扫描振动电极测试系统

超声加工系统主要由超声电源、换能器、变幅杆、加工工具及磨料供给系统组成。超声变幅杆是超声加工系统中的核心部件，主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大，或者将超声能量集中于较小面积处，即聚能作用。一般超声换能器辐射的振动幅度在20kHz范围内只有几微米，但在高声强超声应用中，比如超声加工、超声焊接、超声金属成型或其他超声疲劳试验等应用中，辐射面的振动幅度范围一般在几十微米到几百微米，因此必须在换能器的端面连接超声变幅杆，将机械振动放大。除此之外，超声变幅杆可以作为阻抗变换器，在换能器和声负载之间进行阻抗匹配，使超声能量更加有效向负载传输。在超声变幅杆的设计研究中，需要测量其振动频率、振型等参数。变幅杆的尺寸较小，利用传统加速度传感器会面临附加质量影响及如何固定传感器的问题。激光测振仪非接触的测量方式适用于测量变幅杆的振动频率，并获得位移，速度或加速度振幅。利用扫描式激光测振仪可以直接获取变幅杆的振型参数。[img=,334,195]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904221426182913_5511_3859729_3.jpg!w334x195.jpg[/img]超声变幅杆[img=,431,181]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904221426281325_9396_3859729_3.jpg!w431x181.jpg[/img]OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号，包括振动位移、速度和加速度。它具有超高的光学灵敏度，并利用自行研发的超速数字信号处理技术（UltraDSP），不仅能快速测量简单系统的振动，还能测量极具挑战的系统，包括高频振动，远距离测试，微小振幅，高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术（UltraDSP）确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET Scan系列扫描式激光测振仪采用短波红外激光进行测量。这套激光测振仪用于非接触式的振动测量，可对结构的振动进行可视化的测试和分析。采用这套仪器进行工作变形分析（ODS）或模态分析，过程就如同拍摄视频一样简单。通过预设定的测量点，激光测振仪可对整个被测面进行扫描式的测量。这种强大的扫描测振系统采用了当前最为先进的数字处理技术，同时集成了强大的数据采集、3D可视化以及数据分析软件。文章来源嘉兆科技http://www.tnm-corad.com.cn/news/Show-5665.html

结构振动特性决定了结构工作的可靠性。振动测试中，常用的是传统的接触式测量方式，但对于轻质量结构，这种方式会产生附加质量和刚度问题，影响测试结果。笔记本电脑质量相对较轻，结构也复杂，其振动特性测量适合采用非接触测量方法，利用激光测振仪测量笔记本电脑结构的振动特性或开展模态测试分析。单点式激光测振仪可用于测量笔记本电脑结构的振动响应，扫描式激光测振仪可以用于笔记本电脑结构的模态测试分析或工作变形分析中。 [img=,558,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903271515449311_283_3859729_3.jpg!w558x311.jpg[/img]OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号，包括振动位移、速度和加速度。它具有超高的光学灵敏度，并利用自行研发的超速数字信号处理技术（UltraDSP），不仅能快速测量简单系统的振动，也能测量极具挑战的系统，包括高频振动，远距离测试，微小振幅，高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术（UltraDSP）确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有出色的线性度，测试频带宽，最高可达10MHz。 OptoMET激光测振仪有四个系列：分别是Vector、Nova、Dual Fiber、Scan系列：Vector系列氦氖激光测振仪是通用性激光测振仪，适用与大多数非接触式振动测量应用场合。该系列激光测振仪特别适用于反射性表面或水中的测试，以及需要激光光斑尽可能小的应用场合。Nova系列激光测振仪采用不可见的短波红外激光（1550nm）,这种激光束的输出功率超过传统红色氦氖激光10倍，但激光安全等级仍然是人眼安全的激光等级（Class I）。短波红外激光入射功率大，Nova系列红外激光测振仪适用于粗糙表面和低反射率表面的振动测量，长距离振动测量和高频振动测量。选用不同的光学镜头，包括一款准直镜头，Nova系列红外激光测振仪的工作距离覆盖0mm到300m。Dual Fiber双光纤短波红外激光测振系统包括一套短波红外激光测振仪和一套柔性光纤镜头，物镜包括准直镜头和聚焦镜头两种。这套激光测振仪内置了稳定的短波红外激光，在任何被测物表面的测量信号都有非常高的信噪比。多个光纤镜头可通过一个光纤开关连接至测振仪，因此，可以同时传输多个通道（2,4,8,16……），光纤开关带有电气接口（以太网、USB、TTL……），可以由 PC 远程控制。Scan系列扫描式激光测振仪和Nova系列一样采用短波红外激光进行测量。这套激光测振仪用于非接触式的振动测量，可对结构的振动进行可视化的测试和分析。采用这套仪器进行工作变形分析（ODS）或模态分析，过程就如同拍摄视频一样简单。通过预设定的测量点，激光测振仪可对整个被测面进行扫描式的测量。这种强大的扫描测振系统采用了当前最为先进的数字处理技术，同时集成了强大的数据采集、3D可视化以及数据分析软件。来源：嘉兆科技官网 来源链接：http://www.tnm-corad.com.cn/news/Show-5611.html

扫频振动试验台是指在试验过程中维持一个或两个振动参数(位移、速度或加速度)量级不变，而振动频率在一定范围内连续往复变化的试验。线性扫描化是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验.　　对数扫描频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min、oct是倍频程。如果上限频率fH，下限fL，fH/fL=2n，n就是下限频率到上限频率经过了n个倍频程，求n的公式为：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/04/201604151019_590445_2930782_3.jpg　　扫频振动试验台对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的，例如从5-20Hz是两个倍频程，从500-2000Hz也是倍频程。在对数扫描的情况下，扫过这两段的时间是相同的。就是说对数扫描时低频扫得慢而高频扫得快(这当然是指单位时间扫过的频率范围)。有时对数扫描率还用于Dec/min，含意是每分钟扫多少个十倍频程。　　扫频振动试验台主要用于：a) 产品振动频响的检查(即最初共振检查)，确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。b)耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。c) 最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点有无改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。

