Система автоматичного регулювання прецизійного переміщення сканера скануючого зондового мікроскопа

Abstract

В статті представлені результати досліджень п’єзоелектричного сканера для прецизійних механічних переміщень в скануючому зондовому мікроскопі з ємнісними датчиками переміщення і методи обробки зображень. Обґрунтовано вибір ємнісного датчика із змінним зазором між обкладинками, завдяки високій точності і чутливості, простої і дешевої конструкції, а також мінімальними нелінійними спотвореннями, що вносяться в роботу СЗМ. Оцінка параметрів управління, отримана за допомогою математичної моделі СЗМ, дозволила спроектувати ПІД-регулятор, що забезпечує прецизійне механічне переміщення з заданою точністю. Розроблена методика вимірювань і обробки інформації здатна відстежити ефекти кріпу, гістерезису та інших нелінейностей п'єзокераміки. Вона не залежить від впливу температурних шумів, ефектів зміни параметрів сканера в часі.