隧道效应超灵敏度电磁控制恒温系统的制作方法

本发明涉及超灵敏度恒温控制系统，尤其涉及一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温系统，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系统非常的必要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种超灵敏度恒温控制系统，其控制过程可包括升温和降温，能自动灵敏地控制系统内温度的细微变化。本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温系统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系统降温；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系统升温。本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温系统工作时，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系统处于恒温状态时，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系统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系统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系统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系统中隧道电极（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系统，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）组成的磁芯系统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，并等系统内温度基本稳定后，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，即系统内温度稳定后，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），当系统温度升高时，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；当系统温度降低时，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系统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；当此系统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；如果此系统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，以便补偿系统内温度的变化直至其恒定。