Nanosensors - Série Nanosensors de NX dos Instrumentos de Queensgate

AZoNano - Nanotecnologia - Logotipo dos instrumentos de Queensgate

Assuntos Cobertos

Fundo

Características

Aplicações

Usando o NanoSensor®

Escolhendo um Nanosensor

Ruído de Nanosensor

Erro das Linearidades de NanoSensor

Erro e Inclinação das Linearidades

Factor e Inclinação de Escala

Tabelas da Especificação

Comprimento de Cabo

Tracção Térmica

Estabilidade

Compatibilidade do Vácuo

Sensores Feitos Sob Encomenda

Opções do Controlador Eletrônico

Fundo

O NanoSensor® é um sistema de medição da posição do não-contacto baseado no princípio de capacidade micrometry. Duas placas de sensor (um Alvo e uma Ponta De Prova) formam um capacitor de placa paralela. O afastamento destas duas placas pode ser medido, usando o controlador eletrônico apropriado, para melhorar do que 0,1 nanômetros, com uma escala até 1,25 milímetros, uma resposta de freqüência até 5 quilohertz e lineares a 0,02%. Porque o NanoSensor® é um método noncontact, está livre da histerese. Nenhuma potência é dissipada no ponto de medida.

AZoNano - Nanotecnologia - configurações Diferentes do nanosensor.

Figura 1.

Características

·         Definição da posição de Subnanometer

·         Histerese Zero

·         Erro das Linearidades para baixo a 0,02%

·         Largura De Faixa até 5 quilohertz

·         Versões Super do Invar disponíveis

·         Opções compatíveis do Vácuo

Aplicações

·         Controle da Fase

·         Microscopia

·         Deformação Estrutural

·         Controle da Vibração

·         Teste de Materiais

·         Engenharia de Precisão

·         Braço do Robô da Estação Espacial

Usando o NanoSensor®

As duas placas de um NanoSensor® são montadas que enfrentam-se com uma diferença de ar (g) igual à escala de medição (figura 2). Uma placa é fixada a uma referência fixa, a outro fixada à parte movente a ser estudada. O sensor mede o deslocamento sobre a região 0,5 G a 1,5 G (por exemplo um sensor da escala de 100 μm é montado com diferença de 100 μm e se opera de uma diferença de 50 μm para fora a uma diferença de 150 μm). Para o desempenho o melhor as faces do sensor devem ser paralelas montado - veja figura 3.

AZoNano - Nanotecnologia - Diagrama Esquemático de um nanosensor.

Figura 2.

AZoNano - Nanotecnologia - saída de Nanosensor.

Figura 3.

Cada sensor pode ser usado sobre duas escalas de medição diferentes - L para a longa distância e - S denotado para shortrange (2 10 do PF capacidades do PF e respectivamente). Por exemplo o sensor de NXC pode ser usado para medir uma escala de 500 μm com um nível de ruído de 75 pm rms Hz-1/2, ou para medir uma escala de 100 μm com um nível de ruído de 5 pm rms Hz-1/2.

- S ou - o L operação é determinado pelo controlador eletrônico; as duas escalas de medição são usuário selecionável. A largura de faixa da medida é igualmente usuário selecionável: 50 Hertz, 500 Hertz, ou 5 quilohertz. Veja folhas de dados separados para detalhes completos de nossos controladores eletrônicos.

Escolhendo um Nanosensor

Em regra geral, escolha o sensor que combina a escala a ser medida; NXD para a grande escala de medição, NXA para a escala de medição pequena.

os sensores shortrange têm um mais baixo ruído do que sensores da longa distância. O sensor de NXB tem o mais baixo ruído (0,001 nanômetros rms Hz-1/2) e a escala a mais curto (μm 20). (Escolha um sensor shortrange para medidas de baixo nível de ruído.)

Os grandes sensores da diferença têm grandes áreas; se o espaço é limitado escolha um sensor shortrange e note que o quadrado e as formas retangulares têm perfis finos.

Para as linearidades as mais altas escolha um grandes sensor e medida da diferença sobre uma parte pequena da série completa. Por exemplo o erro das linearidades de <0.005% é realizável sobre a escala de 100 μm usando um NXC1-L (μm da escala normal 500).

Os sensores Super do Invar têm a vantagem sobre o Alumínio extremamente - do baixo coeficiente da expansão térmica. A expansão térmica do Invar Super é tipicamente 0,3 ppm K-1, 50 vezes menos do que aquela do Alumínio.

Ruído de Nanosensor

Para calcular o ruído para uma determinadas escala e largura de faixa, multiplique a linha central vertical, (ruído nas unidades do nanômetro rms pela raiz Hertz), pela raiz quadrada da largura de faixa - por exemplo para sensores de NXC, a escala de 100 μm em 500 Hertz tem um nível de ruído do rms de 0,1 nanômetros. Note que a escala de medição é igual à diferença (suporte isolador) entre as placas.

