O nanosensor ® é um sistema de posição sem contato de medição baseado no princípio da micrometry capacitância. Duas placas de sensor (um alvo e uma sonda) formam um capacitor de placas paralelas. O espaçamento das duas placas pode ser medida, usando o controlador electrónico apropriado, para melhor que 0,1 nm, com um alcance de até 1,25 mm, uma resposta de freqüência de até 5 kHz e linear de 0,02%. Porque o nanosensor ® é um método sem contato, é livre de histerese. Sem energia é dissipada no ponto de medição.  Figura 1. Diferentes configurações nanosensor. Características · Resolução da posição subnanometer · Zero histerese · Erro de linearidade até 0,02% · Largura de banda até 5 kHz · Versões Super Invar disponíveis · Opções de vácuo compatível Aplicações · Controle de estágio · Microscopia · Deformação estrutural · Controle de vibração · Ensaios de materiais · Engenharia de precisão · Espaço braço robótico da Estação Usando o nanosensor ® As duas placas de um nanosensor ® são montadas de frente para o outro com um espaço de ar (G) igual à faixa de medição (figura 2). Uma placa é garantido a uma referência fixa, o outro preso à parte móvel a ser estudado. O sensor mede o deslocamento sobre a região de 0,5 G a 1,5 G (por exemplo, um sensor de faixa 100 M é montada com 100 mm e opera gap de 50 mM gap gap fora a 150 mm). Para otimizar o desempenho dos rostos sensor deve ser montado paralelos uns aos outros - veja a figura 3.  Figura 2. Esquemático de um nanosensor.  Figura 3. Nanosensor saída. Cada sensor pode ser usado mais de duas faixas de medição diferentes denotada L para longo alcance e-S para curto alcance (2 pF e 10 pF capacitâncias respectivamente). Por exemplo o sensor NXC pode ser usado para medir uma variedade M 500 com um nível de ruído de 75 Hz rms pm-meia, ou para medir uma variedade M 100 com um nível de ruído de 17:00 rms Hz-1 / 2. O S-operação ou L-é determinada pelo controlador eletrônico, os dois intervalos de medição são selecionáveis pelo usuário. A largura de banda de medição também é selecionável pelo usuário: 50 kHz Hz, 500 Hz, ou 5. Veja as folhas de dados separados para mais detalhes de nossos controladores eletrônicos. Escolhendo um nanosensor Como regra geral, escolha o sensor que corresponde ao intervalo a ser medido; NXD para faixa de medição de grande porte, NXA para faixa de medição de pequeno porte. Sensores de curto alcance têm menor ruído do que os sensores de longo alcance. O sensor NXB tem o menor ruído (0,001 nm rms Hz-1 / 2) eo menor alcance (20 m). (Escolha um sensor de curto alcance para medições de ruído baixo.) Os sensores têm grande lacuna grandes áreas, se o espaço é limitado escolher um sensor de curto alcance e note que as formas quadradas e retangulares têm perfis finos. Para a maior linearidade escolher um sensor grande lacuna e medir mais de uma pequena parte de toda a gama. Por exemplo <erro de linearidade 0,005% é alcançável mais de 100 M gama usando um NXC1 L (faixa normal 500 mm). Sensores Super Invar têm a vantagem sobre alumínio do coeficiente extremamente baixo de expansão térmica. A expansão térmica da Super Invar é tipicamente 0,3 ppm K-1, 50 vezes menos do que a de alumínio. Noise nanosensor Para calcular o ruído de um determinado intervalo e largura de banda, multiplique o eixo vertical, (ruído em unidades de nm rms por raiz Hertz), pela raiz quadrada da largura de banda - por exemplo, para sensores NXC, 100 mM na faixa de 500 Hz tem um rms nível de ruído de 0,1 nm. Note-se que a faixa de medição é igual à diferença (stand off) entre as placas.  Figura 4. Ruído nanosensor. Erro de linearidade nanosensor O gráfico mostra um exemplo de um gráfico de erro de linearidade para o sensor NXC1-AL. O erro de linearidade neste exemplo é <0,01%. Isto é conseguido sem a compensação electrónica. Queensgate não compensar eletronicamente ® Nano , porque eles são projetados para serem extremamente linear e abaixo de cerca de 0,1% do erro de linearidade é dominada pelo paralelismo das superfícies de montagem. Fale Queensgate para obter detalhes sobre calibrar seus sensores in situ e erro de linearidade de compensação para melhor do que 0,02%.  