O novo NPS3000 séries fechadas controladores de laço digital são a próxima geração de sistemas de nanoposicionamento SDL Queensgate . Projetado especificamente para controlar Queensgate de NanoMechanisms precisão nanométrica, esta gama de produtos completamente nova representa um enorme salto tecnológico em desempenho, custo e versatilidade. Usando tecnologia de processamento de sinal digital da arte NPS3000 -series combinar amplificadores disco piezo, a posição de capacitância circuito de detecção e capacidade de controle de servo. Uso de termos um feedback PID (proporcional integral diferencial) melhora muito a resolver os tempos e minimiza o efeito de ressonância mecânica. Técnicas de controle avançado desenvolvido pela SDL Queensgate permite 21 bits de resolução (0.05nm em 100μm), mais de 30 vezes melhor do que anteriormente disponível. O software do painel virtual de frente facilita o controle de usuário de todos os parâmetros operacionais, incluindo o laço PID configurado.  Características Características do NPS3000 controlador digital incluem: · Autônomo do sistema com fontes de alimentação universal de entrada · Estado da arte da tecnologia de processador de sinal digital, fornecendo parâmetros de controle sofisticados reconfigurável. · 1, 2 e 3 sistemas de canal · 21 bit resolução efetiva; · 7 dígitos de ponto flutuante de comandos (melhor do que uma parte em 2.000.000, o equivalente a 0,05 nm em 100 mm). · Melhor do que o erro de linearidade de 0,02% · Modo de instantâneo permite tempos de resposta de freqüência do ruído, e liquidar a ser exibidos graficamente em seu PC e otimizado, ajustando parâmetros do laço PID · Software Virtual painel frontal permite ao usuário total controle dos parâmetros do sistema · DLL linguagem compreensiva comando simples permitindo a integração do sistema em ambientes de aplicativos específicos · Construído em interface RS232 permite o controle a partir de qualquer PC através da porta serial (COM) em até 100 comandos por segundo · DSP porta serial disponível como padrão para comunicações de alta velocidade · Planilhas eletrônicas de dados armazenados em EEPROM em ambos os controlador eo NanoMechanism permitir intercambiabilidade fácil de estágios e controladores com a configuração padrão de fábrica · Lembre-se armazenar e instalações para configurações de usuário diferente Opções · Opção de desvio de baixo ruído · Opção de baixo desvio · Analógico cartão de interface (-ANA-A) fornecer uma entrada de comando analógico para todos os 3 canais de controlador · Paralelamente Digital I / O card (PAR-A-, B-PAR-ou-PAR-C) para comunicações de alta velocidade para um PC baseado Digital I / O cartão de · Master / Slave cabo de interface que permite que duas NPS3000 série controladores de ser controlado a partir de uma interface de PC (RS232 ou Paralela). Fundo O novo NPS3000 controladores da série digitais são completamente digital em operação, além da entrada e saída de amplificadores. Isso resulta em menores custos, maior desempenho e maior flexibilidade de operação. Não há botões ou interruptores - tudo é definido em software, e pode ser ajustado através de um PC usando o software do painel virtual de frente fornecido. Para ups conjunto simples, onde a velocidade não é importante, ou para alterar a configuração do sistema, então a porta serial COM pode ser usado. Onde uma operação mais rápida é necessária, então a interface rápida paralelo (NPS-PAR) deve ser especificado. Interfaces digitais devem ser utilizados sempre que possível, uma vez que não deriva introduzir ruído, ou não-linearidade. Nos casos em que isso não é possível, então a interface analógica (NPS-ANA) deve ser usado. Este é um de três canais A / D bordo conversor que converte o sinal analógico de entrada em um comando digital. O NPS3000 série irá controlar qualquer um dos Queensgate