Система прецизионного механического перемещения для повышения пространственного разрешения и точности измерений линейных размеров в сканирующем зондовом микроскопе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.01, кандидат наук Михайлов, Михаил Алексеевич

• Михайлов, Михаил Алексеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Михайлов, Михаил Алексеевич

1.12.8. Магнитострикционные датчики перемещения 48

1.12.9. Потенциометрические датчики перемещения 49

1.12.10. Выбор физического принципа датчика в задачах СЗМ 50

1.13. Методы измерения емкости датчика перемещения 5 0

1.13.1. Метод амперметра и вольтметра 50

1.13.2. Резонансный метод 52

1.13.3. Измерение времени разряда или заряда конденсатора 53

1.14. Выводы 57

2. Составление физико-математической модели 59

2.1. Предпосылки 5 9

2.1.1. Одномерные уравнения движения зонда и образца вдоль координаты ъ 59

2.1.2. Влияние емкости конденсатора системы зонд-образец на процесс сканирования 63

2.1.3. Использованное программное обеспечение для моделирования 67

2.2. Физико-математическая модель СЗМ в туннельном режиме 68

2.3. Физико-математическая модель СЗМ в атомно-силовом режиме 70

2.4. Результаты синтеза ПИД регулятора для режимов 71

2.4.1. Туннельный режим СЗМ 72

2.4.2. Атомно-силовой режим СЗМ 74

2.5. Выводы 77

3. Постобработка изображений, полученных СЗМ методиками, решение обратных задач 79

3.1. Анализ факторов, вносящих искажения при проведении исследования топографии поверхности при использовании СЗМ методов 80

3.2. Решения прямых и обратных задач аппаратной функции сканера 85

3.3. Восстановление СЗМ-изображений, искаженных аппаратной функцией использованием нейронных сетей 92

3.4. Выводы 97

4. Эксперимент. Исследование компенсации ошибок, вносимых пьезокерамическим

сканером СЗМ 98

2

4.1. Структурная схема системы 99

4.2. Описание отдельных элементов, входящих в структурную схему 100

4.2.1. Устройство емкостного датчика перемещения 100

4.2.2. Схема измерения емкости датчика 104

4.3.Тестирование и калибровка измерительной системы емкости 106

4.4.Тестирование системы измерения перемещения, экспериментальные данные 107

4.5. Восстановление изображения 114

4.6. Выводы 116 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117 Выводы 119 ЛИТЕРАТУРА 121

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система прецизионного механического перемещения для повышения пространственного разрешения и точности измерений линейных размеров в сканирующем зондовом микроскопе»

Введение

Актуальность темы исследования. Для исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела, диагностики дефектов, количественно]"} и качественной опенки характеристик металлических и немекылических материалов, а также биологических объектов на паио уровне широко используются различные методы сканирующей зопдовой микроскопии. Областями их применения являются: материаловедение (анализ свойств материалов, диагностика дефектов мачериалов), физика (изучение характеристик твердого тела, а также жидкостей), биология и медицина (изучение нарамефов клеток различного вида).

Одним из самых важных компонентов сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) является сканер, который обеспечивает прецизионные перемещения образца. В методе постоянной высоты сканер поддерживает постоянный зазор между зондом и поверхностью образца. С точки зрения задачи автоматического регулирования сканер является исполнительным устройством. От характеристик сканера во многом зависит точность измерений.

Па сегодняшний день сканеры для СЗМ чаще всего изготавливаются из пьезокерамических движителей. Пьезокерамика обладает такими параметрами, как крип и гистерезис. Эти свойства искажают реакцию па входной сигнал и усложняют процесс измерений. Чтобы избежать этих факторов, есть два варианта решения проблемы:

]. Улучшение параметров сканера (это резко увеличивает его стоимость); 2. Создание системы управления перемещения сканера на датчиках других типов.

Используя второй метод, возможно получить более дешевую конструкцию СЗМ и улучшить параметры измерений.

Эффективность применения сканирующих зондовых микроскопов зависит, в первую очередь, от параметров прибора, а именно: от характеристик датчиков перемещений и от точности параметров системы управления перемещением.

Одним in важных направлений настоящей диссер! анионной рабсны является решение проблемы искажения реакции на входной сигнал путем создания и совершенствования системы управления перемещения на основе емкостных датчиков с использованием методов обработки сигналов в системе регулирования.

Большое значение в улучшении параметров прибора имеет совершенствование методов математической обработки информации, получаемой в результате измерении в СЗМ.

Важной задачей обрабо!ки информации в СЗМ является повышение разрешения математическими методами. Если разрешение прибора СЗМ является недостаточным, то и его применение в ряде областей анализа будет некачественным. Тем не менее, если измерения в СЗМ дополнить математической обработкой, то можно повысить разрешение прибора, т.е., с позиций метрологии, повысить точность измерений и тем самым улучшить качество диагностики материалов или вещества.

Восстановление непрерывного двумерного сигнала по измеренному сигналу и известной аппаратной функции (АФ) прибора современными математическими методами является перспективным направлением развития СЗМ. Отличие измеренного сигнала от истинного проявляется в большей сглаженности его по сравнению с истинным сигналом и в его зашумленности (слабые информационные параметры «тонут» в шуме).

Задача восстановления двумерного сигнала, искаженного аппаратной функцией, заключается, с точки зрения метрологии, в извлечении количественной информации об истинном сигнале из измеренного спектра. Она называется обратной задачей, или задачей редукции к идеальному прибору [1], и является одним из вариантов редукционной проблемы Рэлея. Это некорректная задача, а именно, малым погрешностям измерения спектра и погрешностям в АФ могут соответствовать сколь угодно большие погрешности в восстановленном сигнале. Поэтому для ее численного решения требуется применение устойчивых методов. В настоящей диссертации излагается методика восстановления двумерных сигналов

СЗМ с помощью магматической обработки измеренных сигналов путем решения интегрального уравнения (ПУ) методом регуляризации Тихонова.

В методы построения систем управления перемещения в СЗМ различных типов (АСМ. туннельных, МСМ, ЭСМ, КОМ и др.) внесли вклад отечественные и зарубежные ученые: Быков В.А., Быков A.B.. Миронов В.Л., Голубок А О.. Горбенко О.М., Фелъдшип М., Сапожников И.Д., G. Binning, G. Rorcr и др.

Однако, несмотря па большое число публикаций по исследованию методов построения системы автоматического регулирования в СЗМ и решению некорректных задач, по-прежнему актуальным является вопрос об учете пелинейностей характеристик датчиков, способах коррекции этих иелинейпостсй. дополнительной информации о выборе параметра регуляризации в методе регуляризации Тихонова и об оценке погрешности восстановления двумерного сигнала, получаемого в СЗМ.

В диссертации предложены новые способы, направленные на решение этих вопросов, способствующих повышению точности измерений в СЗМ, - способ построения системы управления перемещением в СЗМ на основе емкостных датчиков и способ калибровки емкостных датчиков, применяемых в СЗМ. Что касается решения обратных задач в СЗМ, то в диссертации предложен новый алгоритм восстановления двумерных сигналов, достаточно точный и использующий лишь линейные операции.

Таким образом, разработка методов, алгоритмов и способов построения систем управления перемещением в СЗМ на основе датчиков, не использующих пьезокремику, учитывающих специфику различных методов СЗМ и аппаратных функций этих приборов, является актуальной задачей.

Целыо данной диссертационной работы является повышение точности измерений в СЗМ за счет метрологического обеспечения датчиков перемещения и математической обработки измеренных сигналов.

Задачами работы являются:

1. Анализ существующих методов построения систем управления перемещения сканеров в СЗМ различных типов и с различными датчиками перемещении:

2. Теоретическое и 'экспериментальное обоснования выбора емкостных датчиков перемещений для построения систем прецизионного управления перемещения сканера в СЗМ нового поколения;

3. Разработка математических моделей систем управления механических перемещений сканера для СЗМ различных типов;

4. Разработка алгоритмов математической обработки изображений, полученных в СЗМ методами решения обратных задач;

5. Разработка программного обеспечения и апробация разработанных методик восстановления изображений, искаженных аппаратными функциями;

6. Разработка и изготовление макета цифрового управления сканера СЗМ;

7. Проведение экспериментальных исследований прецизионной системы управления перемещения сканера СЗМ на разработанном макете с целыо оценки параметров СЗМ с новой системой управления.

Объект исследования - Пьезоэлектрический сканер для прецизионных механических перемещений в СЗМ с емкостными датчиками перемещения и методы обработки изображений.

Предмет исследования - повышение точности системы управления перемещений в СЗМ за счет повышения линейности реакции системы регулирования на входной сигнал и применения методов восстановления сигналов математическими методами.

Научная новизна заключается в следующем: 1. Разработаны новые решения построения системы управления перемещений в СЗМ, отличающиеся от известных решений наличием датчиков, дающих возможность повышения точности управления за счет линеаризации реакции системы на входной сигнал;

2. Разработан новый алгоритм постобработки изображений, полученных в СЗМ методами решения обратных задач, отличающийся тем, что восстановление изображений, искаженных аппаратными функциями, реализуется на основе знаний конкретных параметров системы управления сканером СЗМ, и дающий возможность повысить отношение полезного сигнала к шуму и устранить влияние фильтрации нижних частот;

3. Разработан и изготовлен макет цифрового управления регулятора сканера СЗМ. Проведены его экспериментальные исследования, которые показали, что предложенные в диссертации методы построения систем управления и алгоритмы постобработки изображений могут служить основой построения систем управления перемещениями для повышения точности измерений в СЗМ нового поколения.

Практическая значимость работы. Предлагаемые методы и алгоритмы построения систем управления перемещением являются универсальными для в СЗМ различных типов и могут быть применены для проведения измерений с номощыо СЗМ в различных областях (в материаловедении, физике, биологии, медицине, металлургии, химии). СЗМ, имеющий в своем составе систему цифрового управления перемещений, изготовленный на основе предложенных в работе методов и алгоритмов, позволяет повысить точность проведения измерений и анализа в целом. Вместе с предложенной в работе системой управления перемещением, за счет математической обработки изображений по предложенным в работе алгоритмам восстановления изображений имеется возможность достичь таких же результатов, как с помощью прибора с более узкой аппаратной функцией, т.е. повысить разрешение прибора и, как следствие, повысить метрологическую точность измерения механических величин и качество диагностики материалов, исследуемых СЗМ.

Методы исследования, использованные в работе, включают в себя:

1. Структурно-функциональный анализ систем автоматического регулирования переметения:

2. Математическое моделирование процессов функционирования сканирующего зондового микроскопа;

3. Методы вычислительной математики, математической физики, обработки сигналов, современные технологии разработки программного обеспечения;

Результат ы, выносимые на защиту:

1. Построение системы устойчивого прецизионного перемещения сканера СЗМ, обеспечивающая линейность перемещения 98,7 %;

2. Разработанные цифровые модели СЗМ позволяют оценить параметры ПИД-регулятора, позволяющего повысить точность и быстродействие прецизионной системы перемещения сканера СЗМ;

3. Методика и алгоритмы постобработки изображений, искаженных аппаратными функциями, реализованные в программном обеспечении апробированы на модельных изображениях.

4. Предложенный в работе метод использования емкостных датчиков перемещения, апробирован на экспериментальной установке и позволяет добиться погрешности перемещения в 1,2 нм.

Достоверность научных результатов и выводов обеспечивается строгой математической постановкой задачи, адекватностью применяемого математического аппарата, устойчивостью применяемых методов, а также результатами практической апробации методов, предложенных в диссертации.

Апробация результатов. Изложенные в диссертации результаты докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях:

1. М.Л.Михайлов «Оценка емкостного эффекта в сканирующей туннельной микроскопии» VIII Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых. Санкт-Петербург. 2010 г.

2. М.Л.Михайлов «Использование метода быстрого амплитудно-частотного анализа для измерения характеристик пьезо резонаторов» I Всероссийский конгресс молодых ученых. Санкт-Петербург. 2012 г.

3. М.Л.Михайлов «Система автоматического регулирования сканера в составе сканирующего зондового микроскопа» II Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, 2013 г.

4. А.А.Черкаев, М.А.Михайлов «Исследование цифровой системы автоматического управления с различными параметрами в сканирующей зондовой микроскопии» II Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, 2013 г.

5. М.А.Михайлов «Программно-аппаратная система автоматического регулирования сканера в составе сканирующего зондового микроскопа» III Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, 2014 г.

6. М.А.Михайлов «Теоретические и экспериментальные исследования конструкции элементов сканирующих зондовых микроскопов для оценки метрологических параметров биологических объектов по их изображениям» Круглый стол для победителей Конкурсов грантов, Санкт-Петербург, 2014 г.

7. М.А.Михайлов «Постобработка СЗМ изображений решением обратной задачи функции сканера» IV Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, 2015 г.

Исследования по теме диссертационной работы были поддержаны грантом:

1. М.А.Михайлов «Теоретические и -экспериментальные исследования коисфукции -элементов сканирующих фондовых микроскопов для опенки метрологических параметров биологических объектов по их изображениям» Конкурс фантов для студентов ВУЗов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов ВУЗов, отраслевых и научных институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, 2014 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в

том числе 3 - в изданиях из перечня ВАК РФ:

1. М.А.Михайлов «Оценка емкостного эффекта в сканирующей туннельной микроскопии» Сборник тезисов докладов VIII Всероссийской межвузовской конференция молодых ученых, стр. 89-90 Санкт-Петербург, 2011 г.;

2. М.А.Михайлов, В.В.Мапойлов «Оценка параметров цифрового управления в зондовом микроскопе «Nano educator» на основе физико-математической модели» Санкт-Петербург : б.н., 2012 г., Научное Приборостроение, Т. 22, №2, стр.98-104;

3. М.А.Михайлов «Использование метода быстрого амплитудно-частотного анализа для измерения характеристик пьезо резонаторов» Сборник тезисов докладов I Всероссийского конгресса молодых ученых, стр. 229-230, Санкт-Петербург, 2012

г.;

4. М.А.Михайлов «Система автоматического регулирования сканера в составе сканирующего зондового микроскопа» Сборник тезисов докладов II Всероссийского конгресса молодых ученных, стр. 222-223, Санкт-Петербург, 2013 г.;

5. А.А.Черкаев, М.А. Михайлов «Исследование цифровой системы автоматического управления с различными параметрами в сканирующей зондовой микроскопии» Сборник тезисов докладов II Всероссийского кошресса молодых ученых, стр. 237, Санкт-Петербург, 2013 г.;

6. М.А.Михайлов, В.В.Маиойлов «Обзор методов измерения малых перемещений в приложении системы автоматического регулирования сканеров СЗМ» Санкт-Петербург : б.п., 2013 г., Научное приборостроение, Т. 23. М>2, стр. 38-46;

7. М.А.Михайлов, В.В.Маиойлов «Посшбработ ка СЗМ-изображений решением обратных задач» Санкт-Петербург : б.п.. 2014 г., Научное приборостроение. Т. 24. №2, стр. 86-92;

8. М.А.Михайлов «Теоретические и экспериментальные исследования конструкции элементов сканирующих зондовых микроскопов для оценки метрологических параметров биологических объектов по их изображениям» XIX Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов. Сборник тезисов. Санкт-Петербург, 2014 г.;

9. М.А.Михайлов «Постобработка СЗМ изображений решением обратной задачи функции сканера» Сборник тезисов докладов IV Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, 2015 г.;

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы измерения по видам измерений», Михайлов, Михаил Алексеевич

Выводы

]. Сканирующий зондовый микроскоп представляет из себя сложное техническое средство измерения. В его конструкции присутствуют механические, электронные, вычислительные и программные модули, которые определяют точность его работы. Исследование и совершенствование этих модулей позволило улучшить параметры работы микроскопа в целом и на основе этих данных создавать новые классы измерительных приборов:

2. Одним из самых проблемных узлов конструкции СЗМ является пьезокерамический сканер, так как он обладает самым большим количеством нелинсйностей, то есть вносит большое количество искажений в исследуемый профиль поверхности и уменьшает достоверность получаемой информации;

3. Результатом анализа современных датчиков перемещений явился выбор емкостного датчика перемещений с изменяющимся зазором между обкладками, благодаря высокой точности и чувствительности, простой и дешевой конструкции и минимальными искажениями, вносимыми в работу СЗМ;

4. Методом измерения информационного сигнала этого датчик является метод измерения времени разряда/заряда конденсатора. Па основании выбранного метода были проанализированы возможные погрешности и созданы ограничения на геометрические параметры емкостного датчика для обеспечения точности в поставленной задаче;

5. Численный эксперимент по оценке влияния емкостного эффекта, возникающего в туннельном СЗМ показал незначительный вклад этого эффекта в процесс измерений (ед. % от времени переходного процесса);

6. Оценка параметров управления, полученная с помощью математической модели СЗМ, позволяет спроектировать ПИД регулятор, обеспечивающий прецизионное механическое перемещение с заданной точностью;

7. