النموذج الأصلي للجهاز الرًنان (المرنان) الثنائي الأبعاد المصًمم على أساس معدات مقياس خشونة السطح

Abstract

نقدم في هذا البحث أنموذجاً للمرنان الثنائي الأبعاد البسيط, والمصمم على أساس معدات مقياس خشونة السطح. إن هذا الجهاز يزوّدنا بمعلومات مفيدة عن الأسطح الهندسية مثل: الاختلافات في الارتفاعات, واكتشاف نقطة الحافة, والتغيّرات في بعض خواص الأسطح, وعلى نحو رئيسي معاملو المرونة والكثافة. ويتم ذلك باستخدام مسبار(مجس) مصمم بالأصل كحساس تشابهي عالي التحسس من اجل آلات قياس الإحداثيات, وفي هذا التصميم يُستخدم مسبار المرنان لمراقبة قوى التماس بين المرقم (قلم التسجيل) وسطح العينة على طول المحور z، ويعطي إشارة خطأ تغذية خلفية إلى مترجم كهروإجهادي رقمي (DPT), الذي بدوره يُستخدم للتحكّم بالإزاحة العمودية للمسبار بدقة نانومترية. وقد تم إجراء المسح أو الفحص الدقيق للعينة تحت المسبار باستخدام بوليمر ذي درجة حرية أو طلاقة واحدة عالي الدقة يحمل منزلقات(ذو مسارات انزلاقية ) تتم مراقبتها بواسطة نظام قياس التداخل الليزري. ومع تحرك العينة جيئةً وذهاباً " يستشعر " المسبار قوة التلامس، ويتحرك نحو الأعلى والأسفل للحفاظ على قوة تلامس ثابتة. واستخدمت كذلك عينات اختبار ابتداء من طبقات معدنية رقيقة إلى أسطح زجاجية مسطحة, وذلك من اجل إظهار قدرة الجهاز على القياس.

In our present work, we designed a simple 2- Dimensional  Resonator Model, on Base Profilometer (Roughness Surface Measurement) instruments. This apparatus gives us good information about the engineering surfaces such as height variations, edge point detection and surface variation characteristics, mainly the density and elastic modulus. This can be done using an Analogue Touch sensitive Sensor for Coordinate Measuring Machines. And in this design the Resonator probe is used to watch the Tangent Force between the Recording Pen ( Stylus) and the Sample Surface along the z- Axis. This gives a feed-back signal to a Digital Piezoelectric Translator (DPT), which in turn is used to control the vertical displacement of the probe at nanometer resolution. Scanning of samples was done under that probe, using a polymer of high precision and single degree of freedom and having slideways that can be watched by a laser interferometer system. By a reverse movement the probe can record the tangent force and move up-down to keep that constant force. Testing these samples was used from thin- metallic- layer to flat glass- surfaces for showing the apparatus measurement power.