[size=15px]来源 半导体工程师[/size] 作者：孙千[font=&][font=宋体]扫描电子显微镜（[/font]SEM[font=宋体]）广泛用于纳米制造表征、计量和过程控制。本文讨论了由振动和漂移引起的测量不确定度，以及一些可能的解决方案。[/font][/font][font=&][font=宋体]在[/font]SEM[font=宋体]图像采集过程中，设备可能会受到周围环境的不利影响。环境的机械和噪声会明显的影响电镜性能。[/font]SEM[font=宋体]的镜筒直接耦合到样品台上，因此，通过框架和隔离系统传递到镜筒的任何外部振动最终都可以传递到样品上。传输的振动会在记录的图像中产生有害的假像。[/font][/font][font=&][font=宋体]此外，[/font][/font][b][font=宋体]样品台移动及其组件中的摩擦会导致漂移、不受控制的运动[/font][/b][font=宋体]。[/font][font=宋体][color=#0000ff]温度升高和电子束与电磁场的相互作用也是漂移的原因[/color][/font][font=&][font=宋体]。所有这些都可能破坏[/font]SEM[font=宋体]图像质量，因为漂移可能表现为一定程度的严重图像失真，[/font][/font][b][font=宋体]拉长[/font][font=宋体]和振动通常表现为成像物体边缘的锯齿状[/font][/b][font=宋体]。[/font][font=&]1 [/font][b][font=宋体]振动[/font][/b][font=&]SEM[font=宋体]通常使用单通道的电子探测器，这种探测器要求电子束以逐点的方式扫描整个感兴趣的区域。因此，如果[/font][/font][font=&][font=宋体]电子束在扫描过程中抖动，或者如果样品[/font]/[font=宋体]载物台相对于入射电子束移动[/font][/font][font=&][font=宋体]，就会导致振动或漂移，那么正在记录的数据可能会受到损害。振动会对[/font]SEM[font=宋体]的成像和测量产生明显的不利影响，振动明显时，在观察屏幕上很容易看到，这种情况通常是一些环境参数发生了改变，比如真空泵电机已经打开，或者样品松动。[/font][/font][font=&][font=宋体]仪器操作员或服务工程师通常很容易观察和诊断这种大的振动。[/font][/font][font=宋体][color=#0000ff]调整隔振系统或拧紧样品可能是有效的弥补措施[/color][/font][font=宋体]。在无人值守的全自动仪器中，这个问题可能不容易观察和诊断，最终会导致错误的数据或产品损失。[/font][font=宋体]更细微的[/font][b][font=宋体]纳米级振动[/font][/b][font=&][font=宋体]在图像中更难看到，因此经常无法诊断。在之前的一篇论文中，仅由涡轮分子泵的小型风扇电机在[/font]SEM[font=宋体]图像中引起的振动效应[/font]([font=宋体]以及测量结果[/font])[font=宋体]，被证明是该仪器测量误差的重要组成部分[/font]([font=宋体]图[/font]1)[font=宋体]。[/font]25nm[font=宋体]的误差加宽了所示的半导体线[/font]([font=宋体]图[/font]1b[font=宋体]和[/font]c ),[font=宋体]这是由冷却风扇直接造成的。这很容易通过在慢扫描图像采集期间[/font][/font][font=宋体]打开和关闭风扇来演示[/font][font=宋体]。[/font][font=&][font=宋体]这一误差量虽然令人不安，但当半导体微处理器结构的宽度约为[/font]500-750nm[font=宋体]时，这还不是一个问题，但今天，仅由风扇电机引起的误差范围就比许多当代半导体微处理器门或许多纳米尺寸大得多。因此，[/font][/font][b][font=宋体]这个[/font][font=宋体]振动[/font][font=宋体]范围对于更小纳米尺度的精确测量，是不可接受[/font][/b][font=宋体]。[/font][img=,621,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311172209322828_1450_3233403_3.png!w621x288.jpg[/img][font=&] [/font][font=&][font=宋体]图[/font] 1. [font=宋体]刻意引起的振动对成像和结构宽度测量的影响。[/font](a) SEM[font=宋体]照片，显示小型冷却风扇对图像的影响，光源关闭（上）和开启（下）；[/font](b) [font=宋体]在[/font]SEM[font=宋体]正常运行的典型环境振动水平下，采用任意[/font]40%[font=宋体]正阈值交叉算法进行的线宽测量。[/font](c) [font=宋体]使用相同的测量条件，在引起振动后的相同样品位置进行测量。[/font](HFW = 1050 nm[font=宋体]，[/font]30 keV[font=宋体]）。[/font][/font][font=宋体][/font][font=&][font=宋体]同样如图[/font]1[font=宋体]所示，振动会导致边缘锐度和细节的损失，同时导致纳米和亚纳米结构和颗粒的边缘增宽和测量误差。图[/font]2[font=宋体]显示了轻轻敲击[/font]SEM[font=宋体]镜筒的效果以及振动对图像造成的破坏，以及局部噪声的影响。图[/font]3[font=宋体]显示了通过仪器的物镜的冷却水的泵送动作所引起的振动效果。所有这些都是在典型的计量实验室场景中遇到的常见问题。[/font][/font][b][font=宋体]随着纳米技术[/font][font=宋体]的发展以及＜[/font][font=&]100[font=宋体]纳米成像和测量的[/font][/font][font=宋体]需要[/font][font=宋体]，诊断和消除所有类型的振动是非常必要的[/font][/b][font=宋体]。但这并能轻易实现的，因此应该采用一些新的方法。[/font][img=,607,254]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311172209493942_1268_3233403_3.png!w607x254.jpg[/img][font=&][font=宋体]图[/font] 2. [font=宋体]对 [/font]SEM [font=宋体]镜筒（[/font]HFV= 25nm[font=宋体]）的短时机械冲击（轻轻敲击）的效果（左）。（右）中等响度的电脑扬声器声音打开（上）和关闭（从中间向下）（[/font]HFW= 75nm[font=宋体]）。[/font][/font][img=,690,230]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311172210009014_8679_3233403_3.png!w690x230.jpg[/img][font=&][font=宋体]图[/font]3 [font=宋体]物镜和扩散泵的冷却循环对振动的影响：旧泵、新泵（左、中）和自来水（右）（[/font]HFW=75 nm[font=宋体]）。[/font][/font][b][font=&]2 [/font][font=宋体]机械漂移[/font][/b][font=&][font=宋体]除了振动之外，仪器载物台的不稳定性也会导致机械漂移，这通常是由于工作台运动控制中的残余滞后。部件中的载物台弹性和摩擦也会导致样品出现漂移，从而导致不受控制的运动或载物台[/font]“[font=宋体]爬行[/font]”[font=宋体]。当使用长的图像采集时间时，这通常会特别麻烦。在预期的运动停止并找到感兴趣的区域后，蠕动导致载物台继续在一个或多个方向上移动。[/font][/font][b][font=宋体]这通常导致在慢扫描应用中结构在蠕变方向上伸长，并且在数字帧存储采集中锐度损失[/font][/b][font=宋体]。[/font][font=宋体][color=#0000ff]机械漂移通常可以通过现代仪器和载物台的设计来解决[/color][/font][font=&][font=宋体]。大气压力的变化、物镜冷却系统的微小温度变化或任何其他不稳定性[/font]([font=宋体]如电磁干扰[/font])[font=宋体]也可能导致漂移。因此，这可能是一个非常复杂的问题。同样，下面描述的新方法可以用来补偿和诊断这些问题。[/font][/font][b][font=&]3 [/font][font=宋体]数字帧存储的两面性[/font][/b][font=&][font=宋体]应该注意的是，现代[/font]SEM[font=宋体]中常用的组件会加剧本文讨论的[/font][/font][font=宋体]振动和漂移[/font][font=宋体]；这就是[/font][b][font=宋体]数字帧存储[/font][/b][font=&][font=宋体]。[/font]SEM[font=宋体]是非常有效的工具。取决于信号收集的模式，组成图像的[/font]“[font=宋体]信号电子[/font]”[font=宋体]的量可能非常小。此外，无论何时获得信号，电子噪声总是叠加在其上。