MSA-500 顯微式激光測振儀 新特征 |
隨著客戶對越來越多的MEMS期間的振動測量,Polytec通過引入這些先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗逐步提升了MSA-500顯微式激光測振儀優(yōu)異的產(chǎn)品性能。
MSA-500顯微式激光測振儀采用了最先進(jìn)的測量技術(shù),可實現(xiàn)對微系統(tǒng)的動靜態(tài)特性的振動測量。掃描式激光多普勒測振儀和視頻頻閃顯微鏡能夠快速測量面內(nèi)和面外物體的振動特性,并且測量可達(dá)數(shù)兆赫茲。白光掃描式測振儀可用于納米級形貌分析測量。
新特征:
幾何掃描單元
新的環(huán)保LED光源和掃描控制單元整合,更利于形貌性能的測量,容易操作且具備更高的分辨率
更多選擇的顯微鏡目鏡和更長的工作距離
支持外部信號觸發(fā)
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一體化解決方案 |
Polytec杰出的顯微式激光測振儀
MSA-500顯微式激光測振儀利用非接觸式激光技術(shù)實現(xiàn)對微結(jié)構(gòu)進(jìn)行形貌和振動的三維特性測量:快速、寬帶和面外動態(tài)特性;顯微式視頻閃頻的面內(nèi)振動測量;白光干涉的高分辨率形貌測量。所有的技術(shù)都被嵌入到一個緊湊堅固可靠的一體化測量系統(tǒng)中。
卓越的動態(tài)測量特性與單一的技術(shù)解決方案
兩種相輔相成的測量技術(shù)的結(jié)合為微結(jié)構(gòu)的振動測量提供了更加優(yōu)越的性能技術(shù)。 例如,它能迅速可視化測量,可測量系統(tǒng)的共振和瞬態(tài)特性,能提高整體測量效率。當(dāng)需要將測振系統(tǒng)加載到MEMS生產(chǎn)環(huán)境中的時候,這個技術(shù)的整合就顯得尤為重要。單一技術(shù)解決方案諸如ESPI,白光干涉和位相移動干涉技術(shù)為微結(jié)構(gòu)的振動測量提供了更高的技術(shù)方案。
無需先驗信息即可測量所有機(jī)械共振
使用寬帶激勵,高靈敏度的激光多普勒技術(shù)能夠在不需要先驗信息的情況下迅速測量所有機(jī)械共振(面內(nèi)和面外),隨后,通過激光測振儀,視頻閃頻技術(shù)可獲得面內(nèi)共振的精確振幅和相位信息。
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特征 |
快速識別可視化系統(tǒng)共振和靜態(tài)形貌特性
集成顯微鏡,具有最好的橫向分辨率和最清晰的圖片質(zhì)量
可與MEMS或探測站整合使用
簡單直觀操作
測量周期短,大大提供產(chǎn)品生產(chǎn)效率
加速產(chǎn)品研發(fā),減少產(chǎn)品上市時間
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杰出的一體化技術(shù)功能 |
面外振動測量的掃描式多普勒激光測振儀
在微電機(jī)共振測量儀器的發(fā)展過程中,激光測振儀是一款非常精確的速度和位移測量的光學(xué)儀器,它是基于激光多普勒原理技術(shù)發(fā)展而來的。通過移動激光到測量點,掃描式激光測振儀能夠提供被測物體全面的振動特性。
優(yōu)點
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面外振動信息反饋,全面的振動測量
時域和頻域數(shù)據(jù)顯示,簡化的瞬態(tài)響應(yīng)信號
測量點達(dá)512 x 512個
多種輸入輸出接口
激光點極細(xì),可測量微系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
通過激光調(diào)光器可使測量環(huán)境最優(yōu)化
適用于面內(nèi)測量的視頻閃頻顯微測量
-
使用視頻閃頻技術(shù)可使高頻測量、面?zhèn)日駝訙y量更加精確。使用視頻閃頻和數(shù)字影像,可以實時的撲捉快速運動物體的振動特性。這樣可以確保測量精度和可視化實時測量分析。
-
優(yōu)點
面內(nèi)振動的視頻閃頻測量范圍可達(dá)1MHz
納米級分辨率時域位移測量
內(nèi)置信號發(fā)生器可測量瞬態(tài)特性等
自動多頻段處理
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-
適合于形貌測量的白光干涉技術(shù)
MEMS設(shè)備的動態(tài)參數(shù)能夠直接關(guān)系到產(chǎn)品生產(chǎn)的幾何技術(shù)參數(shù)。當(dāng)內(nèi)嵌一個形貌測量系統(tǒng),MSA-500測量系統(tǒng)可以完成所有的測量工作。高空間分辨率的數(shù)據(jù)使得對形狀、彎曲度、平面度和粗糙度測量有了強(qiáng)大的測量分析能力。用戶可以選擇不同的數(shù)據(jù)處理類型。
優(yōu)點
快捷,納米級分辨率的非接觸式3-D形貌特性測量
適用于形貌和表面特性分析的功能強(qiáng)大的TMS 軟件
2-D和3-D視頻演示