do leque de NanoMechanisms, ou combinações de piezos e Nano ® . O Painel NanoControl Queensgate O Queensgate Painel NanoControl proporciona fácil acesso ao NPS3000 conjunto de comandos. A imagem do painel frontal do controlador, com exibição ao vivo das posições palco e LEDs de estado, apresenta um meio intuitivo de criação e acompanhamento do controlador. Acesso aos parâmetros de PID é através de barras deslizantes; simplesmente mover um cursor eo parâmetro PID correspondente será imediatamente atualizado. Outros parâmetros são agrupados logicamente de acordo com a função. Alterar um parâmetro de comando é a própria simplicidade: basta digitar o novo valor e clique no mouse. O Queensgate Painel NanoControl também permite que o conjunto completo de parâmetros de comando para ser salvo no disco. Isto pode ser recuperado e transferido para o controlador em questão de segundos. Não há limite para o número de conjuntos de parâmetros que podem ser armazenados no disco. A imagem abaixo é um screenshot do software Painel NanoControl.  Modo Snapshot O modo instantâneo de operação permite que as respostas NanoMechanism e dados sobre o ruído a ser registrado pelo controlador à taxa integral do sistema de ciclo (uma amostra a cada 40ìs), por um período limitado de tempo. Estes dados podem ser carregados para o computador host para exibição e análise. O modo de instantâneo pode ser configurado para gerar um estímulo em qualquer um dos 3 canais. Isto significa que a resposta não tem necessariamente de ser medido para o mesmo canal ao qual o estímulo é aplicado e, portanto, permite-canal inter efeitos a serem caracterizados. O Painel NanoControl exibe imagens snapshot ao lado das barras PID tornando-o fácil de ajustar as configurações e ver a mudança no desempenho dinâmico quase em tempo real. Na tela cursores são fornecidos para permitir que as medições sejam feitas diretamente a partir do gráfico instantâneo. Dados de instantâneo também podem ser exportados para o disco para uso com outros pacotes, como uma planilha. Bibliotecas de vínculo dinâmico (DLLs) O NPS3000 DLL comando fornece a ligação entre o seu ambiente de programação do Windows eo NPS3000 controlador. Ele suporta o comando set inteiro, o que lhe permite controlar e monitorar o controlador através de uma série de fácil de usar chamadas de função. A DLL suporta tanto a interface serial RS232 ea interface NPS-PAR paralelo. Tudo que você precisa fazer é chamar as funções apropriadas, a DLL cuida das comunicações. Command Language software A linguagem de comando do controlador é largamente independente da interface de comunicação utilizada, embora existam algumas pequenas diferenças na forma como os comandos são transmitidos. Todas as transmissões entre o computador host e controlador (e vice-versa) são de 64 bits de comprimento, proporcionando uma comunicação rápida, decodificar e tempos de resposta. Estes compreendem uma palavra de comando de 16 bits (ou palavra de resposta), um 32-bit palavra de dados e um terminador de 16-bit. A palavra de dados pode conter dados em formato de ponto flutuante ou inteiro, dependendo do parâmetro em causa. Posições de comando e de medição podem ser transmitidos em qualquer formato de ponto flutuante ou inteiro. Para ponto flutuante de transferências, uma escolha de IEEE de precisão simples ou precisão simples TMS320C3X formatos é fornecido. O conjunto de comando inclui os seguintes grupos funcionais: · Controle de modo de loop (aberto / fechado loop; instalação congelar. · Posições de comando e meça · Controle de parâmetros PID · Linearização coeficientes · Parâmetros de calibração · Definições de instantâneos · Configurações gerais controlador Drivers LabVIEW ® Suporte de software para o NPS3000 controladores de série inclui um conjunto de Virtual Instruments (VI) drivers para LabView. Isto