精確快速且節(jié)能的壓電超聲電動(dòng)機(jī)在全站儀中的應(yīng)用
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在地球地理測繪中，全站儀是最經(jīng)常使用的角度和經(jīng)緯度檢測儀器設(shè)備。Leica Geosystems公司是一家總部設(shè)在Ostschweiz市的高精度檢測儀器生產(chǎn)廠商，在德國的慕尼黑、柏林、Karlsruhe和Düsseldorf等地都設(shè)有自己的銷售代理商。這是一家擁有200多年地理測繪儀器生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)，時(shí)至今日還通過不斷地推出創(chuàng)新性的新產(chǎn)品而名揚(yáng)四海。例如，自高精度的WILD T3型精密經(jīng)緯儀投放市場75年之后，其精度和可靠性仍然非常令人信服。這家瑞士公司以其最新的全站儀Leica TS30（圖1）向世人證明：他們的產(chǎn)品在地理測繪的精確性和可靠性方面又提升到了一個(gè)新的水平。
圖1 新型的地理測繪全站儀Leica TS30：代表更精確、高可靠性角度和距離檢測的最新水平。
在確立這一最新水平的過程中，其使用的驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用
新型Leica TS30型全站儀使用Leica精密棱鏡（GPH1P）時(shí)的角度檢測精度為0.5"（按ISO 17123-3標(biāo)準(zhǔn)），距離檢測精度為0.6mm＋1ppm（按ISO 17123-4標(biāo)準(zhǔn)），對任意自然地形地貌的檢測精度為2mm＋2ppm。除了檢測精度之外，新型全站儀精確的定位精度和極短的檢測時(shí)間也是用戶選擇這種地理測繪儀的一個(gè)重要指標(biāo)。新型Leica TS30以其很高的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加速度和速度，以及儀器和鏡頭精確的運(yùn)動(dòng)方式而征服了用戶；而且也實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的角度和距離檢測與最佳的自動(dòng)化相結(jié)合。全世界的地理測繪工程師們都對此贊嘆不已，而傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)裝備是無法實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)進(jìn)步的。
全站儀中能夠安裝驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的空間非常有限（圖2），但是全站儀的回轉(zhuǎn)速度至少要達(dá)到180/s，這一回轉(zhuǎn)速度是傳統(tǒng)全站儀回轉(zhuǎn)速度的4倍。只有采用新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，才能保障很高的回轉(zhuǎn)加速度和極短的定位時(shí)間。這里需要的是能夠滿足定位精度和可靠性要求、滿足野外環(huán)境氣候高要求，以及代表未來技術(shù)水平的替代解決方案。
圖2 從全站儀的剖視圖中可以清楚地看到：全站儀旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝空間非常有限
壓電超聲電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
全站儀光學(xué)儀器的水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采用的都是壓電超聲驅(qū)動(dòng)原理的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。這一技術(shù)使得人們實(shí)現(xiàn)了前所未有的高旋轉(zhuǎn)速度（超過了180/s）和高加速度（可達(dá)360/s2）。這種驅(qū)動(dòng)是具有制動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)，也就是說，在沒有電流的情況下會(huì)產(chǎn)生很大的制動(dòng)力。另外，在旋轉(zhuǎn)時(shí)它幾乎是沒有聲音的，其工作環(huán)境的溫度在-20～50℃，并且免維護(hù)。在全站儀中使用的這種壓電超聲電動(dòng)機(jī)（牌號(hào)為Kastentext）是由Karlsruhe市的Physik Instrumente公司研發(fā)并生產(chǎn)的。這家企業(yè)在微米級(jí)和納米級(jí)定位技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)有30多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)了，也是當(dāng)今世界上技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)之一。圖3為使用壓電超聲電極的生物分選裝置和微電子顯微鏡，由于其非常小的安裝空間，使它們能夠方便地集成到現(xiàn)有的儀器設(shè)備之中。 紅外熱像儀相關(guān)文章:紅外熱像儀原理 經(jīng)緯儀相關(guān)文章:經(jīng)緯儀原理 熱像儀相關(guān)文章:熱像儀原理
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