[其他]新穎的測角儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107651
• 申請日: 1986-11-08
• 公開（公告）號: CN86107651A
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克爾·戈爾道斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 菲利浦(北美)有限公司
• 主分類號: G01B5/24
• 分類號: G01B5/24;G01B15/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 奚漢民,肖春京

本發(fā)明涉及一種新型和獨特的測角儀的測量頭，用于利用X射線束測定樣品的角度位置，其精度在0.001°以上且不會產(chǎn)生位移，此外可以無級調(diào)整且穩(wěn)定可靠。

各種商品化、可得到的測角儀已用了多年，例如：在X射線衍射計中結(jié)合某些特殊的設(shè)備，用于測量晶體和其他樣品的角度位置。這些先有的測角儀精度可達(dá)0.01°，對于一般的角度位置測量是足夠精確的。

近來問世的一種新型的雙軸衍射儀所要求的角度測量精度為以前所能達(dá)到精度的10倍。一般來說，在這種新型的雙軸衍射儀中，角度測量精度值為0.001°是必要的，而已發(fā)現(xiàn)以前的測角儀測樣品的角度位置不能達(dá)到這一分辨率。此外，調(diào)整測角儀，一旦將其固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，該測角儀的角度位置通常是不夠穩(wěn)定的。事實上在以前的一些測角儀中，在作角度調(diào)節(jié)時，該被測的樣品因受力而移動。這對小樣品測量是不合適的，因為它們可能會偏離X射線束。還有，典型的測角儀采用相對滑動的部件，如軸承和直線滑軌，這些部件有難以接受的間隙，且難以予加載。因此，這些機構(gòu)不能呈現(xiàn)良好的長期穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供一種新型、獨特的測角儀，克服了上述所有的困難。

本發(fā)明通過在懸臂桿中產(chǎn)生角偏轉(zhuǎn)的方法，消除了所有的間隙軸承結(jié)構(gòu)等。在恰當(dāng)?shù)牟课粚υ摋U施加一個力，可使該樣品的位移等于零。

使測角儀達(dá)到高分辨率并且具有角度調(diào)整機械穩(wěn)定性的這種新的設(shè)計和結(jié)構(gòu)，具有廣泛的用途。測角頭通常用于調(diào)節(jié)光學(xué)裝置中的鏡子，而本發(fā)明的這些優(yōu)點在這些裝置中也有較大的使用價值。

該新型測角儀的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點，并不限于附圖中所示的，這些附圖是：

圖1為本發(fā)明新型測角儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖;

圖1A為沿圖1中A-A的截面圖;

圖1B為沿圖1中B-B的截面圖;

圖2A是說明先有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)懸臂桿作用的示意圖;

圖2B是說明根據(jù)本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)的示意圖;

圖3是本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)示意圖;和

圖3A為沿圖3的C-C的截面圖。

圖1表示本發(fā)明的測角儀1的截面圖，其中安裝一懸臂桿2，使其從絲桿3的頂部伸出懸臂。懸臂桿2的頂端有一個樣品架5。絲桿3調(diào)節(jié)懸臂桿2的垂直高度。套筒4被固定在桿2的頂端，該筒的長度復(fù)蓋3桿的有效定位范圍。典型的，該桿的直徑可以為0.062英寸，其長度可為1.06英寸，而施加于該剛性套筒的力的作用點在離懸臂桿2頂端大約為其桿長的三分之二處。于是，對懸臂桿2，可以達(dá)到θ角位移。

在離懸臂桿2頂端距離L處，對剛性套筒4施加力P，其結(jié)果在桿2的下端將產(chǎn)生彎矩P×L。如圖2B中可以看到的那樣，該力矩使桿2向某一方向彎曲，其結(jié)果在桿端部5沒有產(chǎn)生位移，只使該端部產(chǎn)生一個角度偏轉(zhuǎn)θ。

正如圖2A中所看到的那樣，這與當(dāng)負(fù)荷P加到標(biāo)準(zhǔn)懸臂桿2′端部5′時，使桿2′的偏轉(zhuǎn)不同。端部5′偏離該標(biāo)準(zhǔn)懸臂桿的中心位置位移量為δ，且旋轉(zhuǎn)角度為θ。因此，該位移δ使標(biāo)準(zhǔn)懸臂桿2′的端部5′偏離桿的中心軸。

另一方面，憑借本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，使桿2的端部5只發(fā)生角度的偏轉(zhuǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果長度L被選擇約為該懸臂桿2長度的三分之二，那末將發(fā)生零位移的情況，因此，該新型的懸臂桿沒有位移，只有角度偏轉(zhuǎn)。

取消移動部件，對懸吊裝置達(dá)到長期穩(wěn)定性是一個主要的有利因素。通過選擇合適的尺寸，桿2的應(yīng)力便小，因而長期穩(wěn)定性是有保證的。

正如圖1、1B和3中所見到的那樣，借助于調(diào)整裝置，可對測角儀1進行調(diào)節(jié)。有剛性套筒周圍有4個調(diào)整裝置6，彼此之間相隔成90°。通過這些調(diào)整裝置的適當(dāng)調(diào)節(jié)（其調(diào)節(jié)方式將聯(lián)系圖3予以討論），兩對相對的調(diào)整裝置6在調(diào)節(jié)后用于固定該套筒。這是借助于調(diào)整裝置端頭處的圓形觸頭7而實現(xiàn)的。這些圓形觸頭7在剛性套筒4的淬硬而平整面上，推套筒4，從而可進行穩(wěn)定的相互垂直的調(diào)節(jié)。

圖3表示一個調(diào)整裝置6的結(jié)構(gòu)，它有一條帶標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋的內(nèi)螺桿8。該內(nèi)螺桿8被擰入采用英制螺紋的外螺桿9之中。該較大的螺桿9被擰入調(diào)整裝置6的殼體10之中，這樣，當(dāng)該大螺桿被轉(zhuǎn)一圈時，內(nèi)螺桿8被推進一個螺距差值。該螺距差值的小推進比普通的千分尺要靈敏得多。

舉例來說，內(nèi)螺桿8使用螺距為0.50毫米的公制螺紋，而外螺桿9使用每英寸有48個螺紋（螺距0.53毫米）的英制螺紋，于是，該較大的外螺桿9向前擰一圈便使該內(nèi)螺桿8向前進了0.03毫米（0.0012英寸或1.2密耳）。該較大的外螺桿9每轉(zhuǎn)一圈使內(nèi)螺桿8產(chǎn)生1.2密耳的位移，這比普通千分尺的靈敏度要高25倍。螺桿旋轉(zhuǎn)約5°，該角度變化將等于0.001°。