significa que você pode desenvolver seu aplicativo de teste trabalhando totalmente em ambiente de programação LabView da 'G' gráfica, para que você não tem que escrever uma linha de código. Isso também significa que você tem uma escolha mais ampla de plataformas, incluindo Windows 3.1/95/NT, Sun, Macintosh e HP-UX. Interfaces O NPS3000 controladores de apoio as seguintes interfaces: · Interface serial RS232 · Interface paralela · DSP porta · Interface analógica · Interfaces personalizadas Interface serial RS232 · Pode ser usado com o padrão de porta serial (COM) em um PC · Suporta 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 e 38400 (38400 pode não ser suportado em alguns PCs). Interface Paralela · Requer a interface NPS-PAR a ser instalado no controlador. As interfaces NPS-PAR para um PC via National Instruments PC-DIO-24 Digital I / O Board (PCs desktop) ou DAQCard-DIO-24 Digital I / O Card (notebooks) e permite taxas de comando até 4000 comandos por segundo. DSP Porto · Interface de alta velocidade usados para comunicação entre controladores de Mestre e Escravo · Também pode ser usado como a interface de controle para um controlador de stand-alone · Usa Texas Instruments DSP TMS320C32 porta de série · Permite taxas de comando até 4000 comandos por segundo. Interface Analógica · Requer NPS-ANA interface para ser instalado no controlador · Fornece uma entrada de comando analógico para cada um dos três canais do controlador · Entradas de comando analógico pode ser resumida com as entradas de comando digital. Interfaces personalizadas · Permitir que as taxas de comando até 4000 comandos por segundo · Podem ser personalizados por Queensgate para atender às suas necessidades. Baixo Ruído (-LN) · Nível de ruído três vezes menor do que o padrão · Não disponível com cabos mais longos do que 2m · Equivalente a 21 bits de resolução de largura de banda de 1Hz Deriva baixa (-LD) · Nível de desvio de 70 ppm / K no intervalo de sensor · Drift três vezes menor do que o padrão Loop PID Os controladores usam um algoritmo PID (Proporcional, termos um feedback Integral e Diferencial) para fornecer controle flexível de uma variedade de estágios. Isto permite tempo de estabilização rápida a ser alcançado, minimizando superação ou de toque e permitindo assim que a etapa a ser servo controlado mais perto de ressonância mecânica do que seria possível. Electronic Data Sheet Planilhas eletrônicas de dados (EDS) são armazenados na EEPROM em ambos os controlador eo NanoMechanisms, permitindo que os dados de calibração e configurações dinâmicas para ser salvo. A EDS é NanoMechanism fábrica programado e inclui as seguintes informações: · ID palco, incluindo número da peça, número de série, Data de Fabricação e Data de Calibração · Dados de calibração, incluindo sensores e atuadores fatores de escala coeficientes de linearização. · Dados de configuração dinâmica incluindo os parâmetros PID, limite pronto e posição do comando inicial. A EDS tem três configurações NanoMechanism dinâmicos, que são pré-programadas para lento, médio e tempos de resposta rápida (equivalentemente grandes, médias e pequenas cargas). · A EDS NanoMechanism é lido no controlador de switch-on, permitindo intercambialidade de estágios entre os canais e controladores. · O controlador de EDS fornece armazenamento para a mesma informação descrita acima, para cada um dos três canais. Assim, é possível armazenar dados de configuração, mesmo se você estiver usando mecanismos que não têm EEPROMS integrante EDS. Além disso, a EDS controlador prevê cinco configurações definidas pelo usuário dinâmica. Você também pode especificar qual configuração dinâmica (3 + 5 usuário de fábrica) que deseja ser a configuração default no switch-on. A EDS controlador inclui o hardware e as informações de identificação de software e as configurações