Описание растрового электронного микроскопа JSM-6610

Данный микроскоп создан для удовлетворения запросов как самых взыскательных исследователей, так и инженеров, использующих сканирующий электронный микроскоп в качестве средства контроля. Все возможности инструмента доступны даже начинающим пользователям.

Интуитивно понятный интерфейс. Все операции по управлению микроскопом могут выполняться с помощью мышки и дополнительного выносного пульта. Многопользовательская система. С помощью новой системы сканирования можно работать на очень малых увеличениях. Электронная пушка полностью автоматизирована. При изменении ускоряющего напряжения не требуется каких-либо дополнительных настроек. Благодаря уникальной конденсорной линзе с переменным фокусным расстоянием, разработанной фирмой JEOL, фокусировка и положение поля зрения даже на очень больших увеличениях поддерживаются неизменным.

Рис. . Растровый электронный микроскоп JSM-6610

Низковакуумная модель РЭМ JSM-6610LV имеет, в дополнение к обычному, высоковауумному, низковакуумный режим работы. В таком режиме можно изучать непроводящие образцы безо всякого препарирования, а затем проанализировать их с помощью энергодисперсионного спектрометра.

Эвцентрический столик образца не меняет поле зрения (точку интереса) и фокусировку при вращении и наклоне образца. Столик предназначен для наблюдения особенностей строения поверхности образцов, в том числе, под разными углами. Вы можете наблюдать третье измерение — глубину образца и строить трехмерные изображения, путём получения серий стереоизображений. Качество стереоизображений напрямую зависит от того, насколько точно сохраняется исходное положение образца при его вращении и наклоне.

На колонну микроскопа можно повесить одновременно от одного до трех дополнительных спектрометров (например, спектрометр с дисперсией по энергиям, по длинам волн и детектор картин дифракции отраженных электронов).

ТаблицаОсновные технические характеристики

3 Построение алгоритма работы и интерфейса виртуального прибора

3.1 Основные сведения о программном обеспечении LabVIEW

LabVIEW (англ. LaboratoryVirtualInstrumentationEngineeringWorkbench) — это среда разработки и платформа для выполнения программ, созданных на графическом языке программирования «G» фирмы NationalInstruments (США).LabVIEW содержит мощные многофункциональные инструменты для проведения любых типов измерений и разработки любых приложений. С помощью этих инструментов инженеры и ученые могут работать в самом широком спектре приложений и тратить на разработку гораздо меньшее время. Благодаря этому LabVIEW является средой разработки для решения широкого круга задач, повышения производительности и инноваций.

Программа LabVIEW называется и является виртуальным прибором (англ. VirtualInstrument) и состоит из двух частей:

• блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;
• лицевой панели, описывающей внешний интерфейс виртуального прибора.

Виртуальные приборы могут использоваться в качестве составных частей для построения других виртуальных приборов.

Лицевая панель виртуального прибора содержит средства ввода-вывода: кнопки, переключатели, светодиоды, верньеры, шкалы, информационные табло и т. п. Они используются человеком для управления виртуальным прибором, а также другими виртуальными приборами для обмена данными.

Блочная диаграмма содержит функциональные узлы, являющиеся источниками, приемниками и средствами обработки данных. Также компонентами блочной диаграммы являются терминалы («задние контакты» объектов лицевой панели) и управляющие структуры (являющиеся аналогами таких элементов текстовых языков программирования, как условный оператор «IF», операторы цикла «FOR» и «WHILE» и т. п.). Функциональные узлы и терминалы объединены в единую схему линиями связей.

Рис. . Пример блочной диаграммы и лицевой панели LabVIEW

LabVIEW обеспечивает интеграцию различного оборудования, имеет широкий набор специализированных библиотек для обработки сигналов и создания графического интерфейса пользователя.Использование LabVIEW значительно ускоряет процесс проектирования и разработки контрольно-измерительных систем и вычислительных комплексов благодаря графическому языку, большому числу встроенных функций и специализированных библиотек, тесной интеграции с новейшими системами сбора данных, контроллерами автоматизации, промышленными компьютерами и измерительными приборами.

3.2 Разработка панели виртуального прибора

Основными органами управления РЭМ_микроскопа являются:

1. Пульт управления изображением, показанный на рисунке ??, на которой размещены следующие органы управления:

a. Ручка управления увеличением изображения (Zoom) –отвечает за величину увелечения изображения.

2. Специализированное программное обеспечение (наименование), скрин-шот управления программой представлен на экране. Основными функциями данного программного обеспечения являются: . Управления в прогамме осуществляется следующими элементами.

