디지털 관제사 - Queensgate 계기에서 Nanopositioning 시스템을 위한 NPS3000 시리즈 디지털 관제사

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소개

특징

선택권

배경

Queensgate NanoControl 위원회

스냅 최빈값

동 링크 도서관 (DLLs)

소프트웨어 명령 언어

LabVIEW® 운전사

공용영역

RS232 직렬 인터페이스

병렬 인터페이스

DSP 포트

아날로그 인터페이스

주문 공용영역

저잡음 (- LN)

낮은 편류 (- LD)

PID 루프

전자 데이터 장

선형성 대상

회전 과실 대상

NPS3000 시리즈 디지털 관제사를 위한 논고

소개

새로운 NPS3000 시리즈 폐회로 디지털 관제사는 SDL Queensgate에서 NanoPositioning 시스템의 차세대입니다. Queensgate의 나노미터 정밀도 NanoMechanisms를 통제하는 것을 특히 디자인해, 이 완전히 새로운 생산 범위는 성과, 비용 및 다양성에 있는 거대한 과학 기술 뜀을 나타냅니다. 최신식 디지털 신호 처리 기술을 사용하여 NPS3000 시리즈는 piezo 드라이브 증폭기, 용량 위치 느끼 회로 및 서보 조종 장치 기능을 결합합니다. PID (비례적인 완전한 미분) 의견 기간의 사용은 매우 정착(settle) 시간을 향상하고 기계적인 공명의 효력을 극소화합니다. SDL Queensgate에 의해 개발된 고급 제어 기술은 21 비트 해결책 (100μm에 있는 0.05nm), 이상의 30 시간을 잘 보다는 이전에 사용 가능한 허용합니다. 사실상 전면 패널 소프트웨어는 PID 루프 준비를 포함하여 모든 운영 매개변수의 사용자 통제를, 촉진합니다.

특징

NPS3000 디지털 관제사의 특징은 다음을 포함합니다:

·         보편적인 입력 파워 공급을 가진 대 혼자서 시스템

·         정교한 reconfigurable 제어 매개변수를 제공하는 최신식 디지털 신호 처리기 기술.

·         1개, 2개 그리고 3개의 채널 통신로 시스템

·         21 비트 효과적인 해결책;

·         7개의 손가락 부동 소수점 커맨드 (100 μm에 있는 0.05 nm와 2백만에 있는 1닢 더 낫게 부품, 동등한).

·         0.02% 선형성 과실 보다는 나아지십시오

·         스냅 최빈값은 소음, 주파수 응답 및 그래픽으로 PC에 디스플레이되고 PID 루프 매개변수를 조정해서 낙관되는 정착(settle) 시간을 허용합니다

·         사실상 전면 패널 소프트웨어는 사용자에게 시스템 매개변수의 완전통제를 줍니다

·         포괄적인 명령 언어 DLL 시스템의 간단한 통합 특정 용도 환경으로 허용

·         RS232 공용영역에서 건축해 초당 100개까지 커맨드에 연속되는 (COM) 포트를 통해 어떤 PC든지에서 통제를 허용합니다

·         고속 커뮤니케이션을 위해 기준으로 유효한 DSP 직렬 포트

·         관제사 및 NanoMechanism 둘 다에 있는 EEPROM에서 저장된 전자 데이터 장은 공장 디폴트 윤곽을 가진 단계 그리고 관제사의 쉬운 호환성을 허용합니다

·         다른 사용자 준비를 위한 시설을 저장하고 되부르십시오

선택권

·         저잡음 편류 선택권

·         낮은 편류 선택권

·         모든 3개의 관제사 채널 통신로를 아날로그 커맨드 입력을 제공하는 아날로그 인터페이스 카드 (- ANA-A)

·         PC 기반 디지털 입력/출력 카드에 고속 커뮤니케이션을 위한 평행한 디지털 입력/출력 카드 (- 파라, - PAR-B 또는 - PAR-C)

·         주종 인터페이스 케이블 1개의 PC 공용영역에서 통제되는 것을 2개의 NPS3000 시리즈 관제사 허용 (RS232 또는 병렬).

