晶圆对心转台亚微米级径跳误差补偿方法

为了消除转台径跳误差对晶圆预对准台重复性定位精度的影响,提出径跳误差的在线检测与补偿方法。转台上方并与之一起旋转的心轴作为转台径跳的检测元件,电涡流传感器测量心轴径向距离,其测量值由固定误差和径跳误差组成,借助集合平均法或者转台径跳特性,离线求解固定误差,据此在线工作时从电涡流传感器数据中分离出径跳误差。利用该误差对激光位移传感器检测的晶圆边缘数据进行径跳误差补偿,分析误差特性,据此简化补偿算法。试验证明,径跳误差补偿方法的使用提高了系统的预对准精度,并最终使系统达到了微米级的定位精度要求。     

激光测量气体温度

激光目前已可用于气体温度测量。当不能使用机械式探针,如热电偶时,气体的温度测量则是一个复杂困难问题。例如,在电弧的环境中进行测量就是这种情况,因为一方面探针的空间分辨率太弱,另一方面它又会干挠电弧。Brown Boveri 康采恩研究中心最近发展了一种新方法,可籍助激光毫无干扰地在电弧附近的温度场中进行温度测量。这是由于利用     

电涡流微距测量系统的研究

电涡流传感器具有非接触、精度高、响应快、不受油污等介质影响等特点,适用于对金属距离的检测。文章根据涡流检测原理,选用双线圈结构电涡流传感器,利用相敏检波技术(PSD)对信号X-R正交化分解得到阻抗值,从而分析位移的变化情况。实验结果表明,该系统具有较高的精度和稳定性,可以用于微小距离的测量。     

气动传感器在对称度误差检测上的应用

前言将微位移或微间距等物理量转换成气动参量(压力 P、流量 Q)的元件称谓气动传感器。通常这些微量是用机械式量具来检测的,但测量精度不高,当采用气动传感器作为探头,并组成一套气动测量系统(方框图见图1)后,可以实现精密测量,实验表明,气动传感器能够分辨0.1μ的位移量。     

基于碳点的小型自校正比率荧光光纤铬(VI)传感器

荧光比率传感探针检测方法能够克服环境(如样品基质、猝灭剂等)和仪器等外部因素影响, 得到更加可靠的检测结 果。 本文合成用于组成比率型荧光纳米探针的两种荧光碳点(CDs), 在 365 nm 紫外光的激发下, 这两种碳点分别在 440 nm 和 570 nm 处具有荧光发射峰, 且对 Cr(VI)具有相反的响应。 通过水凝胶将比率荧光探针包覆在设计的光纤尖端上, 能够实 现 Cr(VI)浓度的在线检测。 利用飞秒激光微加工系统制作的齿形光纤结构, 有利于荧光探针的激发和传感器荧光的收集。 为进一步降低传感器成本、缩减传感器体积, 采用低成本的 LED 灯珠作为激发光源。 采用比率荧光探针包覆, 克服 LED 灯珠 光源稳定性差的缺点, 使传感器可以实现自校正。 实验表明,即使光源强度波动较大, 该传感器连续 7 次测量的相对标准偏差 (RSD)仅为 3. 1% 。 在 0~ 200 μM 范围内, 该传感器对 Cr(VI)具有良好的线性关系, 检出限(LOD)为 0. 9 μM。 该传感器能够 应用于实际样品中 Cr(VI)的检测, 说明该传感器的具有实用性和可靠性。     

基于脉冲涡流信号的金属膜厚测量

脉冲涡流检测技术能够快速方便地检测金属导体厚度,为了研究脉冲涡流检测技术在金属膜厚测量中的应用,首先设计了测量系统传感器,并分析了其工作原理;采用ANSOFT软件对不同测试金属厚度下传感器的响应信号进行了仿真计算;然后搭建了实际的测厚系统,对不同厚度的铝箔进行了检测,并对实验数据采用三次样条插值进行了拟合,得到了金属膜厚与电压信号的关系。研究结果表明：采用脉冲涡流技术能够较准确地测量出金属膜的厚度。     

矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量与缺陷定量评估

脉冲涡流是一种有效的电磁无损检测技术。基于脉冲涡流检测原理设计了脉冲涡流检测系统,并对矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量进行了研究。分别在传感器的不同走向下,使用三维检测传感器获得了三维磁场量的Bx、By与Bz曲线。在传感器的不同走向下,提出使用三维蝶形图对缺陷进行检测识别。对三维信号进行特征分析后,分别在不同走向下,通过Bz曲线评估缺陷的深度。通过By与Bz曲线的特征可以测量缺陷的长度。为进一步实现飞机机身缺陷的成像检测提供了有价值的参考。     

