数字控制器 - NPS3000 串联 Nanopositioning 系统的数字控制器从 Queensgate 仪器

AZoNano - 纳米技术 - Queensgate 仪器徽标

包括的事宜

简介

功能

选项

背景

Queensgate NanoControl 面板

快照模式

动态连结图书馆 (DLLs)

软件命令语言

LabVIEW® 驱动器

界面

RS232 串行接口

平行接口

DSP 端口

模拟接口

自定义界面

低噪声 (- LN)

低偏差 (- LD)

PID 循环

电子数据页

线性报酬

旋转的错误报酬

NPS3000 串联数字控制器的说明

简介

新的 NPS3000 串联闭合电路数字控制器是 NanoPositioning 系统的下一代从 SDL Queensgate 的。 特别地设计控制 Queensgate 的毫微米精确度 NanoMechanisms,此全新的产品范围表示在性能、费用和通用性的一个巨大的技术飞跃。 使用科技目前进步水平数字信号处理技术 NPS3000 串联结合压力推进放大器、电容位置测知电路和伺服操纵功能。 对 PID (按比例的集成微分) 反馈术语的使用非常地改进结算时间并且使机械共鸣减到最小的作用。 SDL 开发的高级控制技术 Queensgate 允许 21 位解决方法 (在 100μm 的 0.05nm),超过 30 次更好比以前提供。 虚拟面板软件实现所有使用参数用户控制,包括 PID 循环设置。

功能

这个 NPS3000 数字控制器的功能包括:

·         与通用输入功率用品的立场单独系统

·         科技目前进步水平数字信号处理器技术,提供复杂的重新可配置的控制参数。

·         1 个, 2 个和 3 个通道系统

·         21 位有效解决方法;

·         7 个数字浮点指令 (更好比在 2 百万的一部分,相当于在 100 μm 的 0.05 毫微米)。

·         比 0.02% 线性错误改善

·         快照模式在您的个人计算机允许噪声、频率特性和结算时间图解地被显示和通过调整 PID 循环参数优选

·         虚拟面板软件给这个用户系统参量完全控制

·         全面命令语言 DLL 允许系统的简单的综合化到有特殊用途的环境

·         编译在 RS232 界面通过序列 (COM) 端口允许从所有个人计算机的控制在 100 个指令每秒

·         DSP 连续端口可用作为标准为高速通信

·         在这个管理员和 NanoMechanism 的 EEPROM 存储的电子数据页允许阶段和管理员的容易的互换性与工厂默认配置

·         存储并且收回不同的用户设置的设备

选项

·         低噪声偏差选项

·         低偏差选项

·         (- ANA-A) 提供一张模式命令输入的模拟接口看板卡为所有 3 条管理员通道

·         并行数字式输入/输出看板卡 (- 巴拉, - PAR-B 或 - PAR-C) 对一个 PC 的数字式输入/输出看板卡的高速通信的

·         主从的接口电缆允许二个 NPS3000 串联管理员从一个个人计算机界面被控制 (RS232 或并行)。

背景

除输入和输出放大器外,新的 NPS3000 串联数字控制器完全地数字式运转中。 这导致低成本、高性能和运算的增加的灵活性。 没有瘤或切换 - 一切在软件被设置,并且可以通过个人计算机被调整使用被提供的虚拟面板软件。 对被设置的简单为更改这个系统的配置上升,其中速度不是重要的,或者,然后序列 COM 端起可以使用。 那里然后需要更加快速的运算应该指定这个快速平行接口 (NPS-PAR)。 因为他们不引入噪声、偏差或者非线形性,应该在任何可能的情况下使用数字接口。 在那些情况下这不是可能的然后的地方应该使用这个模拟接口 (NPS-ANA)。 这是转换您的模拟输入信号成一个数字式指令的三通道 A/D 交换器董事会。

NPS3000 串联将控制 piezos 和 NanoSensors® 的其中任一 NanoMechanisms 的 Queensgate 的范围或者组合。

Queensgate NanoControl 面板

Queensgate NanoControl 面板提供容易进入给 NPS3000 指令集。 管理员的面板的一照片,完全与阶段位置和状态 LEDs 的活显示的存在安装直观平均值和监控管理员。 对 PID 参数的存取是通过滑子棒; 请移动滑子,并且立刻将更新对应的 PID 参数。 其他参数根据功能逻辑上被编组。 更改指令参量是简单: 请输入新的值并且点击这个鼠标。

Queensgate NanoControl 面板也允许指令参量完整集被保存到盘。 这可以数秒内被检索和被下载到这个管理员。 没有限额对的参数集的数量可以存储到盘。 下面这个的图象是 NanoControl 面板软件的 screenshot。