배경

새로운 NPS3000 시리즈 디지털 관제사는 입출력 증폭기은 그렇다 하고 완전하게 디지털 작업 중, 입니다. 이것은 작동의 저가, 고성능 및 증가한 융통성 귀착됩니다. 손잡이 또는 스위치가 없습니다 - 모두는 소프트웨어에서 놓이고, PC를 통해 공급된 사실상 전면 패널 소프트웨어를 사용하여 조정될 수 있습니다. 또는 올립니다 놓인 간단한을 위해 시스템의 윤곽을 바꾸기를 위해 속도가 중요하지 않은 지 곳에, 그 후에 연속되는 COM는 사용될 수 있습니다 향합니다. 더 단단 작동이 그 때 요구되는 곳에 단단 병렬 인터페이스 (NPS-PAR)는 지정되어야 합니다. 디지털 접속은 소음, 편류 또는 비선형성을 소개하지 않기 때문에, 가능하게 이용되어야 합니다. 이것이 가능하지 않은 그 후에 곳에 그러한 경우에 아날로그 인터페이스 (NPS-ANA)는 이용되어야 합니다. 이것은 디지털 커맨드로 아날로그 입력 신호를 변환하는 3 채널 통신로 A/D 변환기 널입니다.

NPS3000 시리즈는 Queensgate의 NanoMechanisms의 범위의 무엇이든, 또는 piezos와 NanoSensors®의 조합을 통제할 것입니다.

Queensgate NanoControl 위원회

Queensgate NanoControl 위원회는 NPS3000 커맨드 세트에 쉬운 접근을 제공합니다. 관제사의 전면 패널의 그림, 완전한 단계 위치 및 상태 LEDs의 살아있는 전시, 현재 조립의 직관적인 방법 및 감시에 관제사. PID 매개변수에 접근은 슬라이더 바를 통해 입니다; 단순히 슬라이더를 대응 PID 매개변수는 즉시 경신될 것입니다. 그밖 매개변수는 기능에 따라 논리적으로 분류됩니다. 명령 매개변수를 바꾸는 것은 간명 자체입니다: 다만 새로운 가치를 입력하고 마우스를 누르십시오.

Queensgate NanoControl 위원회는 또한 명령 매개변수의 완전한 세트가 디스크에 저장되는 것을 허용합니다. 이것은 관제사에 순식간에 만회되고 다운로드될 수 있습니다. 디스크에 저장될 수 있는 매개변수 세트의 수에 아무 한계도 없습니다. 심상은 아래에 NanoControl 위원회 소프트웨어의 screenshot입니다.

스냅 최빈값

스냅 작동 모드는 한정된 기간 동안 가득 차있는 시스템 주기 비율 (1개 견본 각 40ìs)로 관제사 가, 기록되 NanoMechanism 반응과 소음 데이터를 허용합니다. 이 데이터는 전시와 분석을 위한 주전산기에 그 때 적재될 수 있습니다. 스냅 최빈값은 3개의 채널 통신로의 아무 것나에 자극을 생성하기 위하여 설치될 수 있습니다. 이것은 자극이 적용되는 지 어느 것에 반응이, 그리고 그러므로 성격을 나타내는 것을 간 채널 통신로 효력이 허용하는 동일 채널 통신로를 위해 반드시와 측정될 필요없다는 것을 의미합니다.

PID 슬라이더 나란히 NanoControl 패널 디스플레이 스냅 심상은 조정을 조정하고 즉시에서 동적 성과에 있는 변경을 거의 보 것을 쉬운 하를 방해합니다. 화면상 커서는 측정이 스냅 도표에게서 직접 하는 것을 허용하도록 제공됩니다. 스냅 데이터는 또한 스프레트시트와 같은 그밖 포장과 사용을 위한 디스크에 수출될 수 있습니다.