Figura 5. Linearidade nanosensor. Erro de linearidade e Tilt O nanosensor ® Performance é insensível a inclinação ou placas não paralelas. No entanto, para a linearidade mais alto as placas precisam ser paralelo ao melhor do que dois milirradianos.  Figura 6. Non-lineraity inclinação vs para uma nanosensor NXC-S. Nota; para uma tolerância dado o efeito da inclinação é menor quando a distância (intervalo) é maior. Fator de escala e Tilt O fator de escala também é afetada pelo paralelismo das placas. A inclinação de um milliradian provoca uma mudança de 0,5% no fator de escala. O gráfico é um gráfico para o sensor de faixa de 100 mm, sensores de longo alcance são muito menos sensíveis à inclinação.  Figura 7. Tilt vs Escala fator para uma nanosensor NXC-S. Tabelas especificação | NXA | Alumínio | 230 NMK -1 | 12,0 | NXB | Alumínio | 230 NMK -1 | 22,5 | NXC | Alumínio 1 Super Invar | 230 NMK -1 5 -1 NMK | 113,0 | NXD | Alumínio 2 Super Invar | 230 NMK -1 5 -1 NMK | 282,0 |
1. NXC1 NXC3 e só. 2. NXD1 só. 3. Esta é a contribuição de espessura apenas. Ele não inclui o efeito área, que é mostrada abaixo. | NXA | - | - | - | - | - | NXB | 20 | 2 | <0,001 | 1 | <0,08 | NXC | 100 | 10 | <0,005 | 4,4 | <0,03 | NXD | 250 | 25 | <0,013 | 11 | <0,06 |
4. Erro de linearidade pode ser dominado pelo paralelismo das faces sensor; especialmente para sensores de curto alcance (NXA e NXB). | NXA | 50 | 5 | <0,08 | 2,2 | <0,08 | NXB | 100 | 10 | <0,015 | 4,4 | <0,08 | NXC | 500 | 50 | <0,075 | 22 | <0,05 | NXD | 1250 | 125 | <0,188 | 55 | <0,06 |
Comprimento do Cabo O comprimento do cabo padrão é de 2 m eo comprimento máximo do cabo é de 10 m, observe o ruído aumenta com cabos mais longos. O aumento do ruído é de aproximadamente 20% por metro de cabo. Cabos de extensão estão disponíveis em 1 m, 2 m ou 3 m de comprimento (ordem códigos ECX01LL, ECX02LL, ECX03LL respectivamente). Deriva térmica Isto pode ser separada em drift eletrônico, que é uma propriedade do controlador e seu ambiente, e deriva do sensor devido à expansão térmica do sensor de espessura e de área. Isto pode ser facilmente calculado usando o coeficiente de expansão térmica de alumínio (22 10-6 K-1) ou Super Invar (0,3 10-6 K-1), conforme apropriado. O efeito da variação da espessura pode ser minimizado utilizando materiais de compensação, deixando apenas a mudança na área. Estabilidade Nano ® têm uma construção muito simples. Eles são robustos e estável e ideal para medições de longo prazo. Os sensores e controladores eletrônicos são estáveis a mais do que 50 nm ao longo de meses e 10 nm ao longo de dias. Compatibilidade de vácuo Vácuo compatível Nano ® estão disponíveis - por favor, especificar '-VAC "ao fazer o pedido. A versão a vácuo compatível é tipicamente boa 10-8 Torr e pode ser cozido para fora em até 100 graus centígrados. Entre em contato com Queensgate para discutir aplicações específicas. Sensores de costume Sensores personalizado pode ser projetado para muitas aplicações diferentes. Em princípio, dois eletronicamente isolado superfícies condutoras configuradas para uma capacitância de 10 pF ou 2 pF podem ser usados. Por exemplo, filmes de ouro sobre vidro, ou calço de metal, ou folha ligada a substratos isolantes. Controlador Opções eletrônicos | NS2000 | Um | ± 15Vdc, 70mA | ± 5 V | X | 5 kHz | Consultar o folheto informativo do Sistema 2000 para mais detalhes. | NPS2110 | Um | 90-130 Vac ou 220-260 Vac | ± 5 V | x | 5 kHz | Inclui piezo amplificador unidade e circuitos fechados de loop | Módulos S2000 e NS | Catorze | 90-110 Vac ou 110-130 Vac ou 220-260 Vac | ± 5 V | 16 bits (Opcional) | 5 kHz | Consultar o folheto informativo do Sistema 2000 para mais detalhes. | NPS3330 Series | Três | 90-260 Vac | x | Sete dígitos ponto flutuante | 12,5 kHz | NPS3330 ver folheto para mais detalhes. |
|