По результатам анализа органов управления и алгоритма работы программы был разработан виртуальный интерфейс в программной среде NI Lab view, общий вид которого представлен на рисунке:

3.3 Алгоритм работы аналитического прибора

В разработанной программе реализован упрощенный алгоритм работы прибора, который позволяет симулировать процесс включения прибора, его подготовки к работе, настройки для проведения аналитических измерений, а также выводу результатов измерений и их простейшей обработке.

Алгоритм работает в следующей последовательности:

1. С помощью клавиши «ВКЛ.», расположенной на вкладке «Управление», осуществляется включение прибора.

2.

3.

Результаты моделирования реального аналитического прибора

4Заключение

Измерения ускоренияохватывают многие сферы промышленности и технологии, а также распространяются на другие сферы деятельности человека благодаря уникальности применений, получаемых данных и многим другим преимуществам. Прогнозируемое направление развития датчиков ускорения будущего связано с понятием МЭМС.

Микроэлектромеханические системы, МЭМС — технологии и устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты. МЭМС-устройства обычно изготавливают на кремниевой подложке с помощью технологии микрообработки, аналогично технологии изготовления однокристальных интегральных микросхем. Типичные размеры микромеханических элементов лежат в диапазоне от 1 микрометра до 100 микрометров, тогда как размеры кристалла МЭМС микросхемы имеют размеры от 20 микрометров до одного миллиметра.

В настоящее время МЭМС технологии уже применяются для изготовления различных микросхем. Так, МЭМС-осцилляторы в некоторых применениях заменяют кварцевые генераторы. МЭМС технологии применяются для создания разнообразных миниатюрных датчиков, таких как акселерометры, датчики угловых скоростей, гироскопы, магнитометрические датчики, барометрические датчики, анализаторы среды (например для оперативного анализа крови).

Сфера использования акселерометров обширна. Она охватывает мобильные телефоны, ноутбуки, игровые приставки, а также более серьезные устройства, такие как автомобили. Сегодня акселерометр стал неотъемлемой частью смартфонов. Но, несмотря на то, что рамки использования акселерометра довольно четко определены, разработчики продолжают думать над тем, в каких еще целях можно применять это устройство. Например, ученые из Национального института геофизики и вулканологии Италии предложили использовать акселерометр мобильного телефона как датчик землетрясений. Результаты не настолько впечатляют, однако ученые уверены: чувствительность акселерометров будет только расти, и в будущем они смогут определять и менее сильные землетрясения.

В ходе работы было разработано устройство, основанное на принципах микро- и наносистемной техники. Итогом работы стало устройство для измерение ускорения, ключевым элементом которого является акселерометр ADXL326.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Яблонский, А.А. Никифорова В.М. Курс теоретической механики[Текст]/ А.А. Яблонский, В.М. Никифорова // - М.: Высшая школа. - 1984. – 343с.

2. www.ru.wikipedia.org – электронный ресурс

3. Распопов, В. Я. Микромеханические приборы [Текст]/ В. Я. Распопов // М.: Высшая школа. - 2007. –400с.

4. Конрад, Р. Датчики в автомобиле[Текст]/ Р. Конрад//М.: За рулем. - 2013. – 165 с.

5. Аш, Ж. и др. Датчики измерительных систем[Текст]/ Ж. Аш и др. // М.: Мир – Москва. - 1992. - 904 c.

6. Алейников, А. Ф. Датчики. Перспективные направления развития [Текст]/Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. //Новосибирск: Изд-во НГТУ. - 2003. – 286 с.

7. Сысоева, С. Ключевые сегменты рынка МЭМС-компонентов. Инерциальные системы — от low-end до high-end [Текст]/ С. Сысоева// Компоненты и технологии. — 2010. — № 5.

8. Михеев, В.П. Датчики и детекторы. Учебное пособие[Текст]/Михеев В.П., Просандеев А.В. // М.: МГУ. - 2007. – 172 с.

9. Фрайден, Дж. Современные датчики. Справочник[Текст]/ Дж.Фрайден // М.: Техносфера. - 2005. – 592 с.

10. Джексон, Р. Г.Новейшие датчик [Текст]/Р. Г.Джексон // М.: Техносфера. - 2007. – 384 с.

11. Котюк, А. Ф. Датчики в современных измерениях [Текст]/А. Ф. Котюк // М.: Радио и связь. - 2006. - 96 с.

12. Виглеб, Г.Датчики. Устройство и применение [Текст]/ Г. Виглеб// Перевод с немецкого канд. физ.-мат, наук М. А. Хацериова. М.: Мир. - 1989. – 191 с.

13. Асе, Б. А. Детали авиационных приборов [Текст]/ Асе Б. А. //М.: Машиностроение. - 1979. 232 с.