동 링크 도서관 (DLLs)

NPS3000 커맨드 DLL는 Windows 프로그램 환경과 NPS3000 관제사 사이 링크를 제공합니다. 그것은 전체 커맨드 세트를 지원해, 일련의 사용하기 편한 함수 호출을 통해 관제사를 통제하고 감시하는 것을 허용하. DLL는 RS232 직렬 인터페이스 및 NPS-PAR 병렬 인터페이스를 둘 다 지원합니다. 당신이 오직 할 필요가 있는 것은 적합한 기능을 부르기 위한 것입니다; DLL는 커뮤니케이션을 다룹니다.

소프트웨어 명령 언어

관제사 명령 언어는 커맨드가 전달되는 쪽에 있는 몇몇 작은 다름이 있더라도, 이용된 통신 인터페이스의 크게 독립적입니다. 주전산기와 관제사 사이 모든 전송은 (그리고 그 반대도 마찬가지로) 길이의 64 비트 해독합니다, 단단 커뮤니케이션이고, 및 응답 시간을 제공하. 이들은 16-비트 커맨드 워드 (또는 반응 워드), 32 비트 데이터 워드 및 16-비트 터미네이터 구성하고 있습니다. 데이터 워드는 염려한 매개변수에 따라서 부동 소수점 정수 체재 데이터를, 포함할 수 있습니다. 커맨드와 측정한 위치는 부동 소수점 또는 정수 체재에서 전달될 수 있습니다. 부동 소수점 이동을 위해, IEEE 단 하나 정밀도 또는 TMS320C3X 단 하나 정밀도 체재의 선택은 제공됩니다.

커맨드 세트는 뒤에 오는 작용기를 포함합니다:

·         제어 루프 최빈값 (여십시오/폐회로; 동결 시설.

·         커맨드와 측정 위치

·         PID 제어 매개변수

·         선형화 계수

·         구경측정 매개변수

·         스냅 조정

·         일반적인 관제사 조정

LabVIEW® 운전사

NPS3000 시리즈 관제사를 위한 소프트웨어 지원은 LabView를 위한 사실상 계기 (vi) 운전사의 세트를 포함합니다. 이것은 LabView의 "G" 그래픽 프로그램 환경에서 완전히 작동하는 애플리케이션 테스트를 개발할 수 있다는 것을 의미합니다, 그래서 코드 행을 쓸 필요없습니다. Windows 3.1 /95/NT, 일요일, 매킨토시 및 HP-UX를 포함하여 플래트홈의 더 넓은 선택이, 있다는 것을 또한 의미합니다.

공용영역

NPS3000 관제사는 뒤에 오는 공용영역을 지원합니다:

·         RS232 직렬 인터페이스

·         병렬 인터페이스

·         DSP 포트

·         아날로그 인터페이스

·         주문 공용영역

RS232 직렬 인터페이스

·         PC에 표준 연속되는 (COM와) 포트 함께 사용될 수 있습니다

·         지원 1200년, 2400, 4800, 9600, 19200 그리고 38400 보드 (38400 보드는 몇몇 PC에 지원되지 않을 수 있습니다).

병렬 인터페이스

·         NPS-PAR 공용영역을 관제사에 맞을 것을 요구합니다. NPS-PAR는 국제적인 계기 PC-DIO-24 디지털 입력/출력 널 (탁상용 PC) 또는 DAQCard-DIO-24 디지털 입력/출력을 통해 PC에 카드 (노트북 PC) 조화시키고 초당 4000까지 커맨드의 커맨드 비율을 허용합니다.

DSPPort

·         주인과 노예 관제사 사이에서 통신을 위해 이용되는 고속 공용영역

·         또한 독립 관제사를 위해 제어 인터페이스로 사용될 수 있습니다

·         용도 텍사스 인스투르먼트 TMS320C32 DSP 직렬 포트

·         초당 4000까지 커맨드의 커맨드 비율을 허용합니다.