[/font][/font][b][font=&]SEM[font=宋体]图像中的噪声是信号和不同噪声成分的混合物[/font][/font][/b][font=宋体]。其他噪声源包括[/font][font=宋体]电子源、信号处理电子设备、放大器[/font][font=&][font=宋体]等。通过采用数字帧存储[/font](DFS)[font=宋体]技术，这一总体问题得到了极大的改善。[/font][/font][font=&][font=宋体]自[/font]20[font=宋体]世纪[/font]80[font=宋体]年代末以来，[/font]DFS[font=宋体]一直被用于中小企业。[/font]DFS[font=宋体]的引入要求计算机变得足够小和足够快，以适合粒子束仪器的控制台。此外，计算机存储器[/font]([font=宋体]磁盘存储器和随机存取存储器[/font])[font=宋体]的成本必须降低到可以经济地将许多兆字节的存储容量整合到仪器中的程度。[/font][/font][font=&][color=#0000ff]DFS[font=宋体]是[/font]SEM[font=宋体]技术的一大优势，因为它能够在超低或低信噪比的情况下提高信噪比[/font](S/N)[/color][/font][font=&][font=宋体]。这一改进有助于[/font]SEM[font=宋体]的所有成像模式，尤其是对低着陆能量应用有价值。[/font][/font][font=&]DFS[font=宋体]技术还促进了实时电视扫描速率、可靠的自动亮度和对比度以及自动聚焦和像散控制的开发和实施[/font][/font][font=&][font=宋体]。因此，[/font]DFS[font=宋体]技术的应用带来了许多非常积极的成果。[/font][/font][font=&][font=宋体]然而，像大多数与[/font]SEM[font=宋体]相关的成像技术一样，并非所有[/font]DFS[font=宋体]技术的结果都是有利的，因为存在[/font]“[font=宋体]平衡的优化[/font]”[font=宋体]。[/font][/font][font=宋体][color=#0000ff]帧平均图像不总是等同于同等积分的慢扫描图像[/color][/font][font=宋体]。[/font][b][font=宋体]慢速扫描图像是逐行构建的。任何存在的振动或漂移都会随着线的产生而被记录下来，并显示为对该线上的结构边缘的破坏[/font][/b][font=宋体]。当仔细观察时，多条线显示出锯齿状边缘。[/font][font=&][font=宋体]另一方面，帧平均图像逐帧对齐[/font]512×512[font=宋体]、[/font]1024×1024[font=宋体]等。系统的像素彼此直接重叠，类似于图[/font]6a[font=宋体]所示。所获得的图像像素的强度不受影响，但是导致它们的位置被错误地分配。由于振动或漂移引起的任何未对准将被平均，从而从图像中消除。[/font][/font][font=宋体]总振动仍会显示为锯齿，但一般来说，这会导致图像变宽，结构变得更加微妙和不清晰，并可能危及数据[/font][font=宋体]。[/font][font=&]4 [/font][b][font=宋体]漂移范围[/font][font=宋体]评估[/font][/b][font=&][font=宋体]对于大范围的视场[/font]([/font][font=宋体]低[/font][font=&][font=宋体]放大率[/font])[font=宋体]，非预期运动的[/font][/font][font=宋体]漂移[/font][font=宋体]幅度可能[/font][font=宋体]影响不大[/font][font=宋体]，但是它们对图像[/font][font=宋体]的影响[/font][font=宋体]在[/font][font=宋体]越来越小的视场中变得越来越明显[/font][font=&][font=宋体]。操作员的任务是为[/font]SEM[font=宋体]找到最佳、优化的成像条件[/font][/font][font=宋体]，[/font][font=宋体]例如，采集速度、帧时间、图像像素数和停留时间等，这也可能影响这些失真的效果。[/font][b][font=宋体]有定性和定量评估[/font][font=宋体]方法[/font][font=宋体]可用于评估非预期运动。[/font][/b][font=宋体]建议进行定性评估，以证明非预期运动不会导致成像质量问题或测量中的重大误差。[/font][font=宋体]如果误差高得不可接受，那么定量评估是必要的[/font][font=宋体]，并且补偿措施是必要的，以实现所需的成像和测量质量。[/font][font=&][font=宋体]图[/font]4[font=宋体]显示了一种定性评估漂移相关失真的方法示例，该方法使用抛光碳基板上的蒸发金颗粒标准样品。[/font]256[font=宋体]纳米水平视场[/font](HFV)[font=宋体]图像显示了低频[/font]([font=宋体]漂移[/font])[font=宋体]和高频[/font]([font=宋体]振动[/font])[font=宋体]相关的问题。[/font][/font][img=,459,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311172210417836_4509_3233403_3.png!w459x396.jpg[/img][font=&][font=宋体]图[/font] 4. [font=宋体]连续拍摄的四幅慢速扫描图像，展示了对漂移进行定性评估的一种方法。[/font](HFW = 256 [font=宋体]纳米）。更详细的说明见（[/font]Cizmar[font=宋体]，[/font]2011[font=宋体]）。[img=,579,248]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311172210577476_3778_3233403_3.png!w579x248.jpg[/img][/font][/font][font=&][font=宋体]图[/font]5[font=宋体]中的漂移最初可能并不明显，但更彻底的观察揭示了图像之间[/font][/font][b][font=宋体]缺乏良好的位置可重复性[/font][/b][font=宋体]。如果使用[/font][font=宋体]标准的图像编辑程序将四幅图像叠加起来[/font][font=&][font=宋体]，可以很好地观察到这种漂移。如果[/font]SEM[font=宋体]完美工作，所有这四个图像将显示完全相同的样品细节，四个图像帧将完全对齐，并且不会有模糊、扭曲或缺失的区域。[/font][/font][font=&][font=宋体]图[/font]6a[font=宋体]显示了一个简单的帧间叠加图，显示确实存在漂移相关问题。[/font][/font][font=宋体][color=#0000ff]这种程度是否可以忽略，取决于图像的预期用途[/color][/font][font=宋体]。数据完整性应该是最重要的，不应该容忍任何失真。例如，对于生物细胞样品，各种细胞器的实际形状可能并不重要，因为它们本身存在较大的差异。另一方面，对于纳米尺度的粒子测量，这种失真可能是完全不可接受的。[/font][font=&][font=宋体]总的来说，任何误差都会随着显微照片一起出现。今天看似不重要的事情，将来可能会成为一个关键问题。图[/font]6b[font=宋体]示出了通过将图像与共同的结构对齐，实际的可重复性问题不太严重，因为四个重复图像的许多共享区域重叠并且失真较小。但是，以这种方式将图像分层以实现结构可重复性，则是以丢失图像外围区域的数据为代价。[/font][/font][font=宋体][color=#0000ff]显然，如果可能的话，最好选择失真更小的成像方法[/color][/font][font=宋体]。[/font][align=center][img=,557,475]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311172211145923_513_3233403_3.png!w557x475.jpg[/img][/align][font=&][font=宋体]图[/font] 6[font=宋体]：（左）图 [/font]5[font=宋体]中的四幅图像的简单帧对帧叠加。[/font] [font=宋体]右）图[/font] 5[font=宋体]中的四幅图像的图像叠加（[/font]HFW = 256 nm[font=宋体]）。