Contrôleurs de Digitals - Contrôleurs de Digitals de la Suite NPS3000 pour des Systèmes de Nanopositioning des Instruments de Queensgate

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Sujets Couverts

Introduction

Caractéristiques techniques

Options

Mouvement Propre

La Commission de Queensgate NanoControl

Mode d'Instantané

Bibliothèques de liens dynamiques (DLLs)

d'Ordres De Gestion de Logiciel

Gestionnaires de LabVIEW®

Surfaces Adjacentes

Port Série RS232

Surface Adjacente Parallèle

Port de PROTOCOLE DE SYSTÈME D'ANNUAIRE

Interface Analogique

Surfaces Adjacentes Faites Sur Commande

Faible Bruit (- LN)

Chassoir Faible (- LD)

Boucle d'IDENTIFICATION PERSONNELLE

Fiche Technique Électronique

Compensation de Linéarité

Compensation Rotationnelle d'Erreur

Cahier Des Charges Pour le Contrôleur de Digitals de la Suite NPS3000

Introduction

Les Contrôleurs digitaux neufs de boucle bloquée de la suite NPS3000 sont le Prochain Rétablissement des systèmes de NanoPositioning de SDL Queensgate. Conçu particulièrement pour régler la précision NanoMechanisms du nanomètre de Queensgate, ce complet domaine de produit nouveau représente un saut technologique énorme dans la performance, le coût et la souplesse. Utilisant la technologie de pointe de traitement numérique du signal les amplificateurs piézo-électriques d'entraînement de cartel de NPS3000-series, position de capacité sentant des circuits et la capacité de servocommande. L'Utilisation des conditions de contrôle par retour de l'information d'IDENTIFICATION PERSONNELLE (différentiel intégral proportionnel) améliore grand des temps de stabilisation et réduit à un minimum l'effet de la résonance mécanique. Les techniques de contrôle Avancé développées par SDL Queensgate permettent la définition de 21 bits (0.05nm dans 100μm), plus de 30 fois mieux que précédemment disponible. Le logiciel virtuel de panneau avant facilite le contrôle de l'utilisateur de tous les paramètres d'emploi, y compris l'installation de boucle d'IDENTIFICATION PERSONNELLE.

Caractéristiques techniques

Les Caractéristiques techniques du Contrôleur NPS3000 digital comprennent :

·         Seul système de Gabarit avec les blocs d'alimentation universels de puissance d'entrée

·         Technologie De Pointe de processeur de signaux numériques, fournissant des paramètres de contrôle reconfigurable sophistiqués.

·         1, 2 et 3 systèmes de tunnel

·         définition pertinente de 21 bits ;

·         7 commandes à point mobile de chiffre (meilleur qu'un part dans 2 millions, équivalent à 0,05 nanomètres dans μm 100).

·         Améliorez que 0,02% erreurs de linéarité

·         Le mode d'Instantané accorde le bruit, la réponse en fr3quence et les temps de stabilisation d'être graphiquement affiché sur votre PC et d'être optimisé en réglant des paramètres de boucle d'IDENTIFICATION PERSONNELLE

·         Le logiciel Virtuel de panneau avant permet le plein contrôle d'utilisateur des paramètres de système

·         DLL Complet d'ordres de gestion permettant l'intégration simple du système dans les environnements spécifiques à l'application

·         Établi dans la surface adjacente RS232 permet le contrôle de n'importe quel PC par l'intermédiaire du port (COM) séquentiel à jusqu'à 100 commandes par seconde

·         Port série de PROTOCOLE DE SYSTÈME D'ANNUAIRE disponible en tant que norme pour des transmissions à grande vitesse

·         Les Fiches Techniques Électroniques enregistrées dans EEPROM dans le Contrôleur et le NanoMechanism permettent l'interchangeabilité facile des stades et des Contrôleurs avec la configuration par défaut d'usine

·         Enregistrez et Indiquez l'installation pour différentes installations d'utilisateur

Options

·         Option À faible bruit de chassoir

·         Option Faible de chassoir

·         Carte d'Interface Analogique (- ANA-A) fournissant une entrée de commande analogique pour chacun des 3 tunnels de Contrôleur

·         Carte d'E/S Parallèle de Digitals (- PARA, - PAR-B ou - PAR-C) pour des transmissions à grande vitesse à une carte d'E/S Basée sur PC de Digitals

·         Câble de surface adjacente Master/slave permettant à deux Contrôleurs de NPS3000-series d'être réglé d'une surface adjacente de PC (RS232 ou Parallèle).

