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計測機器

- 振動計
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振動計

計測機器

振動計

MEMSをはじめとした高精度の機械部品や微小電気機械の性能には、振動の測定が重要な役割を果たします。
一般的な振動計は、ガルバノミラーを使用して、顕微鏡の対物レンズを通して可視範囲の波長のレーザビームをスキャンします。
この方式では横方向の解像度が高くなりますが、顕微鏡の対物レンズの視野は解像度の逆数に比例するため、測定エリア(視野)は制限されてしまいます。
MEMSに代表されるアプリケーションでは、数ミリメートルのサイズの対象物を高解像度で一度に測定することが求められ、加えてパッケージ化されているような対象物を測定することが求められています。
SmarAct社は、PICOSCALEレーザ変位計を応用し、様々な測定対象物の動的特性を測定するレーザ振動計PICOSCALE Vibrometerを開発しました。



主な仕様

測定仕様
シングルポイント振動分解能 1pm
光学垂直分解能 7〜90μm
周波数レンジ 最大2.5MHz(サンプリングレート10MHz時)
光学水平分解能 2〜7μm
ワーキングディスタンス 1.5〜10μm
最大イメージサイズ 20 x 20mm
最小ピクセルサイズ 1μm
最大ピクセルサイズ 1000 x 1000ピクセル
寸法仕様
コントローラ 33 x 27 x 7.2cm/1台, 7.6kg
シェーカステージ 8 x 1.5cm, 0.5kg
スキャニングステージ 5.5 x 11.0 x 7.5cm, 0.25kg
測定台 グラナイト定盤:15 x 20 x 4cm、ポール:φ2.5 x H15cm, 4.3kg

製品構成

振動計コントローラ

振動計コントローラ

レーザ振動計PICOSCALE Vibrometerには、システムコントローラとステージコントローラがあります。
システムコントローラは、レーザ干渉変位計測を行うためのレーザ光の照射や干渉信号の検出さらに、干渉信号の振幅と周波数を処理します。

ステージコントローラには、XYZ軸のステージをクローズドループ制御し、加えてシェーカステージを駆動するためのパワー・アンプが搭載されています。

XYZスキャニングシステム

XYZスキャニングシステム

XYZスキャニングシステムは、センサヘッドを搭載し、サンプル上でレーザ光を走査するためのモジュールです。
コンパクトなハウジングにSmarAct社のクローズドループステージが内蔵されています。
最大移動範囲は20mm、再現性は50nmと高精度ステージユニットです。

様々なサンプルに適応するために、簡単に高さを調整できるように直径25mmのポールに取り付けられるようにデザインされています。

センサヘッド

センサヘッド

レーザ振動計PICOSCALE Vibrometerは、PICOSCALEの中のC03センサヘッドを採用しています。

内蔵された対物レンズによって数μmのスポットサイズに集光します。

センサヘッドは、光ファイバを通してコントローラに接続されます。

シェーカステージ

シェーカステージ

シェーカステージは、測定対象物の周波数応答を割り出すために使用します。

シェーカステージは、高速ピエゾベースのアクチュエータで駆動され、最大1.5MHz までの広い周波数範囲に対応しています。

シングルポイント振動測定

シングルポイント振動測定

レーザ振動計PICOSCALE Vibrometerは、最大3つの測定点の振動を測定することができます。

非接触測定
分解能1pmで最大2.5MHz(10MHzのサンプリングレート)の広い振動帯域幅
時間領域または周波数領域の振動解析
真空や極低温など様々な環境に対応
プラスチック、ガラス、金属、さらには水など、殆どの材料への応用が可能


測定例

1)マイクロカンチレバ(タングステン)の定点振動測定
2)大型ポンプの低周波振動特性
3)ガラス窓の振動測定

ソフトウエア

ソフトウエア

レーザ振動計PICOSCALE Vibrometerには、2つのソフトウエアが付属されます。

コントロールソフトウエア

PCで操作するために簡単な操作で振動計測を行うことができます。

表示ソフトウエア

測定された振動データを解析するためのソフトウエアです。2Dまたは3Dによる結果表示に加え、測定したバイナリデータを別のソフトウエアで使用するためにエクスポート機能があります。

走査型イメージングモード振動測定

走査型イメージングモード振動測定

レーザ振動計PICOSCALE Vibrometerは、数μm〜数mmサイズのマイクロメカニカル構造の振動を測定することが可能です。

高い水平分解能を有していますので、MEMS・センサ小型スピーカや、ベアリングやアクチュエータの振動モード視覚化にご利用いただけます。

測定された振動データから振動画像を再現することができます。


測定対象をレーザ走査して測定する非接触測定
1pmの分解能で最大2.5MHz(10MHz のサンプリングレート)の広い振動帯域幅
光学分解能2μm の赤外共焦点顕微鏡
ストロボスコープイメージングとしての活用
シェーカステージ付きでターンキーシステム
様々なアプリケーションへの利用が可能

測定例

1)ドローンモータのシングルポイント振動測定
2)マイクロカンチレバ(タングステン)の定点振動測定
3)ガラス窓の振動測定

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