[/font][/font][font=&][font=宋体]在用[/font]SEM[font=宋体]进行任何重要的定量工作之前，应该了解上述两种扰动中的一种或两种的存在。[/font]NIST[font=宋体]的工作人员对此进行了研究，并开发了一系列与实验验证相结合的计算机模型，其中包括[/font][/font][b][font=宋体]振动和漂移的测试和诊断[/font][/b][size=12px][sup][font=&][sup]1-2[/sup][/font][/sup][/size][font=&][font=宋体]。此外，还开发了基于计算机的[/font]SEM[font=宋体]测量方法，所有这些都有助于实现更高性能的仪器和更精确的[/font][/font][font=&][color=#0000ff]3-D SEM[font=宋体]计量[/font][/color][/font][font=宋体]。这些计算机模型包括精确的蒙特卡罗电子束相互作用建模程序，以便理解信号产生和图像形成[/font][size=12px][sup][font=&][sup]3[/sup][/font][/sup][/size][font=宋体]。[/font][font=&]1 [/font][font=&]Cizmar, P, Vladár, A. V., Ming, B. and Postek, M. T. “Simulated SEM Images for Resolution Measurement,” SCANNING 30:381-391, (2008)[/font][font=&]2 [/font][font=&]Cizmar, P., Vladar, A. E., and Postek, M. T. “Optimization of Accurate SEM imaging by use of artificial images,”SCANNING/SPIE Proceedings 7378:737815-1 – 737815-6, (2009)[/font][font=宋体][font=&]3 Postek, M. T., and Vladar, A., [/font]“[font=&]Modeling for Accurate Dimensional Scanning Electron Microscope Metrology: Then and Now,[/font]” [font=&]SCANNING 33: 111-125 (2011)[/font][/font][font=&][font=宋体]此外，使用蒙特卡洛建模方法，[/font]NIST[font=宋体]的工人开发了制造[/font][/font][font=宋体]二维人工图像（[/font][font=&]artificial images[/font][font=宋体]）[/font][font=宋体]的程序，以测试仪器和测量算法[/font][size=12px][sup][font=&][sup]4[/sup][/font][/sup][/size][font=宋体]。此外，为了加速建模过程，最近的工作涉及一种更快的图像建模方法，这种方法可以生成可信的图像来测试上述失真[/font][size=12px][sup][font=&][sup]5-6[/sup][/font][/sup][/size][font=宋体]。[/font][b][font=&][font=宋体]因此，多年来，[/font]NIST[font=宋体]对仪器改进进行了大量研究，以消除粒子束仪器中测量不确定性的来源[/font][/font][/b][font=宋体]。[/font][font=&]4[/font][size=12px][font=宋体] [font=&]Postek, M. T., Vladar, A. E. Lowney, J., Larrabee, R. D. and Keery, W. J., Two-Dimensional Simulation and Modeling in Scanning Electron Microscope Imaging and Metrology Research,[/font]” [font=&]SCANNING 24:179-185, (2002).[/font][/font][/size][size=12px][font=&]5 [/font][font=&]Postek, M. T., “Critical Issues in Scanning Electron Microscope Metrology,” NIST J. Res. 99(5): (1994).[/font][/size][size=12px][font=&]6 [/font][font=&]Cizmar, P., Vladar, A. E. and Postek, M. T. “Advances in modeling of scanning charged particle microscopy images,”SPIE Proceedings 7729 77290Z -1 – 9, (2010).[/font][/size][b][font=&]5 [/font][font=宋体]其他[/font][font=宋体]漂移失真[/font][font=宋体]校正方法[/font][/b][font=宋体]已经开发了几种校正方法来补偿上述的一些影响。在类似于扫描粒子束显微镜的领域中，例如原子力显微镜[/font][size=12px][sup][font=&][sup]7-8[/sup][/font][/sup][/size][font=宋体]，已经进行了校正时间相关漂移失真的工作。此外，[/font][b][font=&]Sutton[font=宋体]等人已经发表了关于[/font]SEM[font=宋体]中漂移失真评估和校正的研究[/font][/font][/b][size=12px][sup][font=&][sup]9-11[/sup][/font][/sup][/size][font=&][font=宋体]。这些文章中描述的技术涵盖了具有缓慢漂移的图像中的校正，并且通常在宽水平视场下，总成像时间很长，达到几十分钟，放大倍数不超过[/font]10[font=宋体]，[/font]000[font=宋体]倍。在信噪比（[/font]SNR[font=宋体]）可能降至[/font]5 x 10[/font][size=12px][sup][font=&][sup]-1[/sup][/font][/sup][font=&] [/font][/size][font=&][font=宋体]以下的情况下，仍然需要用于高度缩小的水平视场、非常快速的[/font]SEM[font=宋体]图像扫描或其他粒子束仪器[/font]([font=宋体]扫描氦离子束显微镜或聚焦离子束显微镜[/font])[font=宋体]的技术。下面描述了一种解决方案。[/font][/font][font=宋体][font=&]7 Mantooth, B. A., Donhauser, Z. J., Kelly, K. F., and Weiss, P. S., [/font]“[font=&]Cross-correlation image tracking for drift correctionand adsorbate analysis,[/font]” [font=&]Review of Scientific Instruments, 73(2, Part 1):313[/font]–[font=&]317 (2002).[/font][/font][font=&]8 [/font][font=&]“Drift and spatial distortion elimination in atomic force microscopyimages by the digital image correlation technique,” J. Strain Analysis for Eng Design, (2008).[/font][font=&]9 [/font][font=&]Sutton, M. A. Metrology in[/font][font=宋体] [/font][font=&]a scanning electron microscope: theoretical developments and experimental validation. MEASUREMENT SCIENCE &TECHNOLOGY, 17(10):2613–2622 (2006).