Mouvement Propre

Les Contrôleurs digitaux neufs de NPS3000-series sont en fonction complet digital, indépendamment des amplificateurs d'entrée et sortie. Ceci a comme conséquence des coûts inférieurs, une plus haute performance et une souplesse accrue du fonctionnement. Il n'y a aucune molette ou contact - tout est réglé en logiciel, et peut être réglé par l'intermédiaire d'un PC utilisant le logiciel virtuel de panneau avant accepté. Pour simple réglé se lève, où la vitesse n'est pas importante, ou pour changer la configuration du système, puis COM séquentielle mettent en communication peut être utilisée. Là Où un fonctionnement plus rapide est exigé alors la surface adjacente parallèle rapide (NPS-PAR) devrait être spécifiée. Des surfaces adjacentes de Digitals devraient être utilisées dans la mesure du possible, puisqu'elles n'introduisent pas le bruit, le chassoir ou la non-linéarité. Dans cas où ce n'est pas possible puis l'interface analogique (NPS-ANA) devrait être utilisée. C'est un carton de convertisseur d'A/D de trois-tunnel qui convertit votre signe d'entrée analogique en commande digitale.

La suite NPS3000 réglera n'importe quelle partie de la chaîne de Queensgate de NanoMechanisms, ou des combinaisons des piezos et du NanoSensors®.

La Commission de Queensgate NanoControl

La Commission de Queensgate NanoControl fournit l'accès facile au positionnement de la commande NPS3000. Une illustration du panneau avant du Contrôleur, complètes avec l'affichage sous tension des positions et du mode LED de stade, les présents moyens intuitifs de l'établissement et la surveillance le Contrôleur. L'Accès aux paramètres d'IDENTIFICATION PERSONNELLE est par l'intermédiaire des barres de curseur ; déménagez simplement un curseur et le paramètre correspondant d'IDENTIFICATION PERSONNELLE sera immédiatement actualisé. D'Autres paramètres sont groupés logiquement selon le fonctionnement. Le Changement d'un paramètre de commande est la simplicité elle-même : juste écrivez la valeur neuve et cliquez la souris.

La Commission de Queensgate NanoControl permet également à l'ensemble complet de paramètres de commande d'être enrégistré au disque. Ceci peut être recherché et téléchargé au Contrôleur en quelques secondes. Il n'y a aucune limite au nombre de positionnements de paramètre qui peuvent être enregistrés au disque. L'image ci-dessous est une piqûre d'écran du logiciel de Commission de NanoControl.

Mode d'Instantané

Le mode de fonctionnement d'instantané permet des réactions de NanoMechanism et des données de bruit à enregistrer par le Contrôleur aux pleins tarifs de cycle de système (un échantillon chaque 40ìs), pendant un laps de temps limité. Ces données peuvent alors être chargées à l'ordinateur hôte pour l'affichage et l'analyse. Le mode d'instantané peut être installé pour produire d'un stimulus sur des n'importe quels des 3 tunnels. Ceci signifie que la réaction ne doit pas forcément être mesurée le même tunnel que qu'à ce que le stimulus est appliqué, et permet pour cette raison à des effets intercanaux d'être caractérisé.

Les images d'instantané de Panneaux d'affichage de NanoControl à côté du curseur d'IDENTIFICATION PERSONNELLE barre le rendre facile de régler les configurations et de voir le changement de la performance dynamique presque en temps réel. Des curseurs À L'écran sont fournis pour permettre à des mesures d'être effectués directement à partir du graphique d'instantané. Des données d'Instantané peuvent également être exportées au disque pour l'usage avec d'autres modules tels qu'un tableur.