快照模式

快照操作模式允许这个管理员和噪声数据将记录的 NanoMechanism 回应以充分的系统循环费率 (一个范例每个 40ìs),一个有限时期。 此数据可能然后被装载到显示和分析的主机。 快照模式在任何一个可以被设置生成刺激 3 条通道。 这意味着这种回应不一定必须为到的通道被评定和一样哪些刺激是应用的,并且允许通道间的作用被分析。

沿着 PID 滑子的 NanoControl 平板显示快照图象禁止使它容易调整设置和几乎发现在动态性能上的变化在实时。 提供屏幕上的游标允许评定直接地由快照图形做。 快照数据可能对盘也被导出为与其他程序包的使用例如电子表格。

动态连结图书馆 (DLLs)

NPS3000 指令 DLL 提供您的 Windows 程序环境和这个 NPS3000 管理员之间的连结。 它支持整个指令集,允许您通过一系列的易用函数调用控制和监控这个管理员。 DLL 支持这个 RS232 串行接口和 NPS-PAR 平行接口。 您需要执行的所有是叫适当的功能; DLL 照料通信。

软件命令语言

管理员命令语言是使用的主要独立的通信接口,虽然有一些较小区别就象指令传输的。 在这个主机和管理员之间的所有传输 (反之亦然) 是长度 64 位,提供快速通信,解码和响应时间。 这些包括 16 位指令字 (或回应字), 32 位数据字和 16 位结束字符。 数据字可能根据有关的这个参数包含浮点或整数格式数据。 指令和被评定的位置可以传输以浮点或整数格式。 对于浮点调用,提供 IEEE 单一精确度或 TMS320C3X 单一精确度格式选择。

指令集包括下列官能团:

·         控制回路模式 (请开张/闭合电路; 冻结设备。

·         指令和评定位置

·         PID 控制参数

·         线性化系数

·         校准参数

·         快照设置

·         通用管理员设置

LabVIEW® 驱动器

软件支持 NPS3000 串联管理员包括一套 LabView 的虚拟仪器 (vi) 驱动器。 这意味着您能开发您的完全地运作在 LabView 的 ‘G’图表编程环境里的测试应用程序,因此您不必须写代码行。 也意味着您有平台一个更宽的选择,包括 Windows 3.1 /95/NT、太阳、 Macintosh 和 HP-UX。

界面

NPS3000 管理员支持下列界面:

·         RS232 串行接口

·         平行接口

·         DSP 端口

·         模拟接口

·         自定义界面

RS232 串行接口

·         能使用与在个人计算机的标准序列 (COM) 端口

·         技术支持 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 和 38400 波特 (不可以有些个人计算机支持 38400 波特)。

平行接口

·         要求 NPS-PAR 界面适合到这个管理员。 NPS-PAR 连接到个人计算机通过国家仪器 PC-DIO-24 数字式输入/输出董事会 (台式计算机) 或 DAQCard-DIO-24 数字式输入/输出看板卡 (笔记本个人计算机) 并且允许 4000 个指令的指令费率每秒。

DSPPort

·         为沟通使用的高速界面在重要资料和从属管理员之间

·         能也使用作为控制界面为一个独立管理员

·         用途德洲仪器 TMS320C32 DSP 连续端口

·         允许 4000 个指令的指令费率每秒。

模拟接口

·         要求 NPS-ANA 界面适合到这个管理员

·         为 3 条管理员通道中的每一条提供模式命令输入

·         模式命令输入可以合计与数字式命令输入。

自定义界面

·         允许 4000 个指令的指令费率每秒

·         能由 Queensgate 按客户需要设计符合您的要求。

低噪声 (- LN)

·         噪声级 3 次低于标准

·         不可用对长电缆比 2m

·         相当于在 1Hz 带宽的 21 位解决方法

低偏差 (- LD)

·         漂移平实在传感器空白的 70 个 ppm/K

·         3 次比标准降低偏差

PID 循环

管理员使用一个 PID 算法 (按比例,集成和有差别的反馈用语) 提供各种各样的阶段灵活的控制。 这比否则可能的启用迅速结算时间达到,使减到最小的调整量或敲响和因而允许这个阶段是伺服受控的离机械共鸣较近。

电子数据页

电子数据页 (EDS)在这个管理员和 NanoMechanisms 的 EEPROM 存储,允许将被保存的定标数据和动态设置。 NanoMechanism EDS 工厂被编程并且包括下列信息:

