10.01.2013
216.012.19d6

ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002472106
Дата охранного документа
10.01.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области прецизионных измерений перемещений посредством измерения емкости и может быть использовано для определения линейных перемещений сканирующих устройств в сканирующих зондовых микроскопах (СЗМ). Сущность: датчик содержит измерительную емкость и опорную емкость, подключенные к первому входу интегратора, включающего операционный усилитель и емкость. Между измерительной емкостью и опорной емкостью к первому входу интегратора подключены последовательно демодулятор и полосовой усилитель. Между измерительной емкостью и выходом интегратора последовательно включены первый модулятор и потенциометр масштаба. К опорной емкости последовательно подключены второй модулятор и потенциометр смещения. Технический результат: повышение точности измерения линейных перемещений. 1 ил.
Основные результаты: Емкостной датчик для измерения линейных перемещений, содержащий измерительную емкость и опорную емкость, подключенные к первому входу интегратора, включающего операционный усилитель и емкость, отличающийся тем, что между измерительной емкостью и опорной емкостью к первому входу интегратора подключены последовательно демодулятор и полосовой усилитель, а между измерительной емкостью и выходом интегратора последовательно включены первый модулятор и потенциометр масштаба, при этом к опорной емкости последовательно подключены второй модулятор и потенциометр смещения.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области прецизионных измерений перемещений посредством измерения емкости. Емкостной датчик может быть использован для определения линейных перемещений сканирующих устройств в сканирующих зондовых микроскопах (СЗМ).

Известен емкостной измеритель перемещений, включающий операционный усилитель, к первому входу которого подключены первая измерительная и вторая опорная емкости, соединенные через ключи с модулем опорного напряжения и с "землей". Ко второму входу подключена компенсирующая емкость [1].

Это устройство выбрано в качестве прототипа, как совпадающее с предложенным решением по большинству признаков.

Основной недостаток описанного измерителя перемещений заключается в том, что во время переключения электронных ключей происходит инжекция заряда, что приводит к искажению величины измеряемой емкости и соответственно к неточности измерения перемещений.

Целью изобретения является создание универсального и надежного датчика линейных перемещений.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения линейных перемещений.

Указанный технический результат достигается тем, что в емкостной датчик для измерения линейных перемещений, содержащий измерительную емкость и опорную емкость, подключенные к первому входу интегратора, включающего операционный усилитель и емкость, между измерительной емкостью и опорной емкостью к первому входу интегратора подключены последовательно демодулятор и полосовой усилитель, а между измерительной емкостью и выходом интегратора последовательно включены первый модулятор и потенциометр масштаба, при этом к опорной емкости последовательно подключены второй модулятор и потенциометр смещения.

На фиг.1 представлена схема емкостного датчика для измерения линейных перемещений.

Емкостной датчик для измерения линейных перемещений содержит контур обратной связи 1, включающий измерительную емкость 2 с первой 3 и второй 4 обкладками. К первой обкладке 3 измерительной емкости 2 подключен своим входом полосовой усилитель 5, выход которого соединен с демодулятором 6, содержащим первый генератор 7 и первый умножитель 8. Демодулятор 6 соединен с потенциометром 9, который, в свою очередь, подключен к первому входу интегратора 10, включающего операционный усилитель 11 и емкость 12. Выход интегратора 10 соединен с измерителем сигнала 13 и потенциометром масштаба 14, который, в свою очередь, подключен к первому модулятору 15, содержащему второй генератор 16 и второй умножитель 17. Первый модулятор 15 соединен со второй обкладкой 4 измерительной емкости 2. К первой обкладке 3 измерительной емкости 2 подключена схема опорного возбуждения 18. Эта схема содержит опорную емкость 19 с первой обкладкой 20, соединенной с первой обкладкой 3 измерительной емкости 2. Вторая обкладка 21 опорной емкости 19 подключена ко второму модулятору 22, включающему третий генератор 23 и третий умножитель 24. Второй модулятор 22 соединен с потенциометром смещения 25.

