直线电机和步进电机显微镜载物台的特点和区别

发布时间:2024-05-01 08:55:55   来源:博亿堂娱乐官方网站

  采用直流步进电机或直流伺服电机的电动显微镜载物台占全球用于光子学应用的大部分显微镜电动平台(电动显微镜平台)。在大多数应用中选择哪一种载物台的决定原因,并不是看哪一种类型可以工作而另一种不能工作,而是要确定哪种类型为您的应用带来最大的优势,包括考虑他的速度、准确性、集成工作量或成本方面。下文将通过几个方面对电动显微镜载物台和直线电动显微镜载物台进行评价以及比较。

  首先明确一下名词概念,本文的直流步进电机也叫步进马达,采用滚珠螺杆。直线电机也叫直流电机或直流伺服电机,采用普通螺杆,必须配编码器,精度更高,速度更快,可达300mm/s。

  使用直流步进电机,步进马达的电动显微镜载物台,通过一系列电脉冲使电机产生旋转运动从而精确地移动。与直线电动显微镜载物台不同,电动显微镜载物台不会通过施加一个已知的电压而连续运动,而是必须连续脉冲,以产生恒定的运动。大多数步进电机分为三类:混合型、永磁型和可变磁阻型,其中混合型步进电机级占工业应用中的大多数级。滚珠螺杆60mm/s,1mm, 2mm

  -直流步进电动显微镜载物台在空闲时具有运动阻力(保持扭矩),这在延时成像等多种应用中很有帮助。

  -直流步进电机显微镜载物台具有微米级的重复性,在某些情况下可以是亚微米级。

  需要微米到亚微米级可重复性,以及价格上的优势的用户都能够选择直流步进电机显微镜载物台,PriorScientific的OptiScan系列步进电动显微镜载物台是具有经济意识的用户的理想选择,具有用于常规扫描和成像应用的各种微米级精密平台。对需要更高精度和更高速度的应用,Prior提供ProScan系列步进电机平台。以前的ProScan平台具有亚微米级的可重复性(低至200纳米),并且若需要闭环控制,可选的线性光学编码器。ProScan载物台的行程超过300毫米,可兼容从载玻片到大型半导体晶片的样品。

  与可选线性标尺配对时,Prior ProScan H117和H101载物台的平均重复性为200纳米的多位置延时成像。薄膜计量与半导体晶圆检测。

  这种电动显微镜载物台的主要组成部分是直线电机(HLD),直流伺服电机,控制电子元件和用于监测电机位置的位置反馈编码器。 旋转级的电动显微镜载物台在设计上与它们的步进电机表亲非常相似。 每个轴都有旋转或线性编码器,线性编码器直接测量平台轴的行程,因此提供最好的精度。 另一方面,线性电动显微镜载物台利用线性磁铁轨道,并有一个激振器(线圈)沿磁铁轨道移动,提供平稳、高力的平移,而不需要物理运动,如滚珠丝杠、齿轮齿条或皮带传动。根据自身的需求吸收更多电流提供高加速率,并允许电动显微镜载物台在0至100%速度范围内保持额定扭矩。 直流电动显微镜载物台不断监测编码器输出,因此能调整电机位置,以保持位置,移动到一个新的位置或以已知速度行驶。电动显微镜载物台在Prior的产品中评价虽然不是最高的,但是也属于高评分高性能产品。该产品精度最高,但必须配编码器:普通螺杆,速度快300mm/s,精度更高,速度更快

  -负载变化会影响到直流伺服电机显微镜载物台,对多用系统造成潜在的调整问题。

  在速度、加速度和速度控制的优势超过增加的成本的应用中,在大多数情况下要考虑选择直流伺服电机显微镜载物台。直流伺服电机显微镜载物台非常适合于需要平滑稳定速度控制的应用,因为平台板轴承是系统中唯一的摩擦。Prior Scientific的ProScan直流伺服电机显微镜载物台HLD117载物台具有TTLI/O触发功能,以极佳的运动平滑度提供恒速运动,使图像与成像软件完美同步。

  -恒速成像,线性电动显微镜平台在此应用中最佳,Prior Scientific的HLD117平台以低至每秒1微米的速度提供平滑扫描。

  -高精度激光蚀刻或激光组织去除应用,需要平滑运动以防止意外烧伤区域或不完整切割。

  当涉及到价格和操作性时,直流步进显微镜载物台比直流伺服电机载物台有明显的优势。当低速度纹波是您应用的关键性能指标时,直流伺服电机载物台的性能最好。 当选择不明确时,两种技术都能发挥高水平,但用户要评估步进和伺服平台之间有时的细微差别,如保持扭矩、直流伺服电机载物台的闭环选项和处理差异很大的样品的能力,以便做出有利于一种技术的选择。