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MSA 系統(tǒng)及組成 |
MSA 光學(xué)單元
MSA光學(xué)單元提供了六種結(jié)構(gòu),允許特殊測量、面內(nèi)測量、面外測量或者形貌等測量。 參考系統(tǒng)型號,光學(xué)單元包含MSA-400測量顯微鏡頭和顯微光學(xué)單位以及單點(Polytec OFV-551)或者差分式 。在所有的結(jié)構(gòu)中,MSA-500系統(tǒng)可以加載顯微光學(xué)單元、LED照明單元和循環(huán)掃描攝像機(jī)(可實現(xiàn)實時監(jiān)控)以使整個測量系統(tǒng)的性能達(dá)到最優(yōu)化。
MSA 處理部件
MSA-500處理單元包含了數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MSA軟件),MSA-E-500連接箱,和OFV-5000控制器等。
MSA軟件包含了數(shù)據(jù)采集與處理的多種方法:
Polytec掃描式軟件(PSV)提供了快捷安裝與操作的面外測量處理方法,簡化了數(shù)據(jù)采集與處理,并提提供了杰出的3-D 數(shù)據(jù)可視化圖像。
面內(nèi)測振軟件(PMA)提供了面內(nèi)振動測量的數(shù)據(jù)采集與處理,同時提供了可視化動態(tài)特性。
形貌測振軟件 (TMS) 提供了數(shù)據(jù)采集、處理、2-D 和 3-D 演示功能
MSA 結(jié)構(gòu)
MSA-500顯微式激光測振儀提供了許多開放式功能模塊,可以為各種不同領(lǐng)域的應(yīng)用配置合適的系統(tǒng)。Polytec的測振儀還提供了單一功能測量系統(tǒng)與多功能測量系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)配置。對于面外振動測量,可以選族單點式與差分式測量系統(tǒng)。Polytec的測振儀除了提供標(biāo)準(zhǔn)的1.5MHz頻率測量外,還提供了可選的24MHz測量范圍的高頻采集與高頻波形觸發(fā)功能。
MSA 設(shè)備定位與配置
光學(xué)頭可以安裝在Polytec的獨立的工作站或者其他探測站上。Polytec的設(shè)備也可以獨立的被安裝在工作站中,并且還可以安裝在用戶的光學(xué)平臺上。MSA 處理單元可以安裝在可選的一個 19’的連接柜中,并且還可以把控制器、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、連接箱和電纜或者其他相近的系統(tǒng)擴(kuò)展單元嵌入連接柜中。同時Polytec的設(shè)計使得其電子元器件與工作表面保持著一定距離,這樣可以防止周圍環(huán)境對被測物體振動所產(chǎn)生任何影響。
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MEMS 工作站 |
MSA-400的安裝孔相當(dāng)于Mitutoyo FS70-L-S (short base)支撐板,這樣就能夠方便把它安裝到更多探測站中使用。通過把Polytec的顯示式激光測振儀與MEMS工作站整合,用戶可以把更多的精力用于專注于MEMS的動態(tài)特性分析上。
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MSA-500 顯微激光測振儀 |
型 號 |
測 量 方 式 |
面外振動測量 |
面內(nèi)測量 |
形貌測量 |
單點式 |
差分式 |
24 MHz |
MSA-500-M2 |
x |
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MSA-500-M2-D |
x |
x |
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MSA-500-M2-20 |
x |
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x |
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MSA-500-M2-20-D |
x |
x |
x |
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MSA-500-P |
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x |
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MSA-500-PM2 |
x |
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x |
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MSA-500-PM2-D |
x |
x |
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x |
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MSA-500-PM2-20 |
x |
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x |
x |
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MSA-500-PM2-20-D |
x |
x |
x |
x |
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MSA-500-TM2 |
x |
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x |
MSA-500-TM2-D |
x |
x |
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x |
MSA-500-TM2-20 |
x |
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x |
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x |
MSA-500-TM2-20-D |
x |
x |
x |
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x |
MSA-500-TP |
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x |
x |
MSA-500-TPM2 |
x |
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x |
x |
MSA-500-TPM2-D |
x |
x |
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x |
x |
MSA-500-TPM2-20 |
x |
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x |
x |
x |
MSA-500-TPM2-20-D |
x |
x |
x |
x |
x |
遵從標(biāo)準(zhǔn) |
Electrical safety |
IEC/EN 61010 |
EMC |
IEC/EN 61326;
Emission: FCC Class A, IEC/EN 61000-3-2 61000-3-3
Immunity: IEC/EN 61000-4-2 to 61000-4-6 IEC/EN 61000-4-11 |
Laser safety |
IEC/EN 60825-1 (CFR 1040.10, CFR 1040.11) |
MSA-500 顯微激光測振儀 結(jié)構(gòu)參數(shù) |
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MSA-I-500光學(xué)頭 |
MSA-E-500連接箱 |
MSA-W-500數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) |
電源提供 |
MSA-E-401連接箱提供 |
100 VAC … 240 VAC ±10 %, 50/60 Hz; max. 60 W |
100 VAC … 240 VAC ±10 %, 50/60 Hz; max. 350 W |
尺寸大小 [WxLxH] |
請查看 圖一和圖二 |
450 mm × 355 mm × 135 mm |
450 mm x 550 mm x 190 mm |
重量 |
10.4 kg |
8 kg |
18 kg |
工作溫度 |
+5 °C … +40 °C |
存儲溫度 |
-10 °C … +65 °C |
相對濕度 |
Max. 80%, 無冷凝 | 注:OFV-5000控制器和OFV-551/552光纖式光學(xué)頭配套使用可用于面外測量。
 圖一
 圖二
MSA-500 顯微式激光測振儀 系統(tǒng)組成和附件
MSA-O-500 光學(xué)單元 |
MSA-O-500-P
MSA-O-500-TP1 |
帶視頻閃頻功能的用于面內(nèi)振動測量的顯微鏡頭 |
MSA-O-500-S
MSA-O-500-TS1) |
帶一對用于掃描振動測量的掃描鏡和用于面內(nèi)振動測量的視頻頻閃功能的顯微鏡頭 |
OFV-551 光纖式光學(xué)頭 |
MSA-O-500-D
MSA-O-500-TD1) |
帶用于用于面內(nèi)運動測量的視頻頻閃系統(tǒng)和兩個掃描鏡(一個用于掃描式振動測量,另外一個用于靜態(tài)參考信號,參考信號可用前面板的兩個控制按鈕進(jìn)行定位)的顯微鏡頭 |
OFV-552 光纖式差分光學(xué)頭 |
1) For topography measurements, equipped with an additional piezo-objective positioning stage interference objective
光學(xué)單元 |
攝像機(jī) |
循序掃描, 1.4 Mpixel (1392 x 1040), IEEE 1394 接口 |
光源 |
LED,525nm |
激光安全等級 1) |
Class 2 (< 1 mW 可視) |
光斑直徑 1) |
0.9 μm ( 50X 顯微鏡) |
掃描點 |
最大掃描點:512 x 512 |
振動測量顯微鏡頭 3) |
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放大倍率 |
工作距離 (mm) |
視野范圍(μm x μm) |
分辨率 (μm) |
A-MOB-010X |
10X |
30.5 |
900 x670 |
1.6 |
可選鏡頭 |
A-MOB-002X |
2X |
34.0 |
4500 x 3350 |
8.5 |
A-MOB-005X |
5X |
37.5 |
1800 x 1340 |
3.6 |
A-MOB-020X |
20X |
20.0 |
450 x 335 |
?1.2 |
A-MOB-050X |
50X |
17.0 |
180 x134 |
0.85 |
A-MOB-03x6 |
3.6x |
53.0 |
2500 x 1861 |
1.792 |
1) Only systems including scanning vibrometer
2) Only systems including topography measurement
3) Only systems including scanning vibrometer /or in-plane motion measurement
形貌測量鏡 2) |
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放大倍數(shù) x-factor |
孔徑 NA |
視場 mm x mm |
間距 mm |
像素分辨率 μm |
Mirau (Nikon CF Plan) interference objective |
10
|
0.30
|
0.90 x 0.67
|
7.40
|
0.65
|
Optional Michelson objectives (Nikon CF Plan) |
2.5 |
0.075 |
3.59 x 2.68 |
10.30 |
2.58 |
|
5 |
0.13 |
1.80 x 1.34 |
9.30 |
1.29 |
Optional Mirau objectives |
20 |
0.40 |
0.449 x 0.335 |
4.70 |
0.323 |
|
50 |
0.55 |
0.180 x 0.134 |
3.70 |
0.129 |
Michelson objective (Polytec Ao MI LD) |
4
|
0.1
|
2.24 x 1.68
|
>30
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1.61 |
OFV-5000 控制器 |
版本 |
標(biāo)準(zhǔn) MSA-500-…-M2 (1.5 MHz) |
高頻 MSA-500-…-M2-20 |
HF 速度 |
HF 位移 |
解碼卡 |
VD-02: 寬帶速度解碼卡
VD-06: 高精密數(shù)字式速度解碼卡 |
VD-02: 寬帶速度解碼卡
VD-05: 10MHz速度解碼卡 |
VD-02: 寬帶速度解碼卡
DD-300: 24MHz位移解碼卡 |
MSA-E-401 連接箱 |
功能 |
- 連接控制器和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
- 激勵信號放大等功能
- 同步信號觸發(fā) |
數(shù)字接口 |
RS-232, USB和Focus控制 |
信號輸入 |
振動和參考信號模擬輸入:±200mV ... ±10V 觸發(fā)和門TTL輸入 |
信號輸出 |
模擬輸出,SYNC和AUX的TTL輸出 |
激勵 |
內(nèi)置放大器, 10 V / 50 mA 振幅峰值 |
MSA-W-400 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) |
工控機(jī) |
工業(yè)PC, 2.6 GHz, 1 GB RAM, 120 GB HDD |
光驅(qū) |
DVD (8X) CD (32x) 數(shù)據(jù)記錄與存取 |
視頻板卡 |
圖形高分辨率 |
IEEE 1394 |
適用于視頻信號采集 |
數(shù)據(jù)傳輸 |
Ethernet LAN |
操作系統(tǒng) |
Microsoft Windows XP (Windows 2000 ) |
面外數(shù)據(jù)采集硬件 |
型號 |
標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) MSA-500-…-M2 |
高頻測量結(jié)構(gòu) MSA-500-…-M2-20 |
通道 |
2 (4, PSV-S-VDD 可選) |
2 |
分辨率 |
有效值: 12...16 bit (依據(jù)帶寬) |
12 bit |
速度范圍 |
±200 mV ... ±10 V |
±200 mV ... ±10 V |
觸發(fā) |