padrão instantâneo. Compensação linearidade Sensores de capacitância, conduzido apropriadamente, são inerentemente linear. No entanto efeitos de borda e erros de fabricação podem dar origem a não linearidade ao nível de 0,2%. Uma quarta ordem da função polinomial linearização é aplicado para as informações de posição antes do uso para reduzir este a um nível insignificante, normalmente inferior a 0,02% na prática. Compensação de erro de rotação O controlador de NPS3000 tem a facilidade de corrigir o erro introduzido por Abbé trabalhar fora do eixo (longe do eixo definido de movimento do NanoMechanism). Os erros de rotação são calibrados e fornecidos com cada etapa. Para compensar o erro Abbé, o usuário digita a distância em metros fora do eixo ea magnitude do erro de rotação (radianos por metro) para o eixo relevante. Esses recursos podem ser acessados a partir do software fornecido ou chamado a partir do DLL do Windows ou o driver LabVIEW. Para especificação NPS3000 Controlador Digital Series | |
Tamanho | | 288 x 307 x 70 | milímetro | | Tensão da linha | | 90 | - | 260 | V | | Freqüência da Linha | | 45 | - | 65 | Hz | | Palco para controlador de comprimento do cabo | | - | 2 | 10 | m | Nota 1. | Controle da interface | | RS232 | | Nota 2. | Formato de comando | | Ponto flutuante de precisão simples (7 dígitos) | | Nota 3. | Formato de medição | | Ponto flutuante de precisão simples (7 dígitos) | | Nota 3. | Fator de escala | AX1, bx1 | | 1 | | M | Nota 4. | Largura de banda nanosensor | | | | 5 | KHz | Nota 5. | Ruído intrínseco | sensor | kxm · ndens | | 100 x 10 -9 | | Hz - ½ | Nota 6. | Balanço de saída HV amplificador | | -20 | - | 100 | V | | Largura de banda do amplificador HV | | | | 10 | KHz | Nota 7. | Intrínseca HV ruído (rms) | | | 0,3 | | MV | | HV limite amplificador de corrente | | | | 50 | MA | Nota 8. | Tempo de aquecimento | | | 25 | | Minutos | | Warm up drift | | | 50 | | Nm | | Deriva térmica - Opção LD | | | 200 x 10 -6 70 x 10 -6 | | K -1 | Nota 9. | Temperatura de funcionamento | | 0 | - | 40 | C | Nota 10. | Temperatura de sobrevivência | | -20 | - | 70 | C | Nota 10. | Número de canais independentes de circuito fechado | | 1 | 3 | 6 | | Nota 11. | | | | | | | | |
1) Máximo de 2 m para a opção de baixo ruído (-LN). 2) Incluídos como Standard. Outras interfaces estão disponíveis. 3) A resolução digital é melhor do que o ruído do sistema na maioria dos casos. Formato inteiro também está disponível. O formato é usuário controlável, padrão de fábrica é formato padrão IEEE. 4) Padrão de fábrica do usuário, configurável. 5) O comando 'Posição Ler' retorna informações de posição em uma largura de banda de 5 kHz. Modo 'Snapshot' retorna informações de posição em uma largura de banda de 12,5 kHz. 6) Este é o ruído para a opção de baixo ruído (-LN). O ruído padrão é três vezes maior. Multiplique este número pelo quadrado da distância do sensor ea raiz quadrada da largura de banda, em seguida, dividir pela distância do sensor para 10 pF de capacitância para chegar ao ruído rms em metros, ou seja, o ruído = kxm · ndens x G2 ¸ d10pF onde G é a diferença capacitor e d10pF é a lacuna de um capacitor de capacitância 10pF. 7) A largura de banda para 4 de carga mF. A largura de banda com cargas superiores é de 6,1 kHz (6 de carga mF), 3,7 kHz (10μF carga). Capacitância estágio típico é 4μF. 8) Limite de 100 mA atual está disponível com menos de um minuto de proteção do circuito curto. 9) Por exemplo, um posicionador com uma lacuna sensor de 100 mm com a opção-LD tem uma deriva térmica de 7 NMK-1. Note que esta é a contribuição do controlador somente, mas não incluem a expansão térmica do NanoMechanism. 10) Sem condensação. 11) Para obter seis canais de dois controladores estão ligados entre si. Canais podem ser em malha aberta ou fechada (configurável pelo usuário). |