磁悬浮转子系统中涡流传感器的工作特性研究

根据涡流位移传感器的工作原理及其在磁悬浮转子系统中的应用,介绍磁悬浮转子的工作环境以及对传感器的影响,分析涡流传感器在变化磁场环境下的误差来源以及表现形式,设计实验并测试了涡流传感器在变化磁场环境中的工作特性。实验结果表明:磁力轴承的变化磁场以及磁滞特性也是影响涡流传感器测量精度的一个重要原因,磁悬浮转子检测系统需要考虑磁场环境对测量精度的影响,对进一步提高磁悬浮转子的控制精度具有重要的参考价值。     

PMD距离检测传感器

激光测距可以说是激光最早的应用之一。在工业领域,激光距离传感器可用于很多其他技术(如普通光电传感器、三角测量传感器、超声波传感器等)无法应用的场合,尤其是作为一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器,可以有效地解决近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制的难题。但是一直以来,由于激光测距传感器价格太高,无法进入工业现场的应用。     

钻杆螺纹涡流探伤方法研究

为了检测钻杆螺纹根部缺陷,研究了利用涡流探伤原理检测其缺陷的方法,设计了通过监测涡流传感器检测线圈阻抗变化来评价被检工件缺陷的检测系统。系统由激励源、涡流传感器、信号调理电路、增益调整电路、幅相测量电路和数据采集与显示等部分组成。涡流传感器采集微弱的缺陷信号,经过信号调理,利用AD8302提取缺陷信号的幅值和相位信息,用计算机显示测量结果。实验表明采用涡流探伤方法能够检测钻杆螺纹的根部缺陷,检测结果重复性好,性能稳定可靠。     

焊缝自动跟踪和电弧磁场控制技术

焊缝自动跟踪的方法很多,例如有机械式、电感式、电容式、光电式、激光式、射流式、涡流式、电弧式、工业电视式等多种方法,其中机械式跟踪较为常用。1983年初,北京金属结构厂从美国Cyclomatic公司引进的一种机械     

电涡流传感器的脉冲激励与双参数检测

采用矩形脉冲作为激励信号,对电涡流传感器在位移检测过程中谐振频率及谐振阻尼的变化情况进行了研究分析.建立了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的检测系统,用于产生所需要的矩形脉冲激励信号以及对传感器响应信号的欠采样.利用8 mm直径的电涡流线圈,对0～10 mm范围内碳钢目标靶的位移响应特性进行了测量,借助短时傅里叶变换分析了响应信号中频率成分的分布情况,同时获得了谐振频率及谐振阻尼的测量值.验证了通过脉冲激励同时获取电涡流传感器双参数检测的可行性.为研制基于电涡流效应的位移传感器及无损探伤传感器提供了一种新思路.     

电涡流传感器在电机换向器测试中的应用

设计出一套换向器跳动测试仪,用于测量直流电机换向器超速前后片间跳动和圆周跳动。根据电涡流传感器的测量原理,电涡流传感器将传感器探头与换向器片间的距离转换成电压值,再经过dsPIC30F6014数字信号控制器进行采集、处理、计算,并与上位机交换数据。给出了以dsPIC30F6014和电涡流传感器为核心的系统硬件设计和软件控制流程,并对实验结果进行了分析。该仪表既可以单独使用,也可以于上位机联合,实现测量系统的多功能化。     

一种大功率激光输出功率低频波动的直接测量法

提出一种新的对大功率激光低频波动的测量技术.它的传感器是一根细小的探针,探针上面有一直径为20～500μm的微孔,光通过微孔对激光进行采样,由探针内通道将该采样光传输到探测器.探针可抗高功率激光损伤.由恒速电机带动探针高速扫描光束截面,最终获得激光输出功率随时间的变化信息.该仪器既可进行在位测量又可进行在线测量,既可测量CO2激光又可测量YAG激光.介绍了测量原理、仪器结构和实验结果.     