外部觸發(fā)或者模擬觸發(fā),后觸發(fā)和前觸發(fā) |
外部觸發(fā)或者模擬觸發(fā),后觸發(fā)和前觸發(fā) |
門輸入 |
適用于相關(guān)門輸入測量 |
- |
FFT 頻率范圍 |
DC ... 1 MHz; DC ... 2 MHz (可選) |
DC … 40 MHz |
激勵 |
內(nèi)部信號, 高達(dá)40MHz,最大輸出電壓:±10V(offset可調(diào)) |
面內(nèi)數(shù)據(jù)采集硬件 |
攝像機(jī) |
掃描攝像機(jī), 1.4 Mpixel (1392 x 1040), IEEE1394接口 |
激勵 |
內(nèi)部信號,高達(dá)2MHz,最大輸出電壓:±10V(offset可調(diào)) |
可選附件 |
A-STD-BAS 基座 |
可安裝在光學(xué)平臺上
尺寸: 342 mm x 430 mm x 350 mm
重量: 8 kg |

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A-STD-BBO 標(biāo)準(zhǔn)基座 |
標(biāo)準(zhǔn)基座(帶氣墊) 工作臺孔徑有公制或英制可選
尺寸: 500 mm x 750 mm x 590 mm
重量: 70 kg |

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A-STD-TAB 工作臺 |
包含基座,顯示器支架,BNC接口和氣墊 工作臺孔徑有公制或英制可選
尺寸: 900 mm x 900 mm x 1325 mm 桌面高度:910mm 重量: 175 kg
支持壓縮空氣: 6.5 bar … 12 bar; 流量: max. 1120 l/min |

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A-CAB-BAS 系統(tǒng)連接柜
A-CAB-EXT 系統(tǒng)連接柜擴(kuò)展單元
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19’大小,可以安裝數(shù)據(jù)管理單元,控制器,連接箱
尺寸: 555 mm x 630 mm x 555 mm
重量: 65 kg
擴(kuò)展單元(右圖): 方便優(yōu)異的解決方案 為在光學(xué)平臺提供儀器安裝的獨立空間
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MSA-500 顯微式激光測振儀 性能參數(shù)
面外測量 |
型號 |
標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) MSA-500-…-M2 |
高頻測量結(jié)構(gòu) MSA-500-…-M2-20 |
標(biāo)準(zhǔn) |
帶 PSV-S-VDD 1) |
HF 速度 |
HF 位移 |
最大測量頻率 |
1.5 MHz (2MHz)2) |
2 MHz |
10 MHz |
24 MHz |
最大測量位移 |
- |
arbitrary |
- |
± 75 nm |
位移分辨率 |
- |
< 0.4 pm/Hz |
- |
<0.1 pm/Hz 3) |
最大測量速度 |
± 10 m/s |
速度分辨率 (rms)4) |
< 1 μm/s |
1) PSV-S-VDD數(shù)字式解調(diào)(可選)
2) PSV-S-BW 2M 帶寬擴(kuò)充(可選)
3) 100% 放射率
4) 分辨率與測振儀掃描單元相關(guān)。
面內(nèi)測量 |
頻率范圍 |
0.001 Hz …1 MHz |
最大速度 |
> 0.1 m/s … 10 m/s (magnification dependent) |
振幅和分辨率性能 |
放大倍數(shù) |
5X |
10X |
20X |
40X |
50X |
100X |
峰峰值 @ 2 kHz |
1795 μm |
897 μm |
448 μm |
224 μm |
179 μm |
89 μm |
位移分辨率 |
1 nm |
分辨率(時間) |
100 ns |
相位精度 |
0.16 mrad (0.009°) @ 1 kHz; 0.016 rad (0.9°) @ 100 kHz; 0.16 rad (9°) @ 1 MHz |
輸出 |
位移信號,信號圖片,運行軌跡 |
形貌測量 |
|
10 nm |
87 nm |
|
光滑表面 |
粗糙平面 |
光滑表面 |
粗糙平面 |
分辨率 (RMS) |
35 pm |
350 pm |
45 pm |
1.2 nm |
信號分辨率 (RMS) |
195 pm |
3.65 nm |
300 pm |
14 nm |
可靠性 |
250 pm |
2.5 nm |
500 pm |
20 nm |
平均偏離 |
550 pm |
7.5 nm |
2 nm |
50 nm |
可靠性 |
0.07 % |
測量不確定度 |
0.50 % |
MSA-500 顯微式激光測振儀 軟件特征
面外測量 |
數(shù)據(jù)采集 |
視頻顯示 |
實時、全視野被測物體視頻圖像,直觀顯示掃描區(qū)域和掃描測量點 |
激光定位 |
通過鼠標(biāo)或拖動鼠標(biāo)可實時激光定位 |
掃描定位 |
APS,測量點可達(dá):512 x 512,測量點可以通過鼠標(biāo)在視頻圖像中直接定義??梢噪S意定義掃描區(qū)域(包含單點)。
掃描網(wǎng)格可從CAD或PE或先前的振動測量輸入
|
控制 |
利用RS-232接口通過軟件控制測量參數(shù) |
顯示 |
同步顯示實時視頻圖像,精確激光點位置,全部掃描區(qū)域,多種信號測量分析結(jié)果 |
波形激勵 |
正弦,周期等任意信號激勵 |
快速掃描 |
50點/s |
時域數(shù)據(jù) (可選) |
時域信號采集,時域信號均值,時域動態(tài)信號 |
門輸入 |
適用于間斷掃描測量 |
數(shù)據(jù)有效性 |
通過信號增強(qiáng)模式檢查每個測量點的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。 測量數(shù)據(jù)有效性: 最優(yōu)(僅SE); 有效;A/D過載 |
觸發(fā) |
自動或手動,上升沿或下降沿 觸發(fā)來源:外部觸發(fā)或任意測量信號觸發(fā) |
FFT 線 |
標(biāo)準(zhǔn)6400線;可選12800線;可選Zoom FFT |
窗口函數(shù) |
Rectangular, Hamming, Hanning, Flat top, Blackman Harris, Bartlett, Exponential |
數(shù)據(jù)處理 |
顯示 |
彩色/灰色,整體/部分,3D圖像,CCD視屏圖像(靜態(tài)或動態(tài)),所有測量點的平均值和測量結(jié)果可視化等 |
數(shù)據(jù)傳送 |
ASCII,UFF,ME’Scope(可選) |
圖像 |
超過20種不同的圖像格式(AVI, JPEG, BMP, TIFF...) |
數(shù)據(jù)處理 |
幅值,實部,虛部,位相,F(xiàn)RF,H1, H2,auto power, cross power等 |
添增功能 |
利用VB可自行嵌入功能程序 |
面內(nèi)測量 |
數(shù)據(jù)采集 |
工作原理 |
采集測量結(jié)果、視頻等數(shù)據(jù),利用相關(guān)運算分析處理 |
濾波控制 |
脈沖控制 (間斷, 脈沖時間) |
數(shù)據(jù)采集 |
通過接口利用采集卡實現(xiàn)視頻閃頻的數(shù)據(jù)采集 |
激勵 |
內(nèi)置信號發(fā)生器,正弦或脈沖信號激勵,激勵信號可達(dá)1MHz |
數(shù)據(jù)處理 |
視頻顯示 |
實時、穩(wěn)定的被測物體可視化顯示 |
顯示 |
位移、速度和頻率等顯示
所有圖像可利用光標(biāo)控制,圖像可以進(jìn)行放大、縮小、動漫或其他功能處理 |
數(shù)據(jù)傳送 |
圖像可被保存為圖像格式或者ASCII文件,也可以保存并輸出AVI文件 |
形貌測量 |
數(shù)據(jù)采集 |
工作原理 |
通過物體表面的激光干涉頻移測量物體的形貌特性。 |
數(shù)據(jù)采集 |
視頻圖像采集 |
數(shù)據(jù)處理 |
數(shù)據(jù)處理 |
平均,高低通濾波等 |
數(shù)據(jù)顯示 |
- 面顯示: 2-D, 3-D演示,等值線演示
- 輪廓顯示: 圖像,角度、高度、半徑幾何數(shù)據(jù)等多種顯示 |
數(shù)據(jù)傳送 |
圖像可以保存為多重格式輸出,測量數(shù)據(jù)可以輸出為ASCII文件 |
添增功能 |
利用VB可自行嵌入功能程序 | |
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MSA-500 幾何單元 |
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MSA-500 照明單元 |
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芯片測量分析 |
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面外測量 |
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面內(nèi)測量 |
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形貌測量 |
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標(biāo)準(zhǔn)支架 |
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連接柜 含控制器,連接箱和控制器 |
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MSA測量工作站 |
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MSA SUSS探測站 |
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