Самолетни двигатели Административно право Административно право на Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог“ Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидравлични системи и хидромашини История на Украйна Културология Културология Логика Маркетинг Машиностроене Медицинска психология Метали и заваръчни инструменти Метали и метали икономика Описателни геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура Социална психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория теорията на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерно производство Физика физични явления Философски хладилни агрегати и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации VKontakte Odnoklassniki My World Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Конзолна сензорна архитектура и системи за наблюдение на позицията на конзолите

<== предишна статия | следваща статия ==>

Важен елемент на конзолните преобразуватели, който определя техническата

характеристики на системите за анализ, е схема за измерване на конзолни деформации.

Ако отразяващата повърхност на конзолата не е по-малка от 1,1 μm2, тогава да се определи

степента на деформациите му е възможно да се използва широко разпространена оптична схема,

наличен в повечето атомни сили микроскопи и функционално състоящ се от

лазер, чийто лъч е насочен към отразяващата повърхност на конзолата, и

позиционен четирисегментарен фотодиод, който удря лазерния лъч,

отразени от конзолата (фиг. 1.6.).

Фиг. 1.6. Схематична схема на оптична система за мониторинг за

положение на конзолата (вляво), микроскоп с атомна сила

FemtoScan с лазерно-оптична система за запис на сигнал

(вдясно) [169].

Оптичната система ___________ е доста проста и най-ефективна

повечето устройства с докосване, тъй като ви позволява да определите преместването на конзолата

до 10-4 Ǻ [6]. Нормализиран електрически вертикален сигнал за изместване

отразеният лазерен лъч, генериран от фотодиода, може да бъде записан като

където VA, VB, VC и VD са сигналите от всеки от четирите секции на фотодиода.

По принцип конзолата може да бъде като нормална (вертикална)

деформации, както и торсион, усукване на лъча спрямо основната му ос.

Торсионни деформации са възможни по време на сканиране на конзолни повърхности.

на проба върху AFM в режим на триене [24], в такива безконтактни сензорни системи

деформациите се използват изключително рядко [25, 125].

Въпреки разпространението си, оптичният метод има ограничения, така че

как този метод изисква прозрачност на средата и размера на конзолата

да е не по-малка от дължината на вълната на лазерния източник. В допълнение, честотната лента

предаването на фотодетектор в повечето случаи не надвишава 1 MHz [6], което

усложнява използването му във връзка с високочестотен резонанс

конзоли. Когато работите с такива конзоли, се използва методът на модулация

интензитети на високоскоростен фотодетектор, използващ

частично припокриване на отразена светлина от непрозрачна полуплоска. метод

модулация на интензивността ви позволява да увеличите честотата на четене до няколко

гигагерц [37].

Оптичните методи за наблюдение на положението на сондата включват

интерферометрични [26.72] и дифракционни [49] методи. В дифракционната система

Конзолата има сложна решетка

дифракционният модел от светлината, преминаваща през конзолата, претърпява промени.

За обработка на информация, идваща едновременно от голям масив

конзоли (фиг. 1.12) е удобно да се използват цифрови матрици [56], видео информация

която се обработва от софтуер.

По-модерните схеми за контрол на деформациите са в себе си.

конзоли [38] (фиг. 1.7), отделен тип от които са конзолни

вградени слоеве от пиезоелектрични елементи. Подобни сензори са способни

предават информация за степента на самодеформация под формата на електрическа

сигнал. Пиезокантилеверът е лъч със силициев нитрид

слой ZnO [39] или пиезокерамика [40], от външната страна на който се пръскат електроди за

отстраняване на потенциалната разлика, произтичаща от пиезоелектричния ефект в резултат на деформации

конзолни.

Фиг. 1.7. Микрография на пиезокантил [38].

