×
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 31-40 из 46.
25.08.2017
№217.015.be64

Сканирующий зондовый микроскоп для оптической спектрометрии

Изобретение предназначено для оптической микроскопии и спектрометрии комбинационного рассеяния, люминесценции или флуоресценции с использованием зондового датчика в качестве оптической антенны. Микроскоп содержит основание 1, измерительную головку 2, зондовый датчик 3, держатель зондового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616854
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.c115

Нестационарная перископическая антенная система

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем в радиосвязи и радиолокации. Антенная система состоит из опоры со свободным центром, излучателя, расположенного внутри опоры со свободным центром, переизлучателя, установленного на опоре и имеющего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617517
Дата охранного документа: 25.04.2017
26.08.2017
№217.015.d450

Антенная система с механическим сканированием диаграммы направленности

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем в радионавигации и радиолокации. Технический результат предлагаемого изобретения - уменьшение потерь, СВЧ сигнала, упрощение конструкции и увеличение надежности при сохранении малой инерционности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622226
Дата охранного документа: 13.06.2017
26.08.2017
№217.015.e44f

Антенная система вторичного радиолокатора

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем во вторичной радиолокации. Антенная система вторичного радиолокатора состоит из основной антенны канала запроса, антенны канала подавления боковых лепестков, установленной вне основной антенны канала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626221
Дата охранного документа: 24.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed14

Устройство углового сканирования

Изобретение относится к точной механике и может быть использовано для углового перемещения отражающего элемента. Сущность изобретения заключается в том, что устройство углового сканирования содержит корпус 1, на котором закреплен пьезоэлектрический элемент 3 посредством первого конца 4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628673
Дата охранного документа: 21.08.2017
19.01.2018
№218.015.ff98

Устройство механического перемещения для сканирующего зондового микроскопа

Изобретение относится к точной механике и может быть использовано для сближения зонда и образца в сканирующей зондовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве механического перемещения для сканирующего зондового микроскопа, содержащем основание 1, СЗМ головку 2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629538
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.015.ffa6

Мощный полупроводниковый фазовращатель

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для скачкообразного изменения фазы проходящего СВЧ-сигнала в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании фазированных антенных решеток. Согласно изобретению в мощном полупроводниковом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629536
Дата охранного документа: 29.08.2017
10.05.2018
№218.016.446e

Устройство для формирования многокаскадной стационарной радиолокационной станции с беззатененной зоной обзора окружающей поверхности

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям (РЛС) освещения обстановки. Достигаемые технические результаты - расширение возможностей применения за счет установки ретрансляторов не только на вершинах препятствий, вызывающих затенение целей, в линию,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649850
Дата охранного документа: 05.04.2018
10.05.2018
№218.016.458c

Радиолокационная система метрового и низкочастотной части дециметрового диапазонов волн с системой опознавания

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокационных системах (РЛС), состоящих из активного первичного локатора преимущественно метрового и низкочастотной части дециметрового диапазонов волн и наземного радиозапросчика (вторичного радиолокатора) с системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650198
Дата охранного документа: 11.04.2018
03.07.2018
№218.016.69d3

Способ формирования и устройство многокаскадной стационарной радиолокационной станции с беззатененной зоной обзора окружающей поверхности

Изобретение относится к радиолокационным станциям (РЛС) освещения обстановки. Технический результат - определение количества и азимутальных координат целей, находящихся в области тени на одинаковых расстояниях от антенны РЛС. Указанный результат достигается тем, что антенну обзорной РЛС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659406
Дата охранного документа: 02.07.2018
Показаны записи 31-40 из 50.
26.08.2017
№217.015.e44f

Антенная система вторичного радиолокатора

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем во вторичной радиолокации. Антенная система вторичного радиолокатора состоит из основной антенны канала запроса, антенны канала подавления боковых лепестков, установленной вне основной антенны канала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626221
Дата охранного документа: 24.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed14

Устройство углового сканирования

Изобретение относится к точной механике и может быть использовано для углового перемещения отражающего элемента. Сущность изобретения заключается в том, что устройство углового сканирования содержит корпус 1, на котором закреплен пьезоэлектрический элемент 3 посредством первого конца 4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628673
Дата охранного документа: 21.08.2017
19.01.2018
№218.015.ff98

Устройство механического перемещения для сканирующего зондового микроскопа

Изобретение относится к точной механике и может быть использовано для сближения зонда и образца в сканирующей зондовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве механического перемещения для сканирующего зондового микроскопа, содержащем основание 1, СЗМ головку 2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629538
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.015.ffa6

Мощный полупроводниковый фазовращатель

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для скачкообразного изменения фазы проходящего СВЧ-сигнала в фидерных трактах различного назначения, в частности при создании фазированных антенных решеток. Согласно изобретению в мощном полупроводниковом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629536
Дата охранного документа: 29.08.2017
10.05.2018
№218.016.446e

Устройство для формирования многокаскадной стационарной радиолокационной станции с беззатененной зоной обзора окружающей поверхности

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям (РЛС) освещения обстановки. Достигаемые технические результаты - расширение возможностей применения за счет установки ретрансляторов не только на вершинах препятствий, вызывающих затенение целей, в линию,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649850
Дата охранного документа: 05.04.2018
10.05.2018
№218.016.458c

Радиолокационная система метрового и низкочастотной части дециметрового диапазонов волн с системой опознавания

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокационных системах (РЛС), состоящих из активного первичного локатора преимущественно метрового и низкочастотной части дециметрового диапазонов волн и наземного радиозапросчика (вторичного радиолокатора) с системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650198
Дата охранного документа: 11.04.2018
10.05.2018
№218.016.4ae1

Вращающееся соединение

Изобретение относится к области радиолокационной техники, в частности к устройствам антенно-фидерной системы, используемым для передачи сверхвысокочастотной энергии между неподвижной частью радиолокационной станции (РЛС), например стационарными (неподвижными) передатчиками, приемниками, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651614
Дата охранного документа: 23.04.2018
03.07.2018
№218.016.69d3

Способ формирования и устройство многокаскадной стационарной радиолокационной станции с беззатененной зоной обзора окружающей поверхности

Изобретение относится к радиолокационным станциям (РЛС) освещения обстановки. Технический результат - определение количества и азимутальных координат целей, находящихся в области тени на одинаковых расстояниях от антенны РЛС. Указанный результат достигается тем, что антенну обзорной РЛС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659406
Дата охранного документа: 02.07.2018
25.08.2018
№218.016.7f26

Устройство подвижки

Устройство подвижки относится к точной механике и может быть использовано для перемещения образцов по двум или трем координатам, например, в зондовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве подвижки каретка 10 упруго сопряжена с переходным элементом 9 по координате...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664783
Дата охранного документа: 22.08.2018
06.12.2018
№218.016.a402

Способ измерения угла места радиолокационных целей, находящихся на больших углах места

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) с фазированной антенной решеткой. Технический результат предлагаемого изобретения - однозначное измерение угла места радиолокационных целей, находящихся на больших углах места при малой ширине...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674007
Дата охранного документа: 04.12.2018
+ добавить свой РИД