Nanosensors - NX-Serie Nanosensors von Queensgate-Instrumenten

AZoNano - Nanotechnologie - Queensgate-Instrumente Zeichen

Themen Umfaßt

Hintergrund

Merkmale

Anwendungen

Unter Verwendung des NanoSensor®

Wählen von einem Nanosensor

Nanosensor-Geräusche

NanoSensor-Linearitäts-Fehler

Linearitäten Fehler und Neigung

Normierungsfaktor und Neigung

Bedingung Tische

Kabellänge

Thermischer Antrieb

Stabilität

VakuumKompatibilität

Kundenspezifische Fühler

Elektronischer Controller-Optionen

Hintergrund

Das NanoSensor® ist ein Messverfahren der berührungsfreien Stellung, das auf dem Prinzip der Kapazitanz micrometry basiert. Zwei Sensorplatten (ein Ziel und ein Fühler) bilden einen Kondensator der parallelen Platte. Der Abstand dieser zwei Platten kann, unter Verwendung des passenden elektronischen Controllers gemessen werden, um als 0,1 nm, mit einer Reichweite zu verbessern bis 1,25 mm, ein Frequenzgang bis 5 kHz und linear bis 0,02%. Weil das NanoSensor® eine berührungsfreie Methode ist, ist es von der Hysterese frei. Keine Leistung wird im Augenblick des Maßes zerstreut.

AZoNano - Nanotechnologie - Verschiedene nanosensor Konfigurationen.

Abbildung 1. Verschiedene nanosensor Konfigurationen.

Merkmale

•        Subnanometer-Stellungsauflösung

•        Nullhysterese

•        Linearitätsfehler unten bis 0,02%

•        Bandweite bis 5 kHz

•        SuperInvarversionen erhältlich

•        Vakuumkompatible Optionen

Anwendungen

•        Stufenregelung

•        Mikroskopie

•        Strukturelle Deformation

•        Schwingungsregelung

•        Materialprüfung

•        Feinmechanik

•        Raumstations-Roboter-Waffe

Unter Verwendung des NanoSensor®

Die zwei Platten von einem NanoSensor® werden mit einem Luftspalt (g) montiert gegenüberstellend, der dem Messbereich gleich ist (Abbildung 2). Eine Platte wird an einen örtlich festgelegten Bezug, den anderen befestigt, der an den beweglichen studiert zu werden befestigt wird Teil. Der Fühler misst Distanzadresse über der Region 0,5 G bis 1,5 G (zum Beispiel wird ein 100 μm Reichweitenfühler mit 100 μm Abstand montiert und bedient von 50 μm Abstand heraus zu 150 μm Abstand). Für optimale Leistung sollten die Fühlergesichter montiertes zueinander paralleles sein - siehe Abbildung 3.

AZoNano - Nanotechnologie - Diagramm eines nanosensor.

Abbildung 2. Diagramm eines nanosensor.

AZoNano - Nanotechnologie - Nanosensor-Ausgabe.

Abbildung 3. Nanosensor-Ausgabe.

Jeder Fühler kann über zwei verschiedene Messbereiche bezeichnetem - L für lange Reichweite und - S verwendet werden für Kurzstrecken (2 PF- und 10 PFkapazitanzen beziehungsweise). Zum Beispiel kann der NXC-Fühler verwendet werden, um eine 500 μm Reichweite mit einem Geräuschpegel von 75 P.M. Effektivwert Hz-1/2 zu messen, oder eine 100 μm Reichweite mit einem Geräuschpegel von 5 P.M. Effektivwert Hz-1/2. zu messen.

Das - S oder - L Operation wird vom elektronischen Controller bestimmt; die zwei Messbereiche sind benutzerselektiert. Die Maßbandweite ist auch benutzerselektiert: 50 Hz, 500 Hz oder 5 kHz. Sehen Sie unterschiedliche Leistungsblätter für gesamte Details unserer elektronischen Controller.

Wählen von einem Nanosensor

Als allgemeine Regel wählen Sie den Fühler, der die gemessen zu werden übereinstimmt Reichweite; NXD für großen Messbereich, NXA für kleinen Messbereich.

