Сулаберидзе В.Ш., Юлиш В.И. Физические основы измерений. Часть 2. Эталоны и первичные преобразователи физических величин
Подождите немного. Документ загружается.
32
Рис.4.2. Функции изменения погрешности во времени: а) – линейная; б, в) – экспо-
ненциальные
D
пр
D
исх
0
t
1
t
2
t
3
t
4
0
t
1
t
2
t
3
t
4
0
t
1
t
2
t
3
t
4
a) б) в)
Рис.4.3. Логистическая модель изменения погрешности
t
mid
t
D
D
0
w
33
10
-
1
10
0
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
нм
разрешение в плоскости
нм
10
5
10
3
10
1
10
0
10
-1
разрешение по вертикали
2
3
6
7
4
5
1
Рис.5.2. Пространственное разрешение в различных микроскопах: 1 – просвечи-
вающий электронный; 2 – растровый электронный; 3 –
сканирующий туннельный;
4 - фазоконтрастный; 5 – оптический высокого разрешения; 6 – ионный микропро-
ектор; 7 – электронный микропроектор
1960 1970 1980 1990 2000 2010
2020 год
М
10
0
10
-2
10
-4
10
-6
10
-8
10
-10
10
-12
10
-14
микроэлектроника
микротехника и
наноэлектроника
Радиус ядра (длина волны Де Бройля)
Длина волны электрона (10 кВ) и жесткого рентгеновского излучения
Радиус атома
Длина волны видимого света
Длина волны мягкого рентгеновского излучения и экстремального ультрафиолета
Рис. 5.1. Эволюция масштабов: механизмы и их детали (длинный пунктир),
датчики и их элементы (короткий пунктир), требуемая точность (точки)
1 мкм
1 нм
34
SiO
2
толщина 200 нм
Si p
++
Рис.5.3. Структура транзистора на основе углеродных нанотрубок
пучок УН, толщина 10 нм
электроды,
Au
∆
f
f
б
)
ПЧД
линза
клин
отраженный свет
световод
световод
падающий свет
воздействие
дневной свет
датчик
светоделитель
в)
Рис. 5.4. Преобразователь малых перемещений Фабри-Перо: а) – схема резонатора Фабри-
Перо;
б) – частотная характеристика выходящего света; в) – датчик Фабри-Перо с оптоволоконным
световодом и кремниевым позиционно чувствительным детектором (ПЧД); г) – схема ПЧД
кр
емний
х
р
-
слой
В
n
-
слой
А
С
свет
г)
l
выходящий свет
зеркало
зеркало
а
)
УБ
У
СИД
ПЧД
х
корпус
Рис. 5.5. Схема датчика перемещений: СИД – светоизлучающий
диод; ПЧД –позиционно чувствительный детектор; УБ - управ-
ляющий блок; У - усилитель
35
F
оптоволокно
Рис. 5.9. Схема оптоволоконного преобразователя силы
F
оптоволоконный световод
конус света
Рис. 5.7. Схема оптоволоконного датчика малых перемещений
стекло
зеркала ин-
терферометра
Фабри
-
Перо
диафрагма
от СИД к ПЧД
Si
P
Рис. 5.6. Преобразователь давления на основе резонатора Фабри-Перо
СИД – светоизлучающий диод ПЧД – позиционно чувствительный детектор
разветвитель
оптоволоконный световод
рабочая среда
датчик
SiO
2
Si
FeCr
А
l
Рис. 5.8. Схема интерференционного датчика температуры
36
Рис. 5.10 Схема теплового преобразователя расхода газа
Упругая балка
(250Х130Х2) мкм
Холодный спай
Горячий спай
Q
G
Si
Рис. 5.11. Схема емкостного преобразователя микрорасхода
конденсатор
стекло
мембрана
Р
1
Р
2
Р
++
Si