[/font][font=&]10 [/font][font=&]Sutton, M. A.“Scanning electron microscopy for quantitative small and large deformation measurements – Part II: Experimental validation for magnifi cations from 200 to 10,000,” Exp. Mech. (2007).[/font][font=&]11 [/font][font=&]Sutton, M.A. “Scanning electron microscopy for quantitative small andlarge deformation measurements Part I: SEM imaging at magnifications from 200 to 10,000,” Exp. Mech. 47(6):775–787(2007).[/font][b][font=&]6 [/font][font=宋体]漂移校正[/font][font=宋体]方法：[/font][/b][font=&]ACCORD[font=宋体]软件[/font][/font][font=&][font=宋体]如上所述，对振动和漂移问题的解决方案的需求发展成了被称为漂移校正图像合成[/font](DCIC)[font=宋体]的校正方法[/font][/font][font=宋体]，[/font][font=&][font=宋体]这是在被称为[/font]ACCORD[font=宋体]的免费软件程序中实现的。该[/font][/font][font=&][color=#0000ff][font=宋体]计算机程序能够从[/font]SEM[font=宋体]图像中消除振动和漂移失真[/font][/color][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]该技术使用互相关进行二维位移探测[/font][font=宋体]，[/font][font=宋体]它不仅提供更精确的成像，还[/font][font=宋体]提供样品漂移位置信息[/font][font=宋体]。样品位置信息可成功用于诊断应用，以绘制仪器及其载物台的漂移。利用这种方法，解决方案是快速的、多平台的、多处理器能力的，[/font][b][font=&][font=宋体]而且可以容易地集成到大多数[/font]SEM[font=宋体]仪器及其软件中[/font][/font][/b][font=宋体]。[/font][b][font=&]ACCORD[font=宋体]中涉及的基本方法和数学严密性[/font][/font][/b][font=宋体]已在文献中进行了描述[/font][size=12px][sup][font=&][sup]12-13[/sup][/font][/sup][/size][font=宋体]。[/font][font=&]12 [/font][font=&]Cizmar, P., Vladar, A., and Postek, M. T. “Real-time scanning charged particle microscope image composition with[/font][font=宋体] [/font][font=&]correction of drift,” Microsc. Microanal. 17:302-308, (2011).[/font][font=&]13[/font][font=&] Cizmar, P., Vladar, A., and Postek, M. T. “Advanced Image composition intra-frame drift correction” Proc. SPIE 8036:803680360D-1–80360D-5 (2011).[/font][font=&]ACCORD[font=宋体]是一个利用[/font]DFS[font=宋体]技术优势并将其与交叉方法相结合的程序，可以输出比其他传统显微镜成像技术更精确的图像。由于上述原因，[/font][/font][b][font=&][font=宋体]传统的[/font]“[font=宋体]慢扫描[/font]”[font=宋体]和[/font]“[font=宋体]快扫描[/font]”[font=宋体]技术提供的图像经常失真或模糊，因此[/font]ACCORD[font=宋体]对于亚纳米计量是必要的[/font][/font][/b][font=宋体]。[/font][font=&]ACCORD[font=宋体]程序处理单个捕获的帧，这些帧是在仪器能力允许的情况下以最快的速度拍摄的。然后，这些图像中的每一个都提供了一个窄的、时间上的快照，其中运动量是最小的[/font]([font=宋体]类似于高速帧捕捉[/font])[font=宋体]。[/font][/font][font=宋体]由于物理漂移导致每对帧之间的位移取决于漂移的时间常数，然后用互相关软件搜索该位移，以使适当的像素彼此对准[/font][font=&][font=宋体]。快速获取的帧通常非常嘈杂[/font]([font=宋体]但是在空间上对齐良好[/font])[font=宋体]。[/font][/font][font=&][color=#0000ff][font=宋体]对几个对齐的帧进行平均可以消除大部分噪声，但降噪算法也是[/font]ACCORD[font=宋体]技术的一部分，用于降低任何额外的噪声[/font][/color][/font][font=宋体]。[/font][font=&]ACCORD[font=宋体]属于[/font][/font][font=宋体]免费软件[/font][font=&][font=宋体]，可以从[/font]http://wiki.accord.cizmar.org/doku.php[font=宋体]下载[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=&]ACCORD[font=宋体]方法在[/font][/font][font=宋体]金标样[/font][font=&][font=宋体]上进行了实验测试，如图[/font] 8 [font=宋体]所示。像素停留时间设定为 [/font]100 [font=宋体]毫微秒。[/font]([font=宋体]帧频为每秒 [/font]1 [font=宋体]帧，这也是所使用仪器的最快设置）。采集到的单帧图像（图 [/font]8a[font=宋体]）噪声很大；只能看到最突出的特征（直径约 [/font]200 nm[font=宋体]）。对 [/font]10 [font=宋体]幅图像进行整合后（图 [/font]8b[font=宋体]），背景（直径约为 [/font]20 [font=宋体]纳米）中已经开始出现更多可见特征；晶粒的一些内部结构（大小约为 [/font]5-10 [font=宋体]纳米）也变得清晰可见。[/font]38 [font=宋体]个图框的组合（图 [/font]8c[font=宋体]）展示了传统图框叠加的结果。图 [/font]8 d [font=宋体]显示了同样 [/font]38 [font=宋体]幅图像的 [/font]ACCORD [font=宋体]校正组合，显示了更多细节[/font][/font][font=宋体]，[/font][font=宋体]晶粒的内部结构以及所有背景特征现在都清晰可见。[/font][font=&]8. ACCORD [font=宋体]在[/font][/font][font=宋体]金标样上[/font][font=&][font=宋体]的真实[/font] SEM [font=宋体]图像演示。所有图像的水平视场角均为 [/font]298 nm[font=宋体]：[/font]a[font=宋体]和[/font]b [font=宋体]是以[/font]100 ns[font=宋体]像素停留时间拍摄的典型单帧图像；[/font]c[font=宋体]是[/font]38[font=宋体]幅图像的传统叠加合成结果（[/font]d[font=宋体]）同样[/font]38[font=宋体]幅图像的[/font]ACCORD [font=宋体]校正合成结果。[/font][/font][font=&][font=宋体]与使用[/font] ACCORD [font=宋体]方法合成的图像相比，传统的平均图像由于残余振动或漂移的影响，清晰度明显降低（更加模糊），图像也更加失真。两幅图像的信噪比相似。最终图像在保留形状和尺寸的同时，噪点更低，细节更丰富。[/font][/font][b][font=宋体]漂移跟踪[/font][/b][font=&][font=宋体]。使用[/font] ACCORD [font=宋体]技术的一个积极结果是可以识别和记录帧间的位移量及其矢量。获得的位移矢量序列用于跟踪样品的位置。这些信息对于研究漂移的原因和解决方法非常有用。[/font][/font][font=&][font=宋体]在图[/font] 8 [font=宋体]所示的样品中，出现了大约 [/font]27 [font=宋体]纳米长的直线启动漂移，随后是周期性的圆形漂移[/font][/font][font=宋体]。这可能是由[/font][b][font=宋体]镜筒[/font][font=宋体]内部的温度变化引起的[/font][/b][font=宋体]。通常情况下，与控制良好的仪器的[/font][font=&][color=#0000ff][font=宋体]典型漂移相关的位移矢量序列小于[/font] 0.5 nm[font=宋体]，相当于约[/font]0.5[font=宋体]个像素[/font][/color][/font][font=宋体]。[/font][b][font=宋体][font=&]7 [/font]总结[/font][/b][font=&]ACCORD[font=宋体]技术可以成功补偿粒子束仪器的漂移和振动。[/font]ACCORD [font=宋体]属于[/font][/font][font=宋体]免费软件[/font][font=&][font=宋体]，是用[/font] C [font=宋体]语言编写的计算机程序。由于大多数现代粒子束仪器的硬件都足以支持 [/font]ACCORD[font=宋体]，因此[/font]C[font=宋体]语言具有快速融入[/font]SEM[font=宋体]管理软件。使用速度相当快的计算机，该程序能够进行实时处理。该算法可随时发布，因此适合在计算机集群、多核或多处理器环境（包括图形处理单元）中运行。该方法已在[/font]SEM[/font][font=宋体]图[/font][font=宋体]像上进行了验证，[/font][b][font=宋体]证明了其在真实形状成像和漂移[/font][font=宋体]研究[/font][font=宋体]应用中的可用性[/font][/b][font=宋体]。[/font][font=宋体]参考资料： [font=&]Postek M T ,András E. Vladár, Cizmar P .Does your SEM really tell the truth? How would you know? part 3: vibration and drift[C]//SPIE Scanning Microscopies.International Society for Optics and Photonics, 2014.DOI:10.1117/12.2195344.[/font][/font][font=宋体][font=&][size=14px]来源于[/size][size=14px]老千和他的朋友们[/size][size=14px]，作者[/size][size=14px]孙千[/size][/font][/font][img]http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/yv3RxdFmqa0ICfzo9wWpQclUcWLI1d6CqTncSay8t4pLPNDLubAUrJqIA5O3QvPWow1DAjJ8M0nrzKpBKCPx2Q/300?wx_fmt=png&wxfrom=19[/img][size=17px][color=var(--weui-FG-0)]半导体工程师[/color][/size]半导体经验分享，半导体成果交流，半导体信息发布。半导体行业动态，半导体从业者职业规划，芯片工程师成长历程。181篇原创内容

由于在电子显微镜镜筒中飞行的带电粒子束极易受到外界干扰，从而使得到的图像扭曲变形，所以无论透射电子显微镜还是扫描电子显微镜都对周围环境有较高的要求。磁场、震动、噪声以及电源等都可能会干扰带电粒子束的正常运动轨迹,影响电子显微镜的实验结果（但不会使电子显微镜本身受到损坏）。所以，一般认为可能对电子显微镜产生干扰的来源有磁场、震动、噪声、电源及地线这五个方面，通常要根据电子显微镜实际安装现场的具体情况采用各种方法来改进。不同厂家的电子显微镜对周围环境的要求是不同的。即使是同一厂家，但不同型号的电子显微镜对周围环境的要求也是不同的，没有统一标准。一般厂商都会在安装电子显微镜之前，对将要安装电子显微镜的场地进行专门检测。如果周围环境不能符合要求，则应该采取适当措施解决或改善。 尤其是在电子显微镜开启到高功率使用，放大倍数逐渐增大时，这种现象会更加明显，导致几百万价格的高端电子显微镜只能达到十几万的性能标准，造成极差的用户体验，对实验研究造成很大的影响。 2016年10月，南昌大学采购一台蔡司ZEISS sigma 300场发射扫描电镜，经蔡司工程师对环境进行测试后，结果显示振动超标。由于我公司也在南昌，并且和南昌大学有长期合作关系，所以先找到我们江西连胜科技有限公司，由我们来出振动解决方案，经我公司技术人员对sigma 300的振动要求进行研究，制定了如下方案：在电镜的底部使用我公司根据实地环境和sigma 300扫描电镜定制的VCM型主动隔振系统，可以对特定低频有一个较大的衰减，使振动速度的总有效值降低到0.004mm/s，远低于一般电镜的标准0.03mm/s。并且在2HZ时的衰减达到-20dB，即衰减90%以上；在10HZ时衰减达到-45db，即衰减99%以上。完全可以把超标的振动衰减到要求范围之内。用户即使在最大功率和最大放大倍数下使用电镜成像也毫无问题。安装完成后如下图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702171104_01_3097049_3.jpg 经过四个月的使用，近期回访，老师对我公司的VCM主动隔振系统非常满意，表示完美解决了振动问题，目前电镜使用完全不受振动影响。感觉比原先放在地下一层电镜室的环境还要好得多。多谢老师的使用和赞誉，也多些这些年使用我公司产品的客户对中国制造的支持。 下图为我公司主动隔振系统的传递率曲线图，供大家有个直观的了解。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702171114_01_3097049_3.png

压电变压器驱动电压低，体积小，质量轻，结构简单，无电池辐射等特点，但工作状态复杂，其振动特性影响它的特性，比如使用频率范围和转换效率等。压电变压器其实是电场和振动场耦合的谐振件，它在谐振时，器件会因多种因素（比如负载、环境、材料、输入电压）而发热、产生疲劳甚至破裂等问题。激光测振仪直接非接触地测得压电变压器在谐振状态下端点的振动位移、速度和加速度信号，便于更深入了解他的谐振状态，促进压电变压器的结构设计与优化。OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号，包括振动位移、速度和加速度。OptoMET数字型激光多普勒测振仪具有超高的光学灵敏度，并利用自行研发的超速数字信号处理技术（UltraDSP），不仅能快速测量简单系统的振动，也能测量极具挑战的系统，包括高频振动，远距离测试，微小振幅，高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术（UltraDSP）确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有出色的线性度，测试频带宽，最高可达10MHz。[img=,554,271]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903281454403195_8750_3859729_3.jpg!w554x271.jpg[/img]OptoMET单点激光测振仪有3个系列：分别是Vector、Nova、Dual Fiber系列：Vector系列氦氖激光测振仪是通用性激光测振仪，适用与大多数非接触式振动测量应用场合。该系列激光测振仪特别适用于反射性表面或水中的测试，以及需要激光光斑尽可能小的应用场合。Nova系列激光测振仪采用不可见的短波红外激光（1550nm）,这种激光束的输出功率超过传统红色氦氖激光10倍，但激光安全等级仍然是人眼安全的激光等级（Class I）。短波红外激光入射功率大，Nova系列红外激光测振仪适用于粗糙表面和低反射率表面的振动测量，长距离振动测量和高频振动测量。选用不同的光学镜头，包括一款准直镜头，Nova系列红外激光测振仪的工作距离覆盖0mm到300m。Dual Fiber双光纤短波红外激光测振系统包括一套短波红外激光测振仪和一套柔性光纤镜头，物镜包括准直镜头和聚焦镜头两种。这套激光测振仪内置了稳定的短波红外激光，在任何被测物表面的测量信号都有非常高的信噪比。多个光纤镜头可通过一个光纤开关连接至测振仪，因此，可以同时传输多个通道（2,4,8,16……），光纤开关带有电气接口（以太网、USB、TTL……），可以由 PC 远程控制。文章来源嘉兆科技官网来源网址：http://www.tnm-corad.com.cn/news/Show-5612.html