Kurzstreckenfühler haben lärmärmer Fühler der als langen Reichweite. Der NXB-Fühler hat das lärmärmste (0,001 nm-Effektivwert Hz-1/2) und die kürzeste Reichweite (μm 20). (Wählen Sie einen Kurzstreckenfühler für lärmarme Maße.)

Die großen Abstandsfühler haben große Gebiete; wenn Platz begrenzt ist, wählen Sie einen Kurzstreckenfühler und beachten Sie, dass das Quadrat und die rechteckigen Formen dünne Profile haben.

Für die höchsten Linearitäten wählen Sie einen großen Abstandsfühler und -maßnahme über einem kleinen Teil der vollständigen Auswahl. Zum Beispiel ist <0.005% Linearitätsfehler über 100 μm Reichweite unter Verwendung eines NXC1-L erreichbar (normale Reichweite 500 μm).

SuperInvarfühler haben den Vorteil über Aluminium extrem - des niedrigen Ausdehnungskoeffizienten. Die thermische Reihenentwicklung des SuperInvar ist gewöhnlich 0,3 PPMs K-1, 50mal kleiner als das des Aluminiums.

Nanosensor-Geräusche

Um die Geräusche für eine bestimmte Reichweite und eine Bandweite zu berechnen, multiplizieren Sie den vertikalen Schwerpunkt, (Geräusche in den Geräten von nm-Effektivwert pro Wurzel Hertz), mit der Quadratwurzel der Bandweite - z.B. für NXC-Fühler, hat 100 μm Reichweite bei 500 Hz einen Effektivwert-Geräuschpegel von 0,1 nm. Beachten Sie, dass der Messbereich dem Abstand (Distanzhülse) zwischen den Platten gleich ist.

AZoNano - Nanotechnologie - Nanosensor-Geräusche.

Abbildung 4. Nanosensor-Geräusche.

NanoSensor-Linearitäts-Fehler

Das Diagramm zeigt ein Beispiel eines Linearitätsfehlerplans für den NXC1-AL Fühler. Der Linearitätsfehler in diesem Beispiel ist <0.01%. Dieses wird ohne elektronischen Ausgleich erzielt. Queensgate nicht elektronisch kompensieren NanoSensors®, weil sie konstruiert werden, um extrem linear zu sein und unter ungefähr 0,1% der Linearitätsfehler durch den Parallelismus der Befestigungsflächen beherrscht wird. Bringen Sie Queensgate für Details über die Kalibrierung Ihrer in-situ Fühler und die Kompensation des Linearitätsfehlers, um als 0,02% zu verbessern in Kontakt.

AZoNano - Nanotechnologie - Nanosensor-Linearitäten.

Abbildung 5. Nanosensor-Linearität.

Linearitäten Fehler und Neigung

Die NanoSensor®-Leistung ist zur Neigung oder zu den nicht parallelen Platten unempfindlich. Jedoch für die sehr höchsten Linearitäten müssen die Platten parallel sein, als zwei Milliradianten zu verbessern.

AZoNano - Nanotechnologie - Nicht--lineraity gegen Neigung für ein NXC-S nanosensor.

Abbildung 6. Nicht--lineraity gegen Neigung für ein NXC-S nanosensor.

Anmerkung; für eine gegebene Toleranz ist der Effekt der Neigung niedriger, wenn der Abstand (Reichweite) größer ist.

Normierungsfaktor und Neigung

Der Normierungsfaktor wird auch durch den Parallelismus der Platten beeinflußt. Eine Neigung von einem Milliradianten verursacht eine Änderung von 0,5% im Normierungsfaktor. Das Diagramm ist ein Plan für den 100 μm Reichweitenfühler, weiter reichende Fühler sind viel weniger empfindlich für Neigung.

AZoNano - Nanotechnologie - Normierungsfaktor gegen Neigung für ein NXC-S nanosensor.

Abbildung 7. Normierungsfaktor gegen Neigung für ein NXC-S nanosensor.

Bedingung Tische

Fühler

Material

Thermischer Antrieb3

Aktivität Bereich

NXA

Aluminium

nmK 230-1

12,0

NXB

Aluminium

nmK 230-1

22,5

NXC

Aluminium 1SuperInvar

230 nmK-1 5 nmK-1

113,0

NXD

Aluminium 2SuperInvar

230 nmK-1 5 nmK-1

282,0

1. Nur NXC1 und NXC3.

2. Nur NXD1.

3. Dieses ist nur der Stärkebeitrag. Es umfaßt nicht den Bereichseffekt, der unten gezeigt wird.

Fühler

Reichweite μm

Nominaler Normierungsfaktor (μm pro Volt)

Geräusche (nm-Effektivwert Hz)

Thermischer Antrieb (Bereichs-Effekt-1 nm K)

Linearitäten Fehler (%)

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. Linearitätsfehler kann durch den Parallelismus der Fühlergesichter beherrscht werden; besonders für Kurzstreckenfühler (NXA und NXB).

Fühler

Reichweite μm

Nominaler Normierungsfaktor (μm pro Volt)

Geräusche (nm-Effektivwert Hz)

Thermischer Antrieb (Bereichs-Effekt-1 nm K)

Linearitäten Fehler (%)

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

1.250

125

< 0,188

55

< 0,06

Kabellänge

Die Standardkabellänge ist 2 m und die maximale Kabellänge ist 10 m, beachten die Geräuschzunahmen mit längeren Kabeln. Die Zunahme der Geräusche ist ungefähr 20% pro Meter Kabel. Extensionskabel sind in 1-m-, 2 m- oder 3 m-Längen erhältlich (Bestellnummern ECX01LL, ECX02LL, ECX03LL beziehungsweise).

Thermischer Antrieb

Dieses kann in elektronischen Antrieb, der ein Eigentum des Controllers und seiner Umgebung ist, und in den Fühlerantrieb getrennt werden wegen der thermischen Reihenentwicklung des Fühlers in der Stärke und im Bereich. Dieses kann unter Verwendung des Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium- (22 10-6 K-1) oder SuperInvar (0,3 10-6 K-1) betriebsbereit dementsprechend berechnet werden. Der Effekt der Stärkeänderung kann unter Verwendung der Kompensationsmaterialien herabgesetzt werden und nur die Änderung im Bereich verlassen.

Stabilität

NanoSensors® haben einen sehr einfachen Bau. Sie sind robust und stabil und für Langzeitmessungen ideal. Die Fühler und die elektronischen Controller sind stabil, als 50 nm in Monaten und 10 nm in Tagen zu verbessern.

VakuumKompatibilität

Vakuum kompatibles NanoSensors® sind erhältliche - legen Sie bitte ` fest - WECHSELSPANNUNG' bei der Einrichtung. Die Vakuumkompatible Version ist zu 10-8 Torr gewöhnlich gut und kann an bis 100 Graden Celsius heraus geglüht werden. Bringen Sie Bitte Queensgate in Kontakt, um spezifische Anwendungen zu behandeln.

Kundenspezifische Fühler

Kundenspezifische Fühler können für viele verschiedenen Anwendungen bestimmt sein. Prinzipiell werden zwei elektronisch getrennte Leitflächen möglicherweise, die für eine Kapazitanz von 10 PF oder von 2 PF konfiguriert werden, verwendet. Zum Beispiel klebten Goldfilme auf Glas oder Metallausgleichsscheibe oder Folie zu isolierenden Substratflächen.

Elektronischer Controller-Optionen

Controller

Maximale Nein Fühler-Kanäle

Leistungsbedarf

Analogausgang

Digitalergebnis

Maximale Bandweite

Anmerkungen

NS2000

Ein

±15Vdc, 70mA

±5 V

X

5 kHz

Sehen Sie Anlagenbroschüre 2000 für weitere Sonderkommandos.

NPS2110

Ein

90 bis 130 Wechselspannungen oder 220 bis 260 Wechselspannungen

±5 V

x

5 kHz

Enthält piezo Antriebsverstärker und Schaltkreis der Endlosschleife

S2000- und NS-Blöcke

Vierzehn

90 bis 110 Wechselspannungen oder 110 bis 130 Wechselspannungen oder 220 bis 260 Wechselspannungen

±5 V

Bit 16 (Wahlweise)

5 kHz

Sehen Sie Anlagenbroschüre 2000 für weitere Sonderkommandos.

Serie NPS3330

Drei

90 bis 260 Wechselspannungen

x

Gleitkomma mit Sieben Digits

12,5 kHz

Sehen Sie Broschüre NPS3330 für weitere Sonderkommandos.

Quelle: Queensgate-Instrumente.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Queensgate-Instrumente.

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