н подключена к высоковольтному трансформатору последовательно с усилителем датчика линейных перемещений но соответствующей оси подвеса. Это повыщает надежность схемы подвеса.The proposed node differs from those known in that in the central hole of each electrode there is a projection channel cathode, connected at one end to the electrode and equipped with a circular diaphragm modulator, which is isolated from the electrode and connected to a high voltage transformer in series with an amplifier of a linear displacement sensor but the corresponding axis suspension. This increases the reliability of the suspension scheme.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого подвеса; на фиг. 2 - схема канала нредлагаемого подвеса.FIG. 1 shows a diagram of the proposed suspension; in fig. 2 is a diagram of the channel of the proposed suspension.

Электростатический подвес содержит провод щую сферу 1, помещенную в сферическую полость из трех пар ортогональных электродов 2. На каждый из электродов подаетс поддерживающее напр жение с обмоток высоковольтного трехфазного трансформатора 3.The electrostatic suspension contains a conductive sphere 1 placed in a spherical cavity of three pairs of orthogonal electrodes 2. A voltage is applied to each of the electrodes from the windings of a high-voltage three-phase transformer 3.

В центральной части электрода 2 на двух держател х 4 установлена нить накала 5, например , из вольфрама, причем один из держателей соединен с электродом. В зазоре между нитью накала и сферой установлена диафрагма-модул тор 6 с круглым отверстием в центре. К держател м 4 подведено напр жение канала, снимаемое с выводов 7 и 8 трансформатора 9. На модул тор 6 подаетс напр жение смещени с вывода 10 трансформатора 9 через последовательно соединенную вторичную обмотку трансформатора 11. Датчик 12 линейных перемещений соединен со входом усилител 13, выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора 11.In the central part of the electrode 2 on two holders 4 a filament 5 is installed, for example, from tungsten, with one of the holders connected to the electrode. In the gap between the filament and the sphere a diaphragm-modulator 6 is installed with a round hole in the center. The channel 4 is connected to the holders 4, taken from the terminals 7 and 8 of the transformer 9. The modulator 6 is supplied with a bias voltage from the terminal 10 of the transformer 9 through the serially connected secondary winding of the transformer 11. The linear displacement sensor 12 is connected to the input of the amplifier 13, the output which is connected to the primary winding of the transformer 11.

При смещении сферы из нейтрального положени , например, в направлении нижнего электрода, на датчике 12 линейного перемещени возникает пропорциональный этому перемещению сигнал, который, усилива сь и корректиру сь по фазе в соответствии с законом регулировани в усилителе 13, поступает на трансформатор 7/ и так измен ет потенциал модул тора, складыва сь с напр жением смещени , что его потенциал становитс более положительным относительно электрода в те полунериоды, когда на сфере положительный потенциал относительно нижнего электрода. В этом случае ускор ющее поле, действующее на электронное облако нити накала нижнего электрода, увеличиваетс , что приводит к увеличению электронпого гока, достигающего сферы н, следовательно , к уменьшению ее потенциала относительно нижнего электрода.When the sphere is displaced from the neutral position, for example, in the direction of the lower electrode, on the linear displacement sensor 12, a signal proportional to this displacement arises, which, amplifying and correcting in phase in accordance with the regulation law in the amplifier 13, goes to the transformer 7 / and modifies the potential of the modulator, adding to the bias voltage, that its potential becomes more positive relative to the electrode in those semi-periods when there is a positive potential on the sphere relative to the lower electrode . In this case, the accelerating field acting on the electron cloud of the filament of the lower electrode increases, which leads to an increase in the electron current reaching the sphere and, consequently, to a decrease in its potential relative to the lower electrode.