·         阶段 ID,包括零件号码、号码、制造日期和定标日期

·         定标数据,包括传感器和致动器按比例增减系数线性化系数。

·         动态设置数据包括 PID 参数、准备好的限额和首字母指令位置。 NanoMechanism EDS 有三个动态设置,为缓慢,媒体和快速响应时间 (相同地大,媒体和小的负荷) 被预编程序。

·         NanoMechanism EDS 读到在接通的管理员,允许阶段的互换性在通道和管理员之间的。

·         这个管理员 EDS 为三条通道中的每一条提供存贮对于被描述的同样信息上面。 因而存储配置数据是可能的,即使您使用没有集成 EDS EEPROMS 的结构。 另外,这个管理员 EDS 提供五个用户定义的动态设置。 您能也指定哪个动态设置 (3 工厂 + 5 用户) 您希望是这个默认值被设置在接通。 这个管理员 EDS 包括硬件和软件确定信息和默认值快照设置。

线性报酬

电容传感器,适当地被驱动,是固有地线性的。 然而边缘影响和制造错误可能提升非线性在这个 0.2% 级别。 第四等级多项线性化功能被运用于位置信息,在使用实践上前使此到一个微不足道的级别,典型地少于 0.02% 降低。

旋转的错误报酬

这个 NPS3000 管理员有更正这个的设备从事引入的 Abbé 错误轴 (远离 NanoMechanism 的行动被定义的轴)。 旋转的错误校准并且供应以每个阶段。 要补偿 Abbé 错误,这个用户在仪表输入轴距离和旋转的错误 (弧度的大小每个仪表) 这个相关轴的。 这些功能可以从这个被提供的软件被获取或从 Windows DLL 或 LabVIEW 驱动器叫。

参数

符号

部件

附注

最小数量

典型

最大数量

范围

288 x 307 x 70

mm

线路电压

90

-

260

V

线路频率

45

-

65

Hz

对管理员电缆长度的阶段

-

2

10

m

附注 1。

控制界面

RS232

附注 2。

指令格式

单倍精度浮动小数点 (7 个数字)

附注 3。

评定格式

单倍精度浮动小数点 (7 个数字)

附注 3。

按比例增减系数

Ax1, bx1

1

μm

附注 4。

NanoSensor 带宽

5

KHz

附注 5。

内在噪声

传感器

kxm·ndens

100 x 10-9

Hz

附注 6。

HV 放大器输出摇摆

-20

-

100

V

HV 放大器带宽

10

KHz

附注 7。

内在 HV 噪声 (rms)

0.3

MV

HV 放大器当前限额

50

MA

附注 8。

准备时间

25

分钟

准备偏差

50

Nm

热量偏差 - LD 选项

200 x 10-6 70 x 10-6

K-1

附注 9。

操作温度

0

-

40

C

附注 10。

生存温度

-20

-

70

C

附注 10。

独立闭合电路通道的编号

1

3

6

附注 11。

1) 低噪声选项的 2 m 最大数量 (- LN)。

2) 包括作为标准。 其他界面是可用的。

3) 这个数字式解决方法比系统噪声在许多情况下好。 整数格式也是可用的。 这个格式是可控制的用户,工厂默认值是 IEEE 标准格式。

4) 工厂默认值, settable 的用户。

5) ` 读的位置’指令返回在 5 kHz 带宽的位置信息。 ` 快照’模式返回在 12.5 kHz 带宽的位置信息。

6) 这是这个低噪声选项的噪声 (- LN)。 标准噪声是三次更高。 乘此编号以传感器空白和带宽的方根的正方形,然后由 10 pF 电容的传感器空白分开能到达 rms 噪声在仪表; 即噪声 = kxm·ndens x G 是这个电容器空白和 d10pF 的 G2 ¸ d10pF 是 10pF 电容的电容器空白。

7) 4 μF 负荷的带宽。 在更高的负荷的带宽是 6.1 kHz (6 μF 负荷), 3.7 kHz (10μF 负荷)。 典型的阶段电容是 4μF。

8) 100 mA 当前限额对少于一周详短路保护是可用的。

9) 有 100 与的μm 传感器空白的例如一个反馈装置 - LD 选项有 7 nmK1 一个热量偏差。 注意这是从仅这个管理员的摊缴; 它不包括 NanoMechanism 的热扩散。

10) 非凝聚。

11)   要得到六条通道二个管理员一起被链接。 通道可以是开放或闭合电路 (settable 的用户)。

来源: Queensgate 仪器。

关于此来源的更多信息请参观 Queensgate 仪器

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

Last Update: 13. June 2013 03:50

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