Лабораторная работа № 8

Так как диапазон перемещения сканера по Z меньше, чем по X и Y, чувствительность Z-датчика (отношение приращения выходного сигнала к изменению зазора между обкладками, вызвавшему это приращение) в несколько раз

больше, чем чувствительность X- и Y- датчиков. Это является одной из основных причин того, что уходы среднего значения сигнала Z-датчика в процессе

использования сканера по сравнению с X- и Y- датчиками более заметны.

Параметры Gain и Band управляют быстродействием системы по осям X и Y. Частота единичного усиления интегратора на Рис. 8-7 пропорциональна текущему

значению “Gain”; полоса сигнала датчика пропорциональна “Band”.

Можно считать, что реальный датчик в цепи обратной связи представляет собой

устройство, состоящее из двух звеньев, соединенных последовательно. Первое звено – “идеальный” емкостной датчик, который преобразовывает величину зазора между обкладками в электрический сигнал без задержек и искажений в бесконечной

полосе частот. Второе звено – фильтр первого порядка, частота среза которого управляется параметром “Band”.

8.2.Задание

1.Подстроить датчики перемещения.

2.Отсканировать тестовую решетку. Проверить правильность калибровок по каждой из осей X, Y, Z.

3.Рассчитать новые коэффициенты калибровки. Изменить калибровки в программе управления.

4.Проверить правильность калибровок.

8.3.Проведение лабораторной работы

Подготовка образца

В качестве образца для калибровки сканера используется калибровочная решетка TGZ2, которая устанавливается на круглую металлическую подложку.

1.Отрежьте полоску двухстороннего скотча, чуть шире, чем образец.

2.Наклейте скотч на подложку, разгладьте его поверхность обратной стороной пинцета, чтобы удалить воздушные пузырьки между подложкой и скотчем.

3.Положите образец на скотч и осторожно прижмите его пинцетом в нескольких местах по краям (не касаясь самой калибровочной решетки).

4.Установите подложку с образцом на предметный столик сканера таким образом, чтобы направление периодичности решетки совпадало с

направлением оси X (при установке можно ориентироваться на надпись с названием решетки – направление периодичности перпендикулярно надписи).

Подложка должна опираться на все три опорных шарика предметного столика. Решетка должна быть ориентирована по осям с точностью до нескольких градусов.

8-9

СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II. Учебное пособие

Рис. 8-8. Калибровочная решетка установлена на предметный столик сканера

Подстройка датчиков положения

ВНИМАНИЕ! Процедуру подстройки датчиков можно производить только в случае, когда зонд отведен от поверхности образца.

Процедура подстройки датчиков заключается в подборе коэффициентов Bias и Sc ale для каждого датчика (X-, Y- и Z-) таким образом, чтобы диапазон

регистрируемого сигнала составлял ±7 В. Подбор коэффициентов выполняется автоматически после запуска подстройки.

Для подстройки датчиков перемещения сканера выполните следующие действия:

1.Включите СЗМ контроллер. Запустите программу управления.

2.Установите измерительную головку на базовый блок.

3.Проверьте, что обратная связь отключена (, ).

4.Откройте программный осциллограф. Выберите в качестве отображаемых сигналов Sens X и Sens Z. Запустите осциллограф кнопкой Пуск .

5.Откройте окно настройки датчиков перемещения, щелкнув на кнопке .

Рис. 8-9. Окно настройки датчиков перемещения

6.Установите флажки для осей, датчики по которым требуется подстроить. В данном случае выполняется подстройка для всех трех осей.

8-10

Следите за сигналами с датчиков по программному осциллографу.

В процессе подстройки на X-, Y-, Z- секции сканера последовательно будет подаваться напряжение треугольной формы. Перемещения сканера по

каждому направлению под действием поданного напряжения будут регистрироваться соответствующим датчиком. На Рис. 8-10 приведен вид

сигнала осциллографа при подстройке X-датчика, на Рис. 8-11 – при подстройке Z-датчика).

Рис. 8-10. Подстройка X-датчика (верхний осциллограф)

Рис. 8-11. Подстройка Z-датчика (нижний осциллограф)

8-11