Bibliothèques de liens dynamiques (DLLs)

Le DLL de la commande NPS3000 fournit la barrette entre votre environnement de programmation de Windows et le Contrôleur NPS3000. Il supporte le positionnement entier de commande, te permettant de régler et surveiller le Contrôleur par une suite d'appels de fonctionnement faciles à utiliser. Le DLL supporte le port série RS232 et la surface adjacente parallèle de NPS-PAR. Tout que vous devez faire est d'appeler les fonctionnements appropriés ; le DLL prend soin des transmissions.

d'Ordres De Gestion de Logiciel

Le d'ordres de gestion de Contrôleur est en grande partie indépendant de la surface adjacente de transmissions utilisée, bien qu'il y ait quelques différences moins importantes de la manière que les commandes sont transmises. Toutes Les boîtes de vitesses entre l'ordinateur hôte et le Contrôleur (et vice versa) sont 64 bits de longueur, fournissant des transmissions rapides, décodent et des temps de réponse. Celles-ci comportent un mot de 16 bits de commande (ou le mot de réaction), un mot contenant des données de 32 bits et un Terminator de 16 bits. Le mot contenant des données peut contenir des données de format de virgule flottante ou d'entier, selon le paramètre concerné. La Commande et les positions mesurées peuvent être transmises dans la virgule flottante ou le format d'entier. Pour des transferts à point mobile, un choix des formats d'IEEE simple précision ou de simple précision de TMS320C3X est fourni.

Le positionnement de commande comprend les groupes fonctionnels suivants :

·         Mode de boucle d'avertissement (ouvrez-vous/boucle bloqué ; installation de gel.

·         Positions de Commande et de mesure

·         Paramètres de contrôle d'IDENTIFICATION PERSONNELLE

·         Coefficients de Linéarisation

·         Paramètres d'Étalonnage

·         Configurations d'Instantané

·         Configurations Générales de Contrôleur

Gestionnaires de LabVIEW®

Le software support pour les Contrôleurs de la suite NPS3000 comprend un ensemble de gestionnaires Virtuels des Instruments (vi) pour LabView. Ceci signifie que vous pouvez développer votre application de test fonctionnant entièrement dans l'environnement de programmation graphique du « G » de LabView, ainsi vous ne devez pas écrire une ligne d'indicatif. Il signifie également que vous avez un choix plus large de plate-forme, y compris Windows 3.1 /95/NT, le Sun, le Macintosh et le HP UX.

Surfaces Adjacentes

Les Contrôleurs NPS3000 supportent les surfaces adjacentes suivantes :

·         Port série RS232

·         Surface adjacente Parallèle

·         Port de PROTOCOLE DE SYSTÈME D'ANNUAIRE

·         Interface Analogique

·         Surfaces adjacentes Faites Sur Commande

Port Série RS232

·         Peut être utilisé avec le port (COM) séquentiel normal sur un PC

·         Supports 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 et 38400 bauds (38400 bauds ne peuvent être supportés sur quelques PCs).

Surface Adjacente Parallèle

·         Exige de la surface adjacente de NPS-PAR d'être inséré dans le Contrôleur. Le NPS-PAR relie à un PC par l'intermédiaire de l'Office National d'E/S des Instruments PC-DIO-24 Digitals (PC de bureau) ou de la Carte I/O de DAQCard-DIO-24 Digitals (notebook PC) et permet des tarifs de commande de jusqu'à 4000 commandes par seconde.

DSPPort

·         Surface adjacente Ultra-rapide utilisée pour communiquer entre les Contrôleurs de Maître et d'Esclave

·         Peut également être utilisé comme surface adjacente de contrôle pour un Contrôleur autonome

·         Port série de PROTOCOLE DE SYSTÈME D'ANNUAIRE de Texas Instruments TMS320C32 d'Utilisations

·         Permet des tarifs de commande de jusqu'à 4000 commandes par seconde.