环境试验中的振动试验是指在实验室内模拟真实振动环境的效应。振动试验的设备为振动实验台。它的振动试验是在振动台上采用不同的输入信号激励样品。试验方法按输入信号的特性分类。　　常见的振动实验台的试验方法有正弦和随机振动，两者变现的是不同的物理过程。下面是关于振动实验台的正弦振动试验解读：　　1,正弦振动试验使用变化或固定频率和幅值的正弦信号。在每一瞬时仅施加一个频率。试验条件包括频率范围(频带)或固定频率,振幅和试验持续时间。　　2,真实环境中正弦振动很少以单一频率的振动形式独立出现。即使在旋转的机械上直接测量加速度时也是这样。如齿轮和轴承，实际存在的公差和间隙，通常导致在频率上有微小的变化。旋转机械的随机特性也会产生某种形式的随机振动。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/03/201603211446_587696_3081755_3.jpg　　3,在进行正弦扫频试验过程中，该方法通常用来确定出现失效的时刻，因为这个失效很可能是和特定频率密切相关的，而用随机振动试验方法这种相关效果不是很明显。当然，相对于随机试验方法，正弦试验方法通常需要用更长的时间激发出失效，这是因为在每次扫频过程中，在每个共振点上只作用很短的时间。尽管在任一时刻只施加一个频率，如果扫频速率足够慢，确实可以使得样品的特定共振峰达到最大。也可用来发现潜在的破坏性共振点，尤其是在设计和研制试验中。　　4,正弦振动可以描述为确定性运动，遵循确定的规律，完全可以从过去的状态来确定未来任意指定时间的状态。　　5,正弦振动试验的另一个用途是在以下频率上的驻留试验：　　a,样品的谐振频率。　　b,已知的强迫频率。

振动试验机是模拟产品在于制造，组装运输及使用执行阶段中所遭遇的各种环境，用以鉴定产品是否忍受环境振动的能力，适用于电子、机电、光电、汽机车、玩具……等各行各业的研究、开发、品管、制造。[align=center][img=振动试验机,500,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707181130_01_2936678_3.jpg[/img][/align][b]振动试验台使用方法[/b]1、将机台置于平整之地面，防振胶垫应落实而不会出现前后、左右晃动，将机台电源接牢。机器电机为两 相电机，请与供电电源接牢；2、打开机器电源开关，将试验所需时间设定好：HMS依次为H小时、M分钟、S秒；表盘上‘+、—’，依序 将数字1-9拔到所需档；3、调动高速旋扭相应转速在显示表上显示，目视机台运行转正常，将转速调低，关掉电源；4、将试件置于工作台面，移动活动围栏将试件固定于台面中心位；5、打开机台电源，重启机台，调整相应转速，待试验时间到达设定时间后，停机检验试件；6、如需按ISTA-IA国际运输标准做测试，则需用随机附带之标配块置于试件（被测包装件）下部，当机台运行速度达到300rpm时，用手将标准块从试件一侧顺利地推过试件底部；

[font=宋体]电机轴承温度及振动监测装置数据采集装置[/font][font=宋体][/font][color=#000099][b]广众科技赵云燕 13383868413[/b][/color][font=宋体][color=red]广众KZB-PC电机主要轴承温度及振动监测装置安装的必要性：[/color][/font][font=宋体]年底了，老铁们。该装的设备您考虑好了吗？[img=,500,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111161403543738_5520_5438274_3.jpg!w500x500.jpg[/img][img=,500,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111161403582829_6673_5438274_3.jpg!w500x500.jpg[/img][img=,500,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111161404013553_9032_5438274_3.jpg!w500x500.jpg[/img][/font][font=宋体]这款设备是我们很牛B的一款设备，它的适用对象范围广，监测数据准确，可选择远程监控及手机端APP查收功能。唉它的功能呀，不得了啊。[/font][font=宋体]业内人士都清楚，像我们国家的金属矿，有色金属矿，煤矿及非煤矿的数目不是一般的多，他们的生产上都要用到机电设备，因为现在安全问题是重中之重，要保正常生产，要保一线工作人员安全，要保出货质量。因此看来对这些生产设备进行实时监测是有必要的，也是刚需呀。[/font][font=宋体][color=red]产品源头厂家：[/color][/font][font=宋体]郑州广众是集市场调研，研发，生产，检验，销售，服务为一体的综合型企业，虽然我们阵势不大，但我们的保家卫国护人的心是真诚的。[/font][font=宋体][color=red]KZB-PC[/color][/font][font=宋体][color=red]电机温度振动监测装置功能：[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f][/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　1. 电机振动监测，采用高灵敏度振动传感器实时监测振动量[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　2. 电机轴承温度监测，采用贴片式传感器实时监测轴承温度[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　3. 优化的测温算法，准确快速计算温升[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　4. 温升超过设定值自动报警[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　5. 本地声光报警及远程报警功能[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　6. RS485远程数据接口，可连接上位机电脑系统集群监测多台电机[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#3f3f3f]　　7. 可选配物联网功能，实时上传到手机端查看[/color][/font][font=宋体][color=red] [/color][/font]

振动样品磁强计实验讲义　　振动样品磁强计　　振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)是测量材料磁性的重要手段之一，广泛应用于各种铁磁、亚铁磁、反铁磁、顺磁和抗磁材料的磁特性研究中，它包括对稀土永磁材料、铁氧体材料、非晶和准晶材料、超导材料、合金、化合物及生物蛋白质的磁性研究等等。它可测量磁性材料的基本磁性能，如磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，热磁曲线等，得到相应的各种磁学参数，如饱和磁化强度Ms，剩余磁化强度，矫顽力Hc，最大磁能积，居里温度，磁导率(包括初始磁导率)等，对粉末、颗粒、薄膜、液体、块状等磁性材料样品均可测量。　　一、实验目的　　1、了解磁性材料的分类和基本磁学参数。　　2、了解振动样品磁强计的工作原理和仪器组成结构。　　3、测量两种材料样品的磁滞回线，计算相关的磁学参数。　　二、VSM的仪器结构与工作原理　　1、VSM的仪器结构　　振动样品磁强计主要由电磁铁系统、样品强迫振动系统和信号检测系统组成。图1、图2所示的为两种类型的VSM原理结构示意图，两者的区别仅在于：①前者为空芯线圈(磁场线圈)在扫描电源的激励下产生磁场H，后者则是由电磁铁和扫描电源产生磁场H。因此，前者为弱场而后者为强场。