基于激光传感器的滤棒长度高速在线检测系统

为解决滤棒生产过程中,滤棒长度无法实时监控的问题,本文提出采用两台激光位移传感器的非接触式测量方式,建立滤棒长度的理论计算模型,设计由激光位移传感器、工控机、PLC、人机交互界面等组成的滤棒长度高速在线检测系统,实现了滤棒长度的在线检测、检测数据存储、不合格品剔除报警。测试结果表明：该系统实现滤棒长度的在线检测,检测精度为0.01mm;系统运行稳定可靠,操作简单易懂,人机交互性较好,对提高滤棒长度的在线监控水平、自动化程度和滤棒质量具有较好的实用价值。     

电涡流传感器谐振测量电路参数的优化选择

为了满足磁悬浮轴承系统高精度的位移检测要求,必须对位移传感器的测量电路参数进行优化设计。文章从电涡流传感器的原理出发,介绍了谐振检测电路的工作原理,分析了谐振检测电路各参数对灵敏度的影响,提出了谐振测量电路参数优化的方法,利用这种参数优化方法来提高电涡流位移检测传感器的灵敏度简单、切实有效。     

多频涡流的谱分析和缺陷分类技术研究

多频涡流检测技术是一项重要的无损检测技术,它可以有效地实现多参数检测和干扰抑制.针对普通单频涡流检测方法只能实现缺陷检测而难以实现缺陷分类的问题,提出一种采用线性调频信号激励涡流传感器和检测信号谱分析的多频涡流检测方法.该方法采用线性调频信号激励位于交流电桥中的线圈涡流传感器,放大和采集桥路输出信号进行谱分析来识别缺陷的特征.根据谱图能量的变化,可以检测出缺陷;同时,为了有效地实现缺陷分类,提出一种新的称为"谱图重心偏移"的缺陷分类方法.与传统多频涡流检测方法相比较,该方法具有检测时间短和系统成本低等优点.理论分析和试验结果相一致,验证了所采用方法的正确性.     

基于激光测振仪的兰姆波离面和面内位移检测

激励模态和频响特性是超声导波传感器性能评估的两个重要指标,而传统的传感器,如压电传感器和电磁声传感器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)等,受自身带宽和模态选择性的影响,无法有效地实现这两个参数的评估。激光测振仪可以测量结构中弹性波原始的离面和面内位移,且测量不受带宽的限制,因而是进行超声导波传感器激励模态测定和频响特性测量的理想方法之一。采用此种方法对一种周向一致激励兰姆波的EMAT进行测试,结果表明,此传感器在150～210 kHz的范围内能激励产生出单一S0模态兰姆波,在50～150 kHz范围内,A0模态与S0模态共存。利用激光测振仪检测离面和面内位移的方法,是进行传感器评估和兰姆波接收的有效方法,在超声导波的非接触测量、高温波导体检测及弹性波传播3D可视化方面也有广阔的应用前景。     

基于电涡流传感器的低频微振动测试系统设计

电涡流传感器是利用电涡流效应进行工作的。因其灵敏度高、非接触测量、价格便宜等优点,在大型旋转机械在线监测中得到广泛的应用,介绍了基于电涡流传感器的微振动及系统动态特性测试方法。首先对电涡流传感器特性分析,通过实验的方法求取其线性工作点,再根据其线性工作点搭建测试系统,采用一种合理简便的实验方法能够准确地测量微小振动。并基于VB编程,根据振动测试结果实现系统动态特性的分析与描述。本测试系统能够实现微振动的测量,并根据测试结果分析系统动态特性。同时,实验结果更合理和精确。     

齿轮倒角轮廓协同高精度测量方法的研究

为实现对制造业中复杂工件(如汽车变速箱中的倒角齿轮)表面轮廓的快速、精密测量,研制了协同视觉表面轮廓测量系统。对该系统中采用的图像处理、测量路径的规划进行了研究。首先使用面阵图像传感器拍摄齿轮图像,对图像进行边缘处理,利用齿轮的边缘点拟合齿轮的中心,在结合标定算法定位齿轮倒角的待测局部区域。然后,根据测量要求规划测量路径,驱动XY电动平台携带高精密的点视觉激光位移传感器沿测量路径完成对带测量区域的测量。最后,使用计算机对激光位移传感器所测得数据进行处理,输出测量报告。该系统经工厂实际测量验证,对齿轮倒角表面轮廓的高度方向(Z方向)测量精度为1μm,对X和Y方向的测量精度达到5μm以上。结合图像传感器测速快,激光传感器精度高的优点,提出一种利用图像传感器实现高速定位,激光传感器实现精密测量的协同高精度视觉测量方法,并将其用于了齿轮倒角轮廓的测量。