Nanosensors - Queensgate の器械からの NX シリーズ Nanosensors

AZoNano - ナノテクノロジー - Queensgate の器械のロゴ

カバーされるトピック

背景

機能

アプリケーション

NanoSensor® を使用して

Nanosensor の選択

Nanosensor の騒音

NanoSensor の直線性のエラー

直線性のエラーおよび傾き

距離係数および傾き

指定表

ケーブル長

熱ドリフト

安定性

真空コンパティビリティ

カスタムセンサー

電子制御装置オプション

背景

NanoSensor® は micrometry キャパシタンスの原則に基づく無接触位置測定システムです。 2 つのセンサー版 (ターゲットおよびプローブ) は平行版コンデンサーを形作ります。 これら二つの版の間隔は、適切な電子制御装置を使用して、よくするために 1.25 まで mm、 0.02% への周波数応答 5 まで kHz および線形範囲との 0.1 nm より測定する、ことができます。 NanoSensor® は無接触方法であるので、ヒステリシスがありません。 力は測定の時点で散りません。

AZoNano - ナノテクノロジー - 異なった nanosensor 構成。

図 1. Nanosensor 構成。

機能

•        Subnanometer の位置の解像度

•        ゼロヒステリシス

•        直線性のエラー 0.02% に

•        帯域幅 5 つまでの kHz

•        使用できる極度のアンバーバージョン

•        真空の互換性のあるオプション

アプリケーション

•        段階制御

•        顕微鏡検査

•        構造変形

•        振動制御

•        材料テスト

•        精密工学

•        宇宙ステーションのロボットアーム

NanoSensor® を使用して

測定範囲 (図 2) と等しい空隙 (G) との互いに直面する NanoSensor® の 2 つの版は取付けられます。 1 つの版は固定参照、調査されるべき可動部分に保護される他にしっかり止められています。 センサーは 1.5 G に領域 0.5 G 上の変位を測定します (例えば 100 つのμm の範囲センサーは 100 つのμm のギャップと取付けられ、 50 のμm のギャップから 150 のμm のギャップに作動します)。 最適パフォーマンスのためにセンサーの表面は取付けられた互いに平行なべきです - 図 3. を見て下さい。

AZoNano - ナノテクノロジー - nanosensor の設計図。

nanosensor の図 2. 設計図。

AZoNano - ナノテクノロジー - Nanosensor の出力。

図 3. Nanosensor の出力。

各センサーは 2 つの測定範囲表示された - 長距離のための L および短距離のために - S に使用することができます (それぞれ 2 つの pF および 10 の pF キャパシタンス)。 75 pm rms Hz1/2 の騒音レベルが付いている 500 のμm の範囲を測定するか、または 5 pm rms Hz1/2 の騒音レベルが付いている 100 つのμm の範囲を測定するのに例えば NXC センサーが使用することができます。

- S または - L 操作は電子制御装置によって定められます; 2 つの測定範囲はユーザが選択できします。 測定の帯域幅はまたユーザが選択できします: 50 の Hz、 500 の Hz、または 5 つの kHz。 私達の電子制御装置の詳細については別々のデータシートを見て下さい。

Nanosensor の選択

一般に、測定されるべき範囲に一致させるセンサーを選択して下さい; 大きい測定範囲のための NXD、小さい測定範囲のための NXA。

短距離センサーはより長距離センサーを低雑音に備えています。 NXB センサーに低雑音があります (0.001 nm rms Hz1/2) および最も短い範囲 (20 μm)。 (低雑音の測定のための短距離センサーを選択して下さい。)

大きいギャップセンサーに大きい領域があります; スペースが限られていたら短距離センサーを選択し、正方形におよび長方形の形に薄いプロフィールがあることに注目して下さい。

最も高い直線性のためにフルレンジの小さい部分上の大きいギャップのセンサーそして測定を選択して下さい。 例えば <0.005% の直線性のエラーは NXC1-L (正常範囲 500 のμm) を使用して 100 つのμm の範囲に達成可能です。

極度のアンバーセンサーに極端に低い熱膨張率のアルミニウム上の利点があります。 極度のアンバーの熱拡張は普通 0.3 PPM K-1、 50 回アルミニウムのそれよりより少しです。

Nanosensor の騒音

ある特定の範囲および帯域幅のための騒音を計算するためには、帯域幅の二乗根によって縦の軸線を、 (ルート Hertz ごとの nm rms の単位の騒音)、増加して下さい - 例えば NXC センサーのために、 500 の Hz の 100 つのμm の範囲に 0.1 nm の rms の騒音レベルがあります。 測定範囲が版間のギャップ (スタンドオフ) と等しいことに注目して下さい。

AZoNano - ナノテクノロジー - Nanosensor の騒音。

図 4. Nanosensor の騒音。

NanoSensor の直線性のエラー

グラフは NXC1-AL センサーのための直線性のエラープロットの例を示します。 この例の直線性のエラーは <0.01% です。 これは電子補償なしで達成されます。 Queensgate は電子的に彼らが非常に線形であるように設計され、約 0.1% の下で直線性のエラーが土台表面のパラレリズムによって支配されるので NanoSensors® を償いません。 センサーに 0.02% よりよくするためにそのままで目盛りを付け、直線性のエラーを償うことの細部については Queensgate に連絡して下さい。