Емкостной датчик для измерения линейных перемещений работает следующим образом. Схема опорного возбуждения 18 создает напряжение Uоп на опорной емкости 19. Интегратор 10 и демодулятор 6 работают как ноль-детектор, и напряжение в точке "0" примерно равно 0 вольт, поэтому Uоп*Cоп=Uизм*Cизм или 1/Cизм=Uизм/Uоп*Cоп.

В результате происходит измерение обратной емкости или перемещения с пониженным уровнем шумов и повышенным быстродействием. В результате этого повышается точность измерения линейных перемещений.

При использовании емкостного датчика для измерения линейных перемещений в СЗМ первая обкладка 3 измерительной емкости 2 может быть расположена на перемещающемся элементе пьезосканера, а вторая обкладка 4 на неподвижном элементе СЗМ. При перемещении первой обкладки 3 относительно второй обкладки 4 (изменении между ними расстояния) происходит изменение емкости 2, измеряя которую определяют линейное перемещение подвижного элемента пьезосканера.

Предложенная конструкция емкостного датчика для измерения линейных перемещений позволяет минимизировать массу подвижных частей измерительной емкости 2 (обкладки 3) за счет исключения дополнительных механических элементов (экранов), что положительно сказывается на точностных характеристиках сканирующей зондовой микроскопии. Подробно принципы работы СЗМ см. в [2, 3].

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент DE 19644125, 1997-10-02.

2. Зондовая микроскопия для биологии и медицины. В.А.Быков и др. Сенсорные системы, т.12, №1,1998, с.99-121.

3. Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия в электрохимии поверхности. А.И.Данилов. Успехи химии, 64(8), 1995, с.818-833.

Емкостной датчик для измерения линейных перемещений, содержащий измерительную емкость и опорную емкость, подключенные к первому входу интегратора, включающего операционный усилитель и емкость, отличающийся тем, что между измерительной емкостью и опорной емкостью к первому входу интегратора подключены последовательно демодулятор и полосовой усилитель, а между измерительной емкостью и выходом интегратора последовательно включены первый модулятор и потенциометр масштаба, при этом к опорной емкости последовательно подключены второй модулятор и потенциометр смещения.
ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 46.
20.01.2014
№216.012.9906

Резонансная волноводно-щелевая антенна

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем в радионавигации и радиолокации. Технический результат - расширение рабочего диапазона частот без ухудшения коэффициента направленного действия и согласования антенны при сохранении направления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504873
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.03.2014
№216.012.aaa0

Контактный свч переключатель

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для коммутации СВЧ сигналов в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании переключателя фидерных трактов. Достигаемый технический результат - увеличение надежности, увеличение развязки при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509395
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2014
№216.012.c334

Сканирующий зондовый микроскоп для исследования крупногабаритных объектов

Устройство предназначено для проведения зондовых измерений на объектах, имеющих сложную форму, например на трубах в нефтяной и атомной отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в сканирующий зондовый микроскоп для исследования крупногабаритных объектов, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515731
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.de67

Способ тестирования системы металлографического анализа на основе сканирующего зондового микроскопа

Изобретение относится к нанотехнологиям и методам проведения металлографического анализа образцов и определения трехмерной топографии их поверхности и структуры с помощью атомно-силовой микроскопии при разрешающей способности в нанометровом диапазоне. Способ тестирования системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522721
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de6a

Способ металлографического анализа

Изобретение относится к методам металлографического анализа образцов стали и определения трехмерной топографии поверхности и ее структуры при помощи сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). Согласно способу проводится шлифовка, полировка и либо химическое, либо электрохимическое травление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522724
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de9e

Нанотехнологический комплекс

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию и предназначено для замкнутого цикла производства и измерения новых изделий наноэлектроники. Нанотехнологический комплекс включает робот-раздатчик с возможностью осевого вращения, сопряженный с камерой загрузки образцов и модулем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522776
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.08.2014
№216.012.e7b5