За да отбележим, че първообразът на пиезокантилера са кварцови резонатори,

притежаващи подобни пиезоелектрични свойства, които също се използват в

атомно-силова микроскопия [41]. Предимството на пиезокантилевите е

компактна система за отчитане и ниски загуби на топлина, което води до такова

конзолите се използват в микроскопия с ниска температура. Техните недостатъци са

носете отдалечени електрически контакти, които не позволяват работа в проводими

среди. В допълнение, за постигане на необходимия електрически отговор, дебелината

пиезоелектричният слой трябва да е пропорционален на дебелината на лъча, което значително влияе

механични характеристики на конзолите. За постигане на необходимото

електрически отговор, дебелината на пиезоелектричния слой трябва да бъде пропорционална на дебелината на лъча, която

значително влошава механичните характеристики на конзолите и в допълнение - тя

трябва да работи в режим на големи амплитуди на огъване, което за сензорите на базата

статични деформации, значително намалява чувствителността [6].

Понастоящем обещаващи са пиезорезисните конзоли,

причинени от външни напрежения. При огъване се получава такъв конзол

промяна в нейната проводимост [42]. Обикновено пиезорезистивният слой се състои от

силиций, легиран с борни йони [62], който е в определен регион

конзолни греди, често по-близо до основата му.

Фиг. 1.8. Микрография на двойка

пиезорезистивни конзоли 2 и 3,

включени в Winston Bridge 1 и 4 -

поддържащо съпротивление на моста [43].

Пиезорезистивният конзол обикновено е включен в моста на Уинстън (фиг. 1.8).

Чувствителността към огъване на конзолата в тази система се записва като

където K е коефициент на пиезорезистивна силициева устойчивост (K = 120) [43], l и

t е дължината и дебелината на конзолата, λ е дължината на резистора.

Предимството на пиезорезистивната система за контрол на положението на конзолата

е неговата компактност. През последните две години във връзка с развитието на пиезорезитива

конзолна, която е едновременно нагряваща и чувствителна

елемент, методът на микротермогравиметричен анализ на веществото, който

ви позволява да изграждате термограми с точност 1ng загуба на маса [44]. недостатък

пиезорезистивната система е, че съпротивлението на легирания слой в

силно зависи от температурата. Предава се постоянен ток

пиезорезистивният слой, нагрява го и в контакт с външната среда

температурен градиент, водещ до отклонения и често неразтълкуван

резултатите от [6].

Концентративните сензори на базата на конзола често се използват в интегрирани

чипове, произведени от безплатен полупроводник с метален оксид

(CMOS) технология [45.68]. До проводника е поставен проводим конзола

така че между тях да се образува микроскопична празнина. Тази система

е плосък кондензатор, капацитетът на който зависи от най-малкото

изместването на конзолите е обратно пропорционално на размера на пролуката (фиг. 1.9).

Фиг. 1.8. Микрография на двойка

пиезорезистивни конзоли 2 и 3,

включени в Winston Bridge 1 и 4 -

поддържащо съпротивление на моста [43].

Капацитивните системи за управление на практика не налагат ограничения върху стойността

конзолна естествена честота и може да работи на радиочестоти [6]. Недостатъкът

системи е невъзможността за работа в проводими среди, в допълнение, най-малката

промените в диелектричната константа на средата влияят на стойността

сигнал за четене.

Високо чувствителен метод за откриване на движения на субнанометъра

е метод за тунелиране на електрон (фиг. 1.10). Система за управление на тунелите

ток, по аналогия с капацитивен, се състои от проводник и конзола, само в това

В този случай размерът на празнината между тях остава достатъчно малък в съответствие с

формулата за плътност на тунелния ток, валидна за сближаването на равнината

метални електроди и вакуумно тунелиране46:

където e е електронният заряд, h е константата на Планк, s е разстоянието на сондата, Ut е разликата

потенциали в тунелния възел, k0 е константата на затихване на вълновите функции

електрони в контакт

m е масата на електрона, φ е ефективната височина на потенциалната бариера.

Фиг. 1.9. снимка

микро-капацитивна система

отклонения при четене

конзола, направена от

CMOS технология [45].

