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電動位移臺應用案例——光學顯微鏡改造
發布時間 : 2023-03-09 16:56:35
光學顯微鏡改造的必要性
光學顯微鏡在工程領域及科學研究中發揮著重要作用。隨著被測物的不斷變化，對顯微鏡測量精度的要求不斷提高，對載物臺的位移精度、實現功能要求越來越高，電動化的需求日漸顯現，特別是在高倍率物鏡下，視野范圍小，任何不精準的移動都可能造成被觀察的特征移出視野范圍的可能。
如何實現光學顯微鏡升級改造
現有手動載物臺可以實現多軸的移動或轉動調節，并可通過手輪提供精度較高的位移步距。但手動載物臺存在一些限制：不能恒定的輸出相同的步距，存在人為誤差；隨使用時間的增加，手輪的阻尼會越來越小，容易出現無法精確定位的情況，且更容易受到外界的干擾；手動載物臺需要人為接觸操作，當由顯示器觀察時，因距離的關系操作非常不便，而長時間使用目鏡觀測會導致眼睛疲勞。
電動位移臺因為精度高響應快，廣泛用作電動載物臺。電動載物臺能夠實現高精度的位移輸出，更加準確的量化步距，實現高精度重復定位和細致的位移控制等功能，提升研究工作的效率。
除了實現載物臺電動化，配合集散控制技術和模塊化嵌入式結構還可以進一步實現顯微鏡自動化升級改造。
通過先進的控制技術，可以實現載物臺XYZ三軸控制，快速大范圍自動對焦；采用二維自動載物平臺，實現樣品的自動調整，高效快速的將目標樣品調整到物鏡的視場內；采用CCD將圖像傳輸到顯示器上，徹底脫離站立式人眼觀察樣品的模式。
升級改造后的全自動顯微鏡可通過軟件實現全景自動掃描、自動拼圖、自動回位、同步瀏覽、遠程遙控等全自動化功能，可以大大提高使用者的工作效率目。
納米位移臺的主要組成部分及其分類（三）
發布時間 : 2023-02-16 13:31:55
納米位移臺的主要組成部分
納米位移臺作為微觀領域內常用的機械機構，已經有了一套成熟系統。其中主要包括驅動控制機構、導向機構和檢測裝置。之前帶大家了解了驅動控制機構和導向機構（回顧戳這里→驅動控制機構/導向機構），今天就帶大家了解一下檢測裝置。
檢測裝置
在微納定位系統中比較常用的檢測裝置有電容式位移傳感器、差動變壓器式位移傳感器、光柵尺和激光干涉儀等。
①電容式位移傳感器
電容式位移傳感器由動靜極板組成，當動靜極板之間發生相對的機械位移時，電容量會隨之發生改變，電容改變量即可反映機械位移量的變化。電容式位移傳感器的優點是可以實現非接觸式測量，結構簡單、體積小、響應快、分辨率高（可達納米級），在微納檢測領域得到了廣泛應用。
②差動變壓器式位移傳感器
差動變壓器式位移傳感器利用電磁感應中的互感現象進行信號轉換，將被測位移轉化為線圈互感的變化，從而輸出交流電壓量。其幅值與鐵芯的位移成正比，其相位反映位移方向，差動變壓器式位移傳感器的優點是使用方便，線性范圍大，穩定性好，測量精度較高。缺點是測量頻率上限受到其機械部分固有頻率的限制，且一般是接觸式測量。
③光柵尺
光柵尺由光源、標尺光柵、指示光柵、透鏡及光敏元件等組成。機械位移的測量根據指示光柵與標尺光柵形成的莫爾條紋信息來實現。光柵尺位移傳感器的優點是量程廣、響應快，測量精度高、無磨損，分辨率可達幾十個納米。缺點是對環境要求較高，需要嚴格的防塵防污。
④激光干涉儀
激光干涉儀是以及波長為已知長度，利用光的干涉原理來測量位移的裝置。在長度測量中最常用的是邁克爾遜雙光束干涉系統。激光干涉儀的測量精度高，分辨率可達亞納米級別，常用于精密機械和儀器的校準，但其結構龐大，價格昂貴。
適當的控制方法和控制算法對保證微納米定位系統的精度有重要意義。常用于微納米定位系統中的微驅動器，如電致伸縮驅動器和壓電陶瓷驅動器，都有明顯的非線性和遲滯特性。開環控制不能達到很高的定位精度，帶有反饋的閉環控制，則可以顯著提高定位的精度。在控制算法上，除傳統的PID控制算法外，還出現了神經網絡算法、模糊算法、自適應算法和遺傳算法等，也有學者將其中的兩種或幾種算法結合起來進行負荷控制。
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納米位移臺的主要組成部分及其分類（二）
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