②前者的磁场H正比于激磁电流I，故其H的度量将由取样电阻R上的电压标注，而后者由于H和I的非线性关系，H必须用高斯计直接测量。　　振动系统：为使样品能在磁场中做等幅强迫振动，需要有振动系统推动。系统应保证频率与振幅稳定。显然适当的提高频率和增大振幅对获取信号有利，但为防止在样品中出现涡流效应和样品过分位移，频率和幅值多数设计在200Hz和1mm以下。低频小幅振动一般采用两种方式产生：一种是用马达带动机械结构传动;另一种是采用扬声器结构用电信号推动。前者带动负载能力强并且容易保证振幅和频率稳定，后者结构轻便，改变频率和幅值容易，外控方便，受控后也可以保证振幅和频率稳定。　　因为仪器应仅探测由样品磁性产生的单一固定的频率信号，与这频率不同的信号可由选频放大器和锁相放大器消除。一切因素产生的相同频率的伪信号必须设法消除，这是提高仪器的灵敏度重要关键。因为振动头是一个强信号源，且频率与探测信号频率一致，故探头与探测线圈要保持较远距离用振动杆传递振动，又在振动头上加屏蔽罩，防止产生感应信号。为了确保测量精度避免振动杆的横向振动，在振动管外面加黄铜保护管，其间位于中部和下部用聚四氟乙烯垫圈支撑，既消除了横振动又不影响振动效果。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108090952_309249_2961690_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108090952_309250_2961690_3.jpg　　探测系统：在测量过程中，希望探测线圈能有较大的信噪比，同时要求样品在重复测量中取放位置的偏差在一定空间内不影响输出信号大小。前者能够提供测量必要的灵敏度，后者则是保证测量精度和重复性的重要条件。因此探测线圈形状和尺寸的选择是震动样品磁强计的重要关键之一。由后面的公式(5)可以看出，信号的电动势为线圈到样品间距离r的灵敏圈数。因此减小距离r，增强样品与线圈的耦合，将会使灵敏度大为提高。但是随着距离的减小，样品所在位置的偏差对信号影响就会越大，对样品取放位置的重复性要求就会更加苛刻。可以使用成对的线圈对称的放置在样品两边是这种情况得到改善。在(5)式中，将X用-X代入，信号将改变符号，这说明同样线圈在样品两边对称位置其输出信号相等，相位相反。因此在实用中制成成对的线圈彼此串联反接，对称地放置在样品两边，这样不仅可以保证在每对线圈中由样品偶极子振动产生的信号彼此相加，而且它对位置尚有相互补偿的作用，使信号对位置的偏移变得不敏感了。探测线圈这样串联反接的结果还可使来自磁化场的波动和来自其它空间的干扰信号互相抵消，因而改善了抗干扰的能力。　　2、VSM的工作原理　　物质，按其磁性来分类，大体可有下述五种，即：　　①、顺磁性——这类物质具有相互独立的磁矩，在没有外磁场作用下相互杂乱取向，故不显示宏观的磁性;而在外场作用下，原来相互独立杂乱分布的磁矩将在一定程度上沿磁场取向，使此种物质表现出相应的宏观磁性;磁场越强则宏观磁性越强，而当外磁场去除后，其宏观磁性即消失。如用χ表示磁化率、H为磁化场、M为单位体积的磁矩，则M=χH;χ的数值约在10-3～10-5量级。　　②、逆磁(抗磁)性——此类物质无固有磁矩，但是在外磁场的作用下产生的感应磁性M= -χH,即M和H相反取向，故而得名。χ非常小，约10-4～10-6量级。磁化场消失则宏观磁性亦随之消失。　　③、反铁磁性——此类物质内具有两种大小相等而反向取向的磁矩，故而合成磁矩为零，使物质无宏观磁性。　　④、亚铁磁性——此类物质内存在两种大小不等但反向耦合在一起的磁矩，故而相互不能完全抵消，使该类物质表现出强磁特性，其宏观磁性与磁化场成复杂关系。　　⑤、铁磁性——此类物质内的磁矩均可相互平行耦合在一起因而表现出强磁特性，如亚铁磁性一样，宏观磁性与磁化场呈现非常复杂的关系。　　人们通常将前三类称为弱磁性、后两类为强磁性。强磁性物质在人类社会中起到不可或缺的作用，如电力部门、信息产业部门、航空航天领域等。但是，随着人类社会的进步，对材料的诸多性能，包括磁性，都提出了更多更新的要求，这就促使人们不断地去对相关性能进行研究、探讨和改进。要这样做，就必须有可信赖的物性检测设备。VSM就是这种公认的专门检测各类物质(材料)内禀磁特性的设备，如磁化强度Ms(σs)、居里温度Tf、矫顽力mHc、剩磁Mr等。而在预知样品在测量方向的退磁因子N后，尚可间接得出其他的有关技术磁参量，如：Bs、BHc、(BH)max等;另可根据回线的特点而判断被测样品的磁属性。由于其操作简单、运行费用低(除超导类型外)、坚固耐用、检测灵敏度高等特点，被广泛用于相关的工矿企业、大专院校及研究机构中，成为材料的磁性研究、质检把关等方面不可缺少的关键设备。利用这种设备，可测量诸如粉料、块材及各种纳米级材料、各种复合型材料的顺磁性、抗磁性及亚铁磁和铁磁性的相关磁特征，为检测和研究这些材料提供可靠的实验数据。　　当振荡器的功率输出馈给振动头驱动线圈时，该振动头即可使固定在其驱动线圈上的振动杆以ω的频率驱动作等幅振动，从而带动处于磁化场H中的被测样品作同样的振动;这样，被磁化了的样品在空间所产生的偶极场将相对于不动的检测线圈作同样振动，从而导致检测线圈内产生频率为ω的感应电压;而振荡器的电压输出则反馈给锁相放大器作为参考信号;将上述频率为ω的感应电压馈送到处于正常工作状态的锁相放大器后(所谓正常工作，即锁相放大器的被测信号与其参考信号同频率、同相位)，经放大及相位检测而输出一个正比于被测样品总磁矩的直流电压VJout,，与此相对应的有一个正比于磁化场H的直流电压VHout(即取样电阻上的电压或高斯计的输出电压)，将此两相互对应的电压图示化，即可得到被测样品的磁滞回线(或磁化曲线)。如预知被测样品的体积或质量、密度等物理量即可得出被测样品的诸多内禀磁特性。如能知道样品的退磁因子N，则非但可由上述实测曲线求出物质(材料)的磁感B和内磁化场Hi的技术磁滞(磁化)曲线，而且可由此求出诸多技术磁参数如Br、Hc、(BH)max等。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108090954_309251_2961690_3.jpg　　为简单起见，我们取一个直角坐标系，如图3所示。并假定样品S位于原点且沿z 向作简谐振动，a=a0 cosωt, a0为振幅、ω为振动频率。磁化场H沿 向施加，并假设在距s为r远处放置一个圈数为N其轴为z向的检测线圈，其第n圈的截面积为Sn(注意：Sn≠Sm、即任意两圈的截面积是不等的)。如果样品S的几何尺度较r而言非常之小，即从检测线圈所在的空间看样品S，可将其视为磁偶极子，此时，据偶极场公式：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108090954_309252_2961690_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108090955_309253_2961690_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108090956_309254_2961690_3.jpg　　3. 振动样品磁强计的系统组成　　本实验仪器是由南京大学仪器厂生产的振动样品磁强计，其中LH-3型VSM的磁场线圈由扫描电源激磁，可产生Hmax=±400Оe的磁化场，其扫描速度和幅度均可自由调节。磁化场的大小和方向是用激磁电流取样值加以标度，以保证磁场测量更准确。扫描电流输出的激磁电流，其大小、方向等均由相关电压控制，无任何机械部件，故可实现磁化场的平滑过零功能。检测线圈采用全封闭型四线圈无净差式，具有较强的抑制噪音能力和大的有效输出信号，保证了整机的高

原文来源：振动试验机的三个发展方向 　　振动测试的目的无非是在于实验中做一连串可控制的振动模拟，而试验的产品在使用的期限中，能不能承受运送或振动环境因素的考验，确定产品设计和功能的要求标准，接下来林频小编介绍它的发展方向。[align=center][img=,348,348]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708140849_01_1037_3.jpg[/img][/align]　　方向一：信息技术[b]振动试验机[/b]仪器：主要发展振动试验机仪器软件化智能化技术、总线式自动测试技术、综合自动化测试系统、新型元器件测量技术及测试仪器、在线测试技术、信息产业产品测试技术、多媒体测量技术以及相应测试仪器等　　方向二：科学测试振动试验机：重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他实验机、实验室仪器等新产品。　　方向三： 振动试验机元器件：“十五”及2010年以前，尽快的开发出一批适销对路且市场效果好的产品。