Тъй като тунелният ток нараства експоненциално с намаляване на пропастта между

конзола и проводник, тогава такава система за контрол на механични деформации [48]

позволява измерване на конзолни премествания до 10-3Ǻ. При деформации

конзолен голям тунелен ефект от 1 nm изчезва и системата за управление спира

да работи. Следователно методът за управление на тунелите има ограничения, общи за всички

електромеханични методи, изискващи заряд да протече през елемент

механичен преобразувател.

В конзолни системи, проектирани да измерват статично

деформации, в допълнение към полезни сигнали, шум и дрейфове, свързани с

нестабилност на физическите параметри на средата, в която се намира сензорът, като например

температура, оптична плътност, рН, хидродинамични колебания и т.н. Само в

високо стабилни измервателни системи можете да използвате такава

микромеханичен сензор [55]. За бързо подаване на материал към повърхността на сензора

конзолата обикновено се поставя в система с микрофлуиден поток, която

характеризиращи се със значителни колебания в налягането и температурата,

пречи на аналитичния сигнал и го прави неподходящ за

по-нататъшно тълкуване. Такива системи използват комбинирана двойка конзоли,

разположени един до друг [43.92]. Един от тях действа като

управление, което отразява промените във физическите условия по време на цикъла

измервания (фиг. 1.7), а другият измерва полезния сигнал на фона на шума [6]. В същото време

изважда разликата на сигналите от контролния и сензорния

конзоли. По този начин се откроява полезен сигнал.

За разширяване на функционалността и производителността на микрокантилера

Системите използват едномерни и двумерни масиви от конзоли. химически

Фиг. 1.10. фотомикрография

тунелна конзола

неговата система за контрол

поставени отклонения [47]

между два електрода

(източник и източване).

сензорите, базирани на няколко конзолни, притежават свойствата на човешки нос, в

който има няколко рецептора. Такива конзоли са модифицирани

различни вещества с ниско молекулно тегло или биополимерни филми,

генериране на собствен отговор на промените във физикохимичните свойства на средата.

Фигура 1.11 показва масив от осем конзоли, направени във

Изследователска лаборатория на IBM [63] за създаване на изкуствен нос.

Фиг. 1.11. Масив от осем силиция

конзоли, използвани за сензорни

приложения [63].

Изследванията на определени реакции на повърхността на конзола изискват

възпроизводимост и статистически анализ. Проби с висока производителност

генен анализ, базиран на ДНК хибридизация на повърхността на конзолите

демонстрирани от Мин Ю и д-р. [56] върху двуизмерен масив от 500 конзоли (фиг.

1.12).

Фиг. 1.12. а) силиконов чип,

съдържащи 500 конзолни. (В)

Схематична илюстрация на един

реакционен микробол. (C)

Снимка от електронни

микроскоп за реакционен съд

(стрелките маркират дупки

голям за получаване на разтвора и

малък за изпускане на въздух). (G)

Уголемено изображение

златни конзоли

филм.

<== предишна статия | следваща статия ==>





Прочетете също:

Сканиращ SQUID микроскоп (SSM-77)

Въведение във физическите явления

Ефектът на взаимодействие плазмон-екситон

Сензори за проводимост

Трансформация на стимулиращата енергия в рецепторите. Рецептор потенциал. Абсолютният праг. Продължителността на усещането. Адаптация на рецепторите.

Връзка между концепциите на квантовата и класическата осцилаторна система

Зрителни усещания

Принципи на действие на SSM-77

Устройство и принцип на работа на STM

Проприоцептивна чувствителност, усещане, възприятие

Приложение на използването на MEMS в телекомуникациите

Явления на интерференция и дифракция по време на движение на частиците

Капацитивен имуносензор

Физическата основа на акустооптичните устройства Акустооптика -

Връщане към съдържанието: Физически явления

Преглеждания: 2936

11.45.9.191 © ailback.ru Той не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно използване. Има ли нарушение на авторски права? Пишете ни | Обратна връзка .