AZoNano - ナノテクノロジー - Nanosensor の直線性。

図 5. Nanosensor の直線性。

直線性のエラーおよび傾き

NanoSensor® パフォーマンスは傾きか無平行の版に無感覚です。 ただし最も高い直線性のために版は 2 ミリラジアンよりよくするために平行である必要があります。

NXC-S の nanosensor のための傾き対非lineraity AZoNano - ナノテクノロジー -。

NXC-S の nanosensor のための傾き対非lineraity 図 6

ノート; ある特定の許容のために傾きの効果はギャップ (範囲) がより大きいときより低いです。

距離係数および傾き

距離係数はまた版のパラレリズムによって影響されます。 1 ミリラジアンの傾きにより距離係数で 0.5% の変更を引き起こします。 グラフは 100 つのμm の範囲センサーのためのプロット、より長距離のセンサーです傾きに大いにより少なく敏感です。

AZoNano - ナノテクノロジー - 距離係数対 NXC-S の nanosensor のための傾き。

図 7. 距離係数対 NXC-S の nanosensor のための傾き。

指定表

センサー

材料

熱ドリフト3

アクティビティ・エリア

NXA

アルミニウム

230 nmK-1

12.0

NXB

アルミニウム

230 nmK-1

22.5

NXC

アルミニウム 1極度のアンバー

230 nmK-1 5 nmK-1

113.0

NXD

アルミニウム 2極度のアンバー

230 nmK-1 5 nmK-1

282.0

1. NXC1 だけおよび NXC3。

2. NXD1 だけ。

3. これは厚さの貢献だけです。 それは次示されている領域の効果を含んでいません。

センサー

範囲のμm

わずかな距離係数 (1 ボルトあたりμm)

騒音 (nm rms Hz)

熱ドリフト (nm K)-1 領域の効果

直線性のエラー (%)

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. 直線性のエラーはセンサーの表面のパラレリズムによって支配することができます; 特に短距離センサーのために (NXA および NXB)。

センサー

範囲のμm

わずかな距離係数 (1 ボルトあたりμm)

騒音 (nm rms Hz)

熱ドリフト (nm K)-1 領域の効果

直線性のエラー (%)

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

ケーブル長

標準ケーブル長は 2 つの m であり、最大ケーブル長は 10m、注意しますより長いケーブルとの騒音の増加にです。 騒音の増加はケーブルのメートルごとのおよそ 20% です。 延長ケーブルは 1 つの m、 2 つの m または 3 つの m の長さ (それぞれオーダーコード ECX01LL、 ECX02LL、 ECX03LL) で使用できます。

熱ドリフト

これはコントローラおよび環境の特性である、および厚さと領域のセンサーの熱拡張によるセンサーのドリフトことができます電子ドリフトに分ける。 これはアルミニウムの (22 10-6 K-1) または極度のアンバー (0.3 10-6 K-1) の熱膨張率を使用して適切ように容易に計算することができます。 厚さの変更の効果は領域の変更だけ去る償い材料を使用して最小化することができます。

安定性

NanoSensors® に非常に簡単な構築があります。 それらは長期測定にとって強く、安定している理想的です。 センサーおよび電子制御装置は月に 50 nm および幾日に 10 nm よりよくするために安定しています。

真空コンパティビリティ

真空互換性のある NanoSensors® は命令するとき使用できる - ` を指定して下さい - VAC」です。 真空互換性のあるバージョンは 10-8 トルに普通よく、摂氏度 100 つまでので焼けることができます。 特定のアプリケーションを論議するために Queensgate に連絡して下さい。

カスタムセンサー

カスタムセンサーは多くの異なったアプリケーションのために設計することができます。 原則的には 10 pF か 2 pF のキャパシタンスのために設定される 2 つの電子的に隔離された行なう表面は使用されるかもしれません。 例えば、ガラスの金のフィルムは、か金属のシム、またはホイル絶縁の基板と結びました。

電子制御装置オプション

コントローラ

最大いいえセンサーチャネル

所要電力

アナログ出力

デジタル出力

最大帯域幅

ノート

NS2000

1 つ

±15Vdc、 70mA

±5 V

X

5 つの kHz

それ以上の細部についてはシステム 2000 年のリーフレットを見て下さい。

NPS2110

1 つ

90 から 130 Vac か 220 から 260 Vac

±5 V

X

5 つの kHz

piezo 駆動機構のアンプおよび閉じたループの回路部品を含んでいます

S2000 および NS のモジュール

14

90 から 110 Vac か 110 から 130 Vac か 220 から 260 Vac

±5 V

16 ビット (任意選択)

5 つの kHz

それ以上の細部についてはシステム 2000 年のリーフレットを見て下さい。

NPS3330 シリーズ

3

90 から 260 Vac

X

7 つのディジットの浮動小数点

12.5 kHz

それ以上の細部については NPS3330 リーフレットを見て下さい。

ソース: Queensgate の器械。

このソースのより多くの情報のために Queensgate の器械を訪問して下さい。

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit