With the development of micro syste

With the development of micro systems in recent years, the demands for ultraprecision measurement
become more important in the field of dimensional metrology. In this paper, a tactile probing system
based on capacitive sensor for precision metrology is presented. The capacitive sensor is fabricated by
MEMS technique, and a commercial micro-probe and the capacitive sensor are integrated together to
constitute the initial probing system. The signal processing circuit is designed to be based on AD7747
chip which is substantially a high resolution, - capacitance-to-digital converter (CDC). Then the experiment
set-up is configured and experimental results indicate that when a 0.3 mm probing head is used,
the probing system has a resolution of better than 10 nm along axial direction and better than 25 nm
along radial direction. With the low residual nonlinear error, the proposed system can therefore be used
for submicron measurement of small structures with dimension larger than 0.3 mm and depth down
to 2.3 mm.
© 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
1. Introduction
The increasing demands of micro systems in industry for
ultraprecision measurement has led to the development of the
field of micro and nano dimensional metrology [1–3]. Many measurements
can be performed on coordinate measuring machines
(CMMs) with micro-probes that can access the narrow channels
on workpiece [4,5]. In general, CMM contains a high accuracy
probing system composed of a specific micro-probe and a focus
sensor [6–8]. According to different sensors in probing system,
the methods of probing to achieve high accuracy are diverse,
such as piezoresistive, capacitive, optical and inductive [9–11].
Various institutes have developed prototype micro-probes with
high precision, the typical research work is as follows.
The probe by the Physikalisch-Technische Bundesanstalt
(PTB) consists of a membrane with integrated piezoresistive strain
gauges, a stylus with probe tip is attached to the center of the membrane
using epoxy adhesive. The strain gauges are used to detect
deformations of the membrane and can thus be used to measure a
displacement of the probe tip. However, a membrane suspension
is overdetermined, which may result in internal stresses when
∗ Corresponding

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มีการพัฒนาระบบไมโครในปีที่ผ่านมา ความต้องการสำหรับการประเมิน ultraprecisionเป็นสิ่งที่สำคัญในด้านการมาตรวิทยามิติ ในเอกสารนี้ ระบบ probing เพราะตามเซ็นเซอร์ควบคุมสำหรับแสดงมาตรวิทยาความแม่นยำ เซ็นเซอร์ควบคุมหลังสร้างโดยMEMS เทคนิค และแบบไมโครโพรบเชิงพาณิชย์ และเซ็นเซอร์ควบคุมรวมกันไปถือเป็นการเริ่มต้นระบบ probing วงจรประมวลผลสัญญาณถูกออกแบบมาตาม AD7747ชิพซึ่งเป็นความละเอียดสูง มาก-แปลงค่าความจุแบบดิจิตอล (CDC) จากนั้นทดลองตั้งค่าคอนฟิกการตั้งค่า และผลการทดลองบ่งชี้ว่า เมื่อใช้ mm 0.3 ที่อาศัยหัวระบบ probing มีของดีกว่า 10 nm ตามทิศทางตามแนวแกน และกว่า 25 nmตามทิศทางรัศมี ต่ำเหลือไม่เชิงเส้นข้อผิดพลาด การเสนอดังนั้นสามารถใช้ระบบสำหรับวัดระดับซับไมครอนโครงสร้างขนาดเล็กกับขนาดใหญ่กว่า 0.3 มม.และลึกลงการ 2.3 มม.© 2013 Elsevier b.v สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด1. บทนำความต้องการเพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมสำหรับระบบขนาดเล็กวัด ultraprecision ได้นำไปสู่การพัฒนาฟิลด์ของไมโครและนาโนมิติมาตรวิทยา [1-3] หลายวัดสามารถดำเนินการบนเครื่องวัดพิกัด(CMMs) ด้วยไมโครคลิปปากตะเข้ที่สามารถเข้าถึงช่องแคบบนเทคโนโลยี [4,5] ทั่วไป CMM ประกอบด้วยความแม่นยำสูงโดยอาศัยระบบประกอบด้วยการไมโครโพรบเฉพาะและเน้นเซนเซอร์ [6-8] ตามเซนเซอร์ต่าง ๆ ในระบบ การตรวจสอบพื้นวิธีการตรวจสอบพื้นให้มีความแม่นยำสูงหลากหลายเช่น piezoresistive ควบคุม ออปติคัล และเหนี่ยว [9-11]สถาบันต่าง ๆ มีพัฒนาต้นแบบไมโครคลิปปากตะเข้ด้วยความแม่นยำสูง งานวิจัยโดยทั่วไปมีดังนี้โพรบ โดย Bundesanstalt Physikalisch Technische(PTB) ประกอบด้วยเยื่อด้วยต้องใช้ piezoresistive รวมมาตรวัด สไตลัสกับโพรบคำแนะนำอยู่ตัวของเยื่อใช้กาวอีพ๊อกซี่ ใช้มาตรวัดต้องใช้การตรวจสอบdeformations ของเมมเบรน และดังนั้นจึงสามารถใช้วัดความปริมาณกระบอกสูบปลายโพรบ อย่างไรก็ตาม ระงับเมมเบรนเป็น overdetermined ซึ่งอาจส่งผลให้ภายในเน้นเมื่อ∗สอดคล้อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กับการพัฒนาของระบบไมโครในปีที่ผ่านมาความต้องการสำหรับการวัด ultraprecision
กลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นในด้านมาตรวิทยามิติ ในบทความนี้ระบบสัมผัสละเอียด
ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ capacitive สำหรับมาตรวิทยาแม่นยำจะนำเสนอ เซ็นเซอร์ capacitive ถูกประดิษฐ์โดย
เทคนิค MEMS และสอบสวนในเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กและเซ็นเซอร์ capacitive มีการบูรณาการร่วมกันเพื่อ
เป็นระบบละเอียดเบื้องต้น วงจรประมวลผลสัญญาณได้รับการออกแบบให้เป็นไปตาม AD7747
ชิปซึ่งเป็นอย่างมากความละเอียดสูง? -? ความจุเป็นดิจิตอลแปลง (CDC) จากนั้นทดสอบ
การตั้งค่าการกำหนดค่าและผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อ 0.3 มมแหย่หัวจะใช้
ระบบการพิสูจน์มีความละเอียดดีกว่า 10 นาโนเมตรตามทิศทางตามแนวแกนและดีขึ้นกว่า 25 นาโนเมตร
ตามทิศทางรัศมี ด้วยข้อผิดพลาดเชิงเส้นต่ำที่เหลือระบบที่นำเสนอจึงสามารถนำมาใช้
สำหรับการวัด submicron ของโครงสร้างขนาดเล็กที่มีมิติที่มีขนาดใหญ่กว่า 0.3 มิลลิเมตรและความลึกลง
ไป 2.3 มม.
© 2013 Elsevier BV สงวนลิขสิทธิ์.
1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยว
กับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของระบบไมโครในอุตสาหกรรมสำหรับ
การวัด ultraprecision ได้นำไปสู่การพัฒนาของ
เขตของไมโครและนาโนมาตรวิทยามิติ [1-3] วัดหลายคน
สามารถดำเนินการในการประสานงานเครื่องวัด
(CMMs) กับโพรบขนาดเล็กที่สามารถเข้าถึงช่องทางแคบ ๆ
บนชิ้นงาน [4,5] โดยทั่วไป CMM มีความแม่นยำสูง
ละเอียดระบบประกอบด้วยไมโครสอบสวนที่เฉพาะเจาะจงและมุ่งเน้นการ
เซ็นเซอร์ [6-8] ตามเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันในการแหย่ระบบ
วิธีการพิสูจน์เพื่อให้บรรลุความแม่นยำสูงมีความหลากหลาย
เช่น piezoresistive, capacitive, แสงและอุปนัย [9-11].
สถาบันต่างๆได้มีการพัฒนายานสำรวจไมโครต้นแบบที่มี
ความแม่นยำสูง, งานวิจัยทั่วไป มีดังนี้.
สอบสวนโดย Physikalisch-Technische Bundesanstalt
(PTB) ประกอบด้วยเมมเบรนที่มีความเครียด piezoresistive แบบบูรณาการ
วัด, สไตลัสที่มีปลายหัววัดอยู่ติดกับศูนย์กลางของเมมเบรน
โดยใช้กาวอีพ็อกซี่ สเตรนเกจที่ใช้ในการตรวจสอบ
รูปร่างของเมมเบรนและทำให้สามารถใช้ในการวัด
การเคลื่อนที่ของปลายสอบสวน อย่างไรก็ตามการระงับเมมเบรน
เป็นกำหนดมากเกินไปซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเครียดภายในเมื่อ
* ที่สอดคล้องกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

กับการพัฒนาระบบไมโครในปีที่ผ่านมาความต้องการ
วัด ultraprecision กลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นในด้านมาตรวิทยามิติ ในกระดาษนี้ สัมผัสละเอียดระบบเซ็นเซอร์ capacitive
ตามแม่นยํามาตรวิทยาคือแสดง เซ็นเซอร์ capacitive ถูกประดิษฐ์โดย
MEMS เทคนิคและโพรบไมโครพาณิชย์และเซ็นเซอร์ capacitive จะรวมเข้าด้วยกันเป็นครั้งแรก

ละเอียดระบบ การประมวลผลสัญญาณวงจรถูกออกแบบมาเพื่อใช้เป็น ad7747
ชิซึ่งเป็น อย่างมาก ความละเอียดสูง  -  ความจุดิจิตอลแปลง ( CDC ) แล้วการทดลอง
การถูกปรับและผลการทดลองพบว่า เมื่อแหย่หัว 0.3 มม. ใช้
การเจาะระบบ มีความละเอียดมากกว่า 10 nm ตามแนวแกนทิศทางกว่า 25 nm
ในแนวรัศมี กับต่ำที่เหลือค่าข้อผิดพลาด ระบบนี้จึงสามารถใช้สำหรับการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างขนาดเล็ก
การวัดมิติขนาดใหญ่กว่า 0.3 มม. ความลึกลง
2.3 mm .
สงวนลิขสิทธิ์ 2013 สามารถนำเสนอสงวนลิขสิทธิ์ .
1 บทนำ
ความต้องการที่เพิ่มขึ้นของระบบไมโครในอุตสาหกรรมการวัด
ultraprecision ได้นำไปสู่การพัฒนาของไมโครและนาโน
ด้านมาตรวิทยาด้านมิติ [ 1 - 1 ] หลายวัด

สามารถดําเนินการในวัดเครื่องจักรประสานงาน ( เพลง ) กับฟิวส์ขนาดเล็กที่สามารถเข้าถึงช่องทางแคบ
บนชิ้นงาน [ 4 , 5 ] ในทั่วไป , CMM ประกอบด้วย
ความถูกต้องสูงการตรวจสอบระบบที่ประกอบด้วยไมโครที่เฉพาะเจาะจงและเซ็นเซอร์โฟกัส
[ 6 – 8 ] ตามเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันในการระบบ
วิธีการละเอียดเพื่อให้เกิดความถูกต้องสูง ได้หลากหลาย เช่น Piezoresistive
, Capacitive แสงและอุปนัย [ 9 – 11 ] .
สถาบันต่าง ๆได้พัฒนาต้นแบบโพรบไมโครกับ
ความเที่ยงตรงสูง งานวิจัยโดยทั่วไป มีดังนี้
การสอบสวนโดย physikalisch technische bundesanstalt
( PTB ) ประกอบด้วยเยื่อกับ Piezoresistive เมื่อย
มาตรวัดแบบบูรณาการ , สไตลัสกับโพรบปลายติดกับศูนย์ของเยื่อ
ใช้กาวอีพอกซี ความเครียดมาตรวัดที่ใช้ในการตรวจสอบ
รูปของเยื่อและดังนั้นจึงสามารถใช้ในการวัด
+ หัวทิป อย่างไรก็ตาม การ overdetermined
เป็นเมมเบรน ,ซึ่งอาจส่งผลให้ความเค้นภายในเมื่อ
∗สอดคล้องกัน