Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ЕЛЕКТРОНІКА. ЧАСТИНА 1 ВАКУУМНА ТА ПЛАЗМОВА ЕЛЕКТРОНІКА

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

П'ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИЙ ДВИГУН

Контрольоване переміщення зонда на надмалих відстанях здійснюється за допомогою п'єзокерамічних двигунів лінійних переміщень П х , П } , П : . (рис. 7.9).

П'єзоелектричні двигуни лінійних переміщень по поверхні (П  , П  ) і по глибині П  і ланцюг зворотного зв'язку

Мал. 7.9. П'єзоелектричні двигуни лінійних переміщень по поверхні ж , П у ) і по глибині П г і ланцюг зворотного зв'язку

Як п'єзоелектричних перетворювачів найбільш широко застосовуються цірко- нат титанат свинцю - ЦТС (PZT).

Матеріали мають п'єзоелектричний коефіцієнт від 0,1 до 300 нм / В, що дозволяє переміщати зонд на 0,01 нм при додатку напруги 100 мВ.

Пьезодвігателей виконують також функцію точного позиційного зонда в межах 10x10 мм 2 з точністю-0,1 А.

ПРИСТРІЙ УПРАВЛІННЯ (ЗВОРОТНИЙ ЗВ'ЯЗОК)

Управління процесом позиціонування зонда, а також отримання інформаційних сигналів про стан досліджуваної поверхні здійснюється за допомогою ланцюга негативного зворотного зв'язку.

При наближенні зонда до поверхні сигнал сенсора У до зростає. Сигнал сенсора порівнюється з опорною напругою У ш , і в компараторе виробляється коригувальний сигнал V kVfJ . Цей сигнал надходить на керуючий пьезодвігателей, який відводить зонд від досліджуваної поверхні.

При дослідженні тунельного сенсора наближення голки до поверхні призводить до збільшення тунельного струму. Сигнал неузгодженості подається на п'єзоприводи, який відводить зонд і, завдяки цьому, зберігається задану відстань від зонда до поверхні.

Відповідно до теорії автоматичного регулювання для підтримки деякого параметра системи на заданому рівні У х , наприклад, сигналу на виході електронного сенсора, необхідно виробити сигнал корекції У п представляється у вигляді суми трьох компонент:

де

У р - Р (У (0 ~ К) - пропорційна компонента відгуку;

I

y t = / J (V {t) -V s ) dt - інтегральна компонента відгуку;

1-Х

У і = D --- диференціальна компонента відгуку;

dt

Р - константа пропорційності;

/ - інтегральна константа;

D - диференціальна константа.

Пропорційна компонента відгуку У р забезпечує фіксацію досить різкої зміни сигналу неузгодженості У р = У (/) - У ". Для того щоб достовірно зображати дрібні деталі поверхні, значення величини Р має бути досить великим. Інтегральна компонента У, відповідальна за контроль відгуку системи в області низьких частот, іншими словами, саме її фіксація забезпечує обробку великих деталей поверхні.

Диференціальна компонента y d грає роль стабілізуючого параметра. Збільшення цього параметра сприяє зменшенню осциляцій і збільшення швидкості сканування.

Існують цифрові і аналогові системи зворотного зв'язку. Правильно відрегульована зворотний зв'язок дозволяє підібрати оптимальні параметри Р, / і О.

ПРИСТРІЙ ОБРОБКИ І ІНДИКАЦІЇ ІНФОРМАЦІЇ

Управління та обробка даних здійснюється за допомогою комп'ютера. Роботою мікроскопа управляє мікропроцесор, сумісний з IBM PC. Індикація здійснюється на екрані монітора в спеціальному багатоканальному режимі.

 
<<   ЗМІСТ   >>