아날로그 인터페이스

·         NPS-ANA 공용영역을 관제사에 맞을 것을 요구합니다

·         3개의 관제사 채널 통신로의 각각을 아날로그 커맨드 입력을 제공합니다

·         아날로그 커맨드 입력은 디지털 커맨드 입력으로 총계될 수 있습니다.

주문 공용영역

·         초당 4000까지 커맨드의 커맨드 비율을 허용하십시오

·         Queensgate에 의해 요구에 응하기 위하여 주문 설계될 수 있습니다.

저잡음 (- LN)

·         잡음 레벨은 기준 보다는 3 시간 낮춥니다

·         더 긴 케이블에 유효하지 않음 2m

·         1Hz 대역폭에 21 비트 해결책에 동등물

낮은 편류 (- LD)

·         센서 간격에 있는 70 ppm/K의 수평으로 편류하십시오

·         3 시간은 기준 보다는 편류를 낮춥니다

PID 루프

관제사는 PID 산법 (비례 적이고, 완전한 및 미분 의견 다양한 단계의 유연한 통제를 제공하기 위하여 기간을) 이용합니다. 이것은 그렇지 않으면 가능하십시오 보다는 달성되는 급속한 정착(settle) 시간을, 극소화 오버슛 또는 단계를 둥글게 되고는 및 기계적인 공명에 가까운 자동 귀환 제어 장치 통제되는이렇게 허용하는 가능하게 합니다.

전자 데이터 장

전자 데이터 장은 (EDS) 관제사 및 NanoMechanisms 둘 다에 있는 EEPROM에서 저장되, 저장될 구경측정 데이터와 동적인 준비를 허용하. NanoMechanism EDS는 공장 프로그램되고 뒤에 오는 정보를 포함합니다:

·         부품 번호, 일련 번호, 제조 날짜 및 구경측정 날짜를 포함하여 단계 식별,

·         센서와 액추에이터 척도 인자 선형화 계수를 포함하여 구경측정 데이터.

·         PID 매개변수, 준비되어 있는 한계 및 머리글자 커맨드 위치를 포함하여 동적인 준비 데이터. NanoMechanism EDS에는 느리고, 중간 단단 응답 시간 (동등하게 크고, 중간 및 작은 짐)를 위해 미리 프로그램되는 3개의 동적인 준비가 있습니다.

·         NanoMechanism EDS는 관제사로스위치 에에 해석되, 채널 통신로와 관제사 사이 단계의 호환성을 허용하.

·         관제사 EDS는 3개의 채널 통신로의 각각을 위에 기술된 동일 정보를 위한 저장을, 제공합니다. 따라서 비록 완전한 EDS EEPROMS가 없는 기계장치에는 이용하더라도 설정 데이터를 저장하는 것이 가능합니다. 추가적으로, 관제사 EDS는 5개의 사용자 정의 동적인 준비를 제공합니다. 또한 어느 동적인 준비 (3 공장 + 5 사용자)에스위치 에 설치된 디폴트인 것을 바라는지 지정할 수 있습니다. 관제사 EDS는 기계설비 및 소프트웨어 식별 정보 및 디폴트 스냅 조정 포함합니다.

선형성 대상

적합하게 몬 용량 센서는, 본래부터 선형 입니다. 그러나 끝머리 효과와 제조 과실은 0.2% 수준에 선형성을 비 초래할 수 있습니다. 제 4 명령 다항식 선형화 기능은 위치 정보에 전에 사소한 수준으로 이것을, 0.02% 전형적으로 미만 실제로는 감소시키는 사용 적용됩니다.