Механический свч переключатель

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для коммутации СВЧ-сигналов в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании переключателя фидерных трактов. Технические результаты заключаются в увеличениях надежности и рабочей мощности при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525110
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e83d

Способ получения синтетического цеолита типа а

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению синтетического цеолита типа А. Способ получения включает смешивание природного глинистого минерала-каолина с порообразователем и предварительно прокаленным при 550-700°С порошковым каолином, взятым в количестве 10-30%. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525246
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f508

Высокостабильный волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения

Высокостабильный волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения относится к рентгеновской технике. Волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения представляет собой сборку, установленную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528561
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.09.2014
№216.012.f5c1

Нанотехнологический комплекс на основе ионных и зондовых технологий

Использование: для замкнутого цикла производства новых изделий наноэлектроники. Сущность изобретения заключается в том, что в нанотехнологический комплекс на основе ионных и зондовых технологий, включающий распределительную камеру со средствами откачки, в которой расположен центральный робот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528746
Дата охранного документа: 20.09.2014
Показаны записи 11-20 из 50.
20.05.2014
№216.012.c334

Сканирующий зондовый микроскоп для исследования крупногабаритных объектов

Устройство предназначено для проведения зондовых измерений на объектах, имеющих сложную форму, например на трубах в нефтяной и атомной отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в сканирующий зондовый микроскоп для исследования крупногабаритных объектов, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515731
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.de67

Способ тестирования системы металлографического анализа на основе сканирующего зондового микроскопа

Изобретение относится к нанотехнологиям и методам проведения металлографического анализа образцов и определения трехмерной топографии их поверхности и структуры с помощью атомно-силовой микроскопии при разрешающей способности в нанометровом диапазоне. Способ тестирования системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522721
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de6a

Способ металлографического анализа

Изобретение относится к методам металлографического анализа образцов стали и определения трехмерной топографии поверхности и ее структуры при помощи сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). Согласно способу проводится шлифовка, полировка и либо химическое, либо электрохимическое травление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522724
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de9e

Нанотехнологический комплекс

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию и предназначено для замкнутого цикла производства и измерения новых изделий наноэлектроники. Нанотехнологический комплекс включает робот-раздатчик с возможностью осевого вращения, сопряженный с камерой загрузки образцов и модулем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522776
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.08.2014
№216.012.e7b5

Механический свч переключатель

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для коммутации СВЧ-сигналов в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании переключателя фидерных трактов. Технические результаты заключаются в увеличениях надежности и рабочей мощности при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525110
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e83d

Способ получения синтетического цеолита типа а

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению синтетического цеолита типа А. Способ получения включает смешивание природного глинистого минерала-каолина с порообразователем и предварительно прокаленным при 550-700°С порошковым каолином, взятым в количестве 10-30%. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525246
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f508

Высокостабильный волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения

Высокостабильный волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения относится к рентгеновской технике. Волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения представляет собой сборку, установленную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528561
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.09.2014
№216.012.f5c1

Нанотехнологический комплекс на основе ионных и зондовых технологий

Использование: для замкнутого цикла производства новых изделий наноэлектроники. Сущность изобретения заключается в том, что в нанотехнологический комплекс на основе ионных и зондовых технологий, включающий распределительную камеру со средствами откачки, в которой расположен центральный робот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528746
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.11.2014
№216.013.068a

Устройство ориентации образца для нанотехнологического комплекса

Изобретение относится к области нанотехнологии и может быть использовано в автоматизированных транспортных системах передачи и позиционирования образца в вакууме и контролируемой газовой среде. Устройство содержит средство захвата образца и механизм его перемещения, носитель образца в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533075
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0784

Многофункциональная сенсорная микроэлектромеханическая система

Многофункциональная сенсорная микроэлектромеханическая система (МЭМС) предназначена для использования в газоанализаторах, в медицине в качестве биосенсоров, в микроэлектронике и других высокотехнологичных областях для контроля технологических процессов. Многофункциональная сенсорная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533325
Дата охранного документа: 20.11.2014

Похожие РИД в системе