Bezstykowy pomiar wysokości Z za pomocą czujników pojemnościowych i wiroprądowych

Bezstykowy pomiar wysokości Z lub jakikolwiek inny pomiar istotnego położenia w danej osi, charakteryzujący się wysoką rozdzielczością i dokładnością, jest powszechną potrzebą w wielu branżach. Wielu inżynierów ma problemy z wdrożeniem pomiaru charakteryzującego się ww. cechami, jednocześnie radząc sobie z wymaganiami projektowymi i problemami z implementacją spowodowanymi m.in. ograniczoną przestrzenią montażu, zmianami temperatury w środowisku produkcyjnym, próżnią, niejednorodnością mierzonej powierzchni oraz uszkodzeniami czujników wynikającymi z przypadkowych kolizji z obiektem wykrywanym. Bezstykowe czujniki przemieszczenia, działające w oparciu o technologię pojemnościową i wiroprądową, stają się standardową technologią pomiaru wysokości Z ze względu na mały rozmiar, elastyczność, łatwość użycia, wysoką rozdzielczość i bezstykowy charakter pomiaru oraz solidną konstrukcję.

Zalecany sprzęt do pomiaru wysokości Z

Czujniki pojemnościowe serii Elite:

• rozdzielczość < 1 nm
• wymagają czystego, suchego środowiska

Czujnik wiroprądowy serii ECL202:

• rozdzielczość < 100 nm
• możliwość pracy w wilgotnym środowisku
• nie wykrywa materiałów nieprzewodzących

Do pomiarów wysokości Z stosowanych jest wiele różnych technologii, przy czym każda z nich charakteryzuje się innymi wadami. Pomiar stykowy może uszkodzić mierzone powierzchnie. Pomiar optyczny wrażliwy jest na niestabilność temperaturową, nierównomierne odbicie światła od powierzchni oraz wymaga dużej, wolnej przestrzeni pomiarowej. Natomiast w niektórych czujnikach pojemnościowych może dochodzić do uszkodzenia elektroniki, jeśli końcówka sondy dotknie uziemionej powierzchni (w czujnikach Lion Precision problem ten został wyeliminowany). Czujniki pojemnościowe i wiroprądowe Lion Precision charakteryzują się dużą wytrzymałością, kompensacją temperaturową, wysoką rozdzielczością na poziomie poniżej 1 nm oraz szerokością pasma pomiarowego do 15 kHz. Mogą być używane w próżni ze względu na niskie rozpraszanie ciepła we wrażliwym środowisku. Istnieje możliwość dopasowania czujnika ściśle do danego zadania pomiarowego. Czujniki pojemnościowe zapewniają najwyższą rozdzielczość, jednakże wymagają pracy w czystym środowisku. Czujniki wiroprądowe mogą być używane w wilgotnym środowisku, jednocześnie zapewniając rozdzielczość na poziomie poniżej 100 nm.

Pomiar wysokości Z jest powszechny w branżach wymagających precyzyjnego pozycjonowania, przeznaczonego w aplikacjach wykorzystujących metody przetwarzania optycznego i nieoptycznego. Niektóre z nich obejmują: obróbkę i kontrolę płytek półprzewodnikowych, mikrolitografię, mikroskopię optyczną i nieoptyczną, ogniskowanie i wstępne ustawianie ostrości systemów optycznych, pozycjonowanie i wyrównywanie maski, kontrola skanowania lub planaryzacja chemiczno-mechaniczna. Aplikacje te wymagają często bardzo dokładnego (rzędu nanometrów) pozycjonowania. Pomiary mogą być realizowane w trudnych, zanieczyszczonych lub agresywnych środowiskach, począwszy od zawiesiny wypełniającej środowisko planaryzacji chemiczno-mechanicznej po środowiska próżniowe wymagające niskiego odgazowania i rozpraszania małej mocy.