AZoNano - Nanotecnologia - ruído de Nanosensor.

Figura 4.

Erro das Linearidades de NanoSensor

O gráfico mostra um exemplo de um lote do erro das linearidades para o sensor de NXC1-AL. O erro das linearidades neste exemplo é <0.01%. Isto é conseguido sem compensação eletrônica. Queensgate não compensa electronicamente NanoSensors® porque são projectados ser extremamente lineares e abaixo de aproximadamente 0,1% o erro das linearidades é dominado pelo paralelismo das superfícies de montagem. Contacte Queensgate para detalhes em calibrar seus sensores in situ e em compensar o erro das linearidades para melhorar do que 0,02%.

AZoNano - Nanotecnologia - linearidades de Nanosensor.

Figura 5.

Erro e Inclinação das Linearidades

O Desempenho de NanoSensor® é insensível à inclinação ou às placas nonparallel. Contudo para as linearidades muito as mais altas as placas precisam de estar paralelas melhorar do que dois milliradians.

AZoNano - Nanotecnologia - Non-lineraity contra a inclinação para um nanosensor de NXC-S.

Figura 6.

Nota; para uma tolerância dada o efeito da inclinação é mais baixo quando a diferença (escala) é maior.

Factor e Inclinação de Escala

O factor de escala é afectado igualmente pelo paralelismo das placas. Uma inclinação de um milliradian causa uma mudança de 0,5% no factor de escala. O gráfico é um lote para o sensor da escala de 100 μm, sensores de uma escala mais longa é muito menos sensível à inclinação.

AZoNano - Nanotecnologia - factor de Escala contra a inclinação para um nanosensor de NXC-S.

Figura 7.

Tabelas da Especificação

Sensor

3

NXA

-1

NXB

-1

NXC

Invar 1Super

-1 nmK 5-1

NXD

Invar 2Super

-1 nmK 5-1

1. NXC1 e NXC3 somente.

2. NXD1 somente.

3. Esta é a contribuição da espessura somente. Não inclui o efeito da área, que é mostrado abaixo.

Sensor

- ½)

-1) Efeito da Área

NXA

NXB

NXC

NXD

4. O erro das Linearidades pode ser dominado pelo paralelismo das faces do sensor; particularmente para sensores shortrange (NXA e NXB).

Sensor

- ½)

-1) Efeito da Área

Erro (%)

NXA

NXB

NXC

NXD

Comprimento de Cabo

O comprimento de cabo padrão é 2 m e o comprimento de cabo máximo é 10 m, nota os aumentos do ruído com cabos mais longos. O aumento no ruído é aproximadamente 20% pelo medidor do cabo. Os cabos de Extensão estão disponíveis de comprimentos de 1 m, de 2 m ou de 3 m (códigos de pedido ECX01LL, ECX02LL, ECX03LL respectivamente).

Tracção Térmica

Isto pode ser separado na tracção eletrônica, que é uma propriedade do controlador e de seu ambiente, e na tracção do sensor devido à expansão térmica do sensor na espessura e na área. Isto pode prontamente ser calculado usando o coeficiente da expansão térmica do Invar De Alumínio (22 10-6 K-1) ou Super (0,3 10-6 K-1) como apropriado. O efeito da mudança da espessura pode ser minimizado usando os materiais de compesação, saindo somente da mudança na área.

Estabilidade

NanoSensors® tem uma construção muito simples. São robustos e estáveis e ideais para medidas a longo prazo. Os sensores e os controladores eletrônicos são estáveis melhorar do que 50 nanômetro sobre meses e 10 nanômetro sobre dias.

Compatibilidade do Vácuo

O Vácuo NanoSensors® compatível é - especifique por favor o ` - VAC disponível' ao pedir. A versão compatível do vácuo é tipicamente boa a 10-8 Torr e pode ser cozida para fora em até 100 graus centígrado. Contacte Por Favor Queensgate para discutir aplicações específicas.

Sensores Feitos Sob Encomenda

Os Sensores Feitos Sob Encomenda podem ser projectados para muitas aplicações diferentes. Em princípio duas superfícies de condução electronicamente isoladas configuradas para uma capacidade de 10 PF ou de 2 PF podem ser usadas. Por exemplo, os filmes do ouro no vidro, ou o calço do metal, ou a folha ligaram-se às carcaças de isolamento.

Opções do Controlador Eletrônico

Controlador

Exigências de Potência

NS2000

±

NPS2110

Um

Módulos de S2000 e de NS

ou 110 a 130 VAC ou 220 a 260 VAC

(Opcional)

Série NPS3330

Source: Instrumentos de Queensgate.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Instrumentos de Queensgate.

Date Added: Jul 12, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 04:21

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