Аналогично в следующий иолунериод работает модул тор верхнего электрода с той лишь разиицей, что потенциал модул тора верхнего электрода становитс более отрицательным но отнощению к этому электроду в соответствии с сигналом датчнка линейных перемещений, что приводит к уменьшению электродного тока на сферу и к увеличению потенциала сферы относительно верхнего электрода. В результате этого, напр жение перераспредел етс на сфере, и сила в зазоре между верхним электродом и сферой увелнчнваетс , а между пнжним электродом и сферой уменьшаетс , что и восстанавливает нейтральное положение сферы. Аналогичным образом работают контуры регулировани но остальнь1м двум иаправленн м. Из списанного следует, что работа каждого канала вл етс независимой, и тем самым исключаетс перекрестное вли ние, присущее известным схемам подвеса.Similarly, in the next wave cycle, the top electrode modulator works with the only difference that the potential of the top electrode modulator becomes more negative, but relative to this electrode in accordance with the signal of the linear displacement sensor, which leads to a decrease in the potential of the sphere relative to top electrode. As a result, the voltage is redistributed on the sphere, and the force in the gap between the upper electrode and the sphere increases, and between the primary electrode and the sphere decreases, which restores the neutral position of the sphere. The control loops work in the same way, but the rest is two-directional. From the written off, it follows that the operation of each channel is independent and thus eliminates the cross-influence inherent in the known suspension schemes.

Выход из стро системы регулировани или верхнего электрода по сигналам линейного перемещени не приводит к аварийной ситуации, так как второй контур регулировани по данной оси поддерживает устойчивое положение сферы. Если вышли из стро оба регул тора, то продолжает работать система внутренней обратной св зи, действие которой заключаетс в следующем. Если потенциал модул тора определ етс только напр жением смещени относительно катода, то ток, достигающий поверхности сферы, остаетс неизменным при иейтральном положении сферы. При смещении сферы из нейтрального положени измен етс рассто ние от нити накала-катода до поверхности еферы-анода.The failure of the control system or the upper electrode from the linear movement signals does not lead to an emergency situation, since the second control loop along this axis maintains a stable position of the sphere. If both controllers are out of order, the internal feedback system continues to operate, the effect of which is as follows. If the potential of the modulator is determined only by the bias voltage relative to the cathode, then the current reaching the surface of the sphere remains unchanged when the sphere is neutral. When the sphere is displaced from the neutral position, the distance from the filament-cathode to the surface of the anode-anode changes.

Поскольку коэффициент экранировани модул тором мал (выбрана кругла диафрагма ), то при изменении рассто ни ток, достигающий поверхности сферы, увеличиваетс , что уменьшает потенциал сферы относительно электрода и, следовательно, силу прит жени между сферой и да-нным электродом .Since the modulator shielding factor is small (a circular aperture is selected), as the distance changes, the current reaching the surface of the sphere increases, which reduces the potential of the sphere relative to the electrode and, therefore, the attractive force between the sphere and the given electrode.

К преимуществам предлагаемого устройства молсно отнести отсутствие .перекрестных св зей по .капалам .регулировани и малое но величине напр жение и мощность, подаваемые на модул тор с контура усилени снгнала датчика линейных перемещений.The advantages of the proposed device include the absence of cross-links through the channels and a low voltage and power supplied to the modulator from the gain circuit of the sensor of linear displacements.

Предмет изобретени Subject invention

Электростатический иодвес на переменном токе, содержащий электропроводную сферу, электроды с отверсти ми, высоковольтный трансформатор, датчики линейных перемещений с усилител ми, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности схемы нодвеса, в центральном отверстии каждого электрода установлен пр моканальный катод , одним концом соединенный с электродом и снабженный модул тором в виде круглой диафрагмы, котора изолирована от электрода и подключена к высоковольтному трансформатору последовательно с усилителем датчика линейных перемещений по соответствующей оси подвеса.An alternating current electrostatic iodoise containing an electrically conductive sphere, electrodes with holes, a high voltage transformer, linear displacement sensors with amplifiers, characterized in that, in order to increase the reliability of the node circuit, a channel channel cathode is mounted at one end of the electrode with an electrode and equipped with a circular diaphragm modulator, which is isolated from the electrode and connected to a high-voltage transformer in series with a linear amplifier displacement along the corresponding axis of suspension.

иг.гIG