회전 과실 대상

NPS3000 관제사에는 축선 떨어져 일해서 소개된 Abbé 과실을 정정하는 시설이 있습니다 (멀리 NanoMechanism의 움직임의 정의된 축선에서). 회전 과실은 각 단계로 측정되고 공급됩니다. Abbé 과실을 보상하기 위하여는, 사용자는 미터에 있는 축선 거리 및 관련된 축선을 위한 회전 과실 (미터 당 부채각)의 크기를 떨어져 입력합니다. 이 특징은 공급한 소프트웨어에서 접근되거나 LabVIEW Windows DLL 또는 운전사에서 불릴 수 있습니다.

매개변수

기호

가치

부대

최소한

전형

최대

규모

288 x 307 x 70

mm

선 전압

90

-

260

V

선 주파수

45

-

65

Hz

관제사 연에 단계

-

2

10

m

주 1.

제어 인터페이스

RS232

주 2.

명령어 형식

단 하나 정밀도 부동 소수점 (7개의 손가락)

주 3.

측정 체재

단 하나 정밀도 부동 소수점 (7개의 손가락)

주 3.

척도 인자

Ax1, bx1

1

μm

주 4.

NanoSensor 대역폭

5

KHz

주 5.

본질적인 소음

센서

kxm·ndens

100 x 10-9

Hz

주 6.

HV 증폭기 산출 그네

-20

-

100

V

HV 증폭기 대역폭

10

KHz

주 7.

본질적인 HV 소음 (rms)

0.3

MV

HV 증폭기 현재 한계

50

MA

주 8.

워밍업 시간

25

워밍업 편류

50

Nm

열 편류 - LD 선택권

200 x 10-6 70 x 10-6

K-1

주 9.

작용 온도

0

-

40

C

주 10.

생존 온도

-20

-

70

C

주 10.

독립적인 폐회로 채널 통신로의 수

1

3

6

주 11.

1) 저잡음 선택권을 위한 2개 m 최대 (- LN).

2) 기준으로 포함해. 그밖 공용영역은 유효합니다.

3) 디지털 해결책은 시스템 소음 보다는 대부분의 경우에 더 낫습니다. 정수 체재는 또한 유효합니다. 체재는 지배할 수 있는 사용자, 공장 디폴트입니다 IEEE 표준 형식입니다.

4) 공장 디폴트, settable 사용자.

5) ` 읽힌 위치' 커맨드는 5개 kHz 대역폭에 있는 위치 정보를 돌려보냅니다. ` 스냅' 최빈값은 12.5 kHz 대역폭에 있는 위치 정보를 돌려보냅니다.

6) 이것은 저잡음 선택권을 위한 소음입니다 (- LN). 표준 소음은 3 시간 높이 입니다. 이 수를 대역폭의 센서 간격 그리고 제곱근의 사각에 의하여 곱하고십시오, 그 후에 10 pF 용량을 위한 센서 간격으로 미터에 있는 rms 소음에 도착하기 위하여 분할하십시오; 다시 말하면 소음 = kxm·ndens x G가 축전기 간격 및 d10pF인 G2 ¸ d10pF는 10pF 용량을 위한 축전기 간격입니다.

7) 4개의 μF 짐을 위한 대역폭. 더 높은 짐에 대역폭은 6.1 kHz (6개의 μF 짐), 3.7 kHz (10μF 짐)입니다. 전형적인 단계 용량은 4μF입니다.

8) 100 mA 현재 한계는 1개 미만 작은 단락 보호에 유효합니다.

9)를 가진 100 μm의 센서 간격을 가진 예를 들면 positioner - LD 선택권에는 7 nmK 1의 열 편류가 있습니다. 이것이 관제사에서 기여금이다는 것을 유의하십시오; 그것은 NanoMechanism의 열 확장을 포함하지 않습니다.

10) 비 압축.

11)   6개의 채널 통신로를 장악하기 위하여는 2개의 관제사는 함께 연결됩니다. 채널 통신로가 열리는 폐회로 (settable 사용자)일 수 있습니다.

근원: Queensgate 계기.

이 근원에 추가 정보를 위해 Queensgate 계기를 방문하십시오.

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

Last Update: 13. June 2013 04:11

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