Interface Analogique

·         Exige de la surface adjacente de NPS-ANA d'être inséré dans le Contrôleur

·         Fournit l'entrée de commande analogique pour chacun des 3 tunnels de Contrôleur

·         Des entrées de commande Analogiques peuvent être additionnées avec les entrées de commande digitales.

Surfaces Adjacentes Faites Sur Commande

·         Permettez les tarifs de commande de jusqu'à 4000 commandes par seconde

·         Peut être conçu en fonction du client par Queensgate pour répondre à vos besoins.

Faible Bruit (- LN)

·         Le Niveau sonore 3 fois inférieur la norme

·         Non disponible avec des câbles plus longs que 2m

·         Équivalent à la définition de 21 bits à la largeur de bande 1Hz

Chassoir Faible (- LD)

·         Dérivez à niveau de 70 ppm/K dans l'écartement de senseur

·         3 fois abaissent le chassoir que la norme

Boucle d'IDENTIFICATION PERSONNELLE

Les Contrôleurs emploient des termes de contrôle par retour de l'information d'algorithme d'IDENTIFICATION PERSONNELLE (Proportionnel, Intégral et Différentiel) pour fournir le contrôle flexible d'un grand choix de stades. Ceci active le temps de stabilisation rapide d'être réalisé, overshoot réduisant à un minimum ou sonnerie et permettre de ce fait derrière le stade d'être réglé servo plus près de la résonance mécanique que soyez autrement possible.

Fiche Technique Électronique

Des Fiches Techniques Électroniques (EDS) sont enregistrées dans EEPROM dans le Contrôleur et le NanoMechanisms, permettant des données d'étalonnage et des installations dynamiques à enrégistrer. Le NanoMechanism EDS usine-est programmé et comprend l'information suivante :

·         IDENTIFICATION de Stade, y compris le Numéro d'article, le Numéro de série, la Date de Fabrication et la Date d'Étalonnage

·         Données d'Étalonnage, y compris des coefficients de Linéarisation de facteurs de proportionnalité de senseur et de déclencheur.

·         Données Dynamiques d'installation comprenant des paramètres d'IDENTIFICATION PERSONNELLE, la limite disponible et la position de commande d'initiale. Le NanoMechanism EDS a trois installations dynamiques, qui sont préprogrammées pour les charges de temps de réponse petit (d'une manière equivalente grand, moyen et) lentes, moyennes et rapides.

·         Le NanoMechanism EDS est affiché dans le Contrôleur à d'allumage, permettant l'interchangeabilité des stades entre les tunnels et les Contrôleurs.

·         Le Contrôleur EDS fournit la mémoire pour la même information décrite ci-dessus, pour chacun des trois tunnels. Ainsi il est possible d'enregistrer des données de configuration même si vous utilisez les mécanismes qui n'ont pas l'intégrale EDS EEPROMS. De plus, le Contrôleur EDS prévoit cinq installations dynamiques définies pour l'utilisateur. Vous pouvez également spécifier quelle installation dynamique (usine 3 + utilisateur 5) vous souhaitez être le défaut installé à d'allumage. Le Contrôleur EDS comprend le matériel et l'information d'identification de logiciel et les configurations d'instantané de défaut.

Compensation de Linéarité

Les senseurs de Capacité, pilotés convenablement, sont par nature linéaires. Cependant les effets d'arête et les erreurs de fabrication peuvent provoquer non la linéarité aux 0,2% niveaux. Un fonctionnement polynôme de linéarisation de la quatrième commande est appliqué à l'information de position avant emploi pour ramener ceci à un niveau négligeable, en général moins de 0,02% dans la pratique.

Compensation Rotationnelle d'Erreur

Le Contrôleur NPS3000 a l'installation pour rectifier l'erreur d'Abbé introduite en fonctionnant hors de l'axe (à partir de l'axe défini du mouvement du NanoMechanism). Les erreurs rotationnelles sont étalonnées et fournies avec chaque stade. Pour compenser l'erreur d'Abbé, l'utilisateur écrit hors circuit la distance d'axe dans des compteurs et l'importance de l'erreur rotationnelle (radians selon le compteur) pour l'axe approprié. Ces caractéristiques techniques peuvent être consultées du logiciel accepté ou appelé du DLL de Windows ou du gestionnaire de LabVIEW.

Paramètre

Symbole

Valeur

Ensembles

Notes

Minimum

Particulier

Maximum

Taille

288 x 307 x 70

millimètre

Tension de Ligne

90

-

260

V

Ligne Fréquence

45

-

65

Hertz

Stade à la longueur des câbles de Contrôleur

-

2

10

m

Note 1.

Surface adjacente de Contrôle

RS232

Note 2.

Format de Commande

Virgule flottante de Simple précision (7 chiffres)

Note 3.

Format de Mesure

Virgule flottante de Simple précision (7 chiffres)

Note 3.

Facteur de proportionnalité

Ax1, bx1

1

μm

Note 4.

Largeur de bande de NanoSensor

5

Kilohertz

Note 5.

Bruit Intrinsèque

senseur

kxm·ndens

100 x 10-9

Hertz

Note 6.

Oscillation de sortie d'amplificateur de HT

-20

-

100

V

Largeur de bande d'amplificateur de HT

10

Kilohertz

Note 7.

Bruit Intrinsèque de HT (RMS)

0,3

SYSTÈME MV

Limite de courant d'amplificateur de HT

50

MAMANS

Note 8.

Temps de Préchauffage

25

Minutes

Chassoir de Préchauffage

50

Nanomètre

Chassoir Thermique - Option de LD

200 x 10-6 70 x 10-6

K-1

Note 9.

Température de fonctionnement

0

-

40

C

Note 10.

La température de Survie

-20

-

70

C

Note 10.

Numéro des tunnels indépendants de boucle bloquée

1

3

6

Note 11.

1) maximum de 2 m pour l'option à faible bruit (- LN).

2) Compris en tant que Norme. D'Autres surfaces adjacentes sont disponibles.

3) La définition digitale est meilleure que le bruit de système dans la plupart des cas. Le format d'Entier est également disponible. Le format est utilisateur contrôlable, défaut d'usine est format de Norme ieee.

4) défaut d'Usine, Utilisateur settable.

5) Commande de la Position Affichée de ` la' renvoie l'information de position dans une largeur de bande de 5 kilohertz. Mode de l'Instantané de ` le' renvoie l'information de position dans une largeur de bande de 12,5 kilohertz.

6) C'est le bruit pour l'option à faible bruit (- LN). Le bruit normal est trois fois plus haut. Multipliez ce numéro par le carré de l'écartement de senseur et la racine carrée de la largeur de bande, puis divisez par l'écartement de senseur pour que la capacité de 10 PF obtienne au bruit de RMS dans des compteurs ; c'est-à-dire, bruit = kxm·le ¸ G2 d10pF des ndens X où G est l'écartement de condensateur et le d10pF est l'écartement de condensateur pour une capacité 10pF.

7) La largeur de bande pour la charge de 4 μF. La largeur de bande à des charges plus élevées est de 6,1 kilohertz (charge de 6 μF), 3,7 kilohertz (charge 10μF). La capacité Particulière de stade est 4μF.

8) la limite actuelle de 100 mamans est disponible à moins d'une protection mn de court circuit.

9) Par exemple un positionneur avec un écartement de senseur du μm 100 avec - l'option de LD a un chassoir thermique de 7 nmK-1. Notez que c'est la cotisation du Contrôleur seulement ; elle ne comprend pas l'expansion thermique du NanoMechanism.

10) Non se condensant.

11)   Pour obtenir six tunnels deux Contrôleurs sont joints ensemble. Les Tunnels peuvent être boucle ouverte ou bloquée (utilisateur settable).

Source : Instruments de Queensgate.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Instruments de Queensgate.

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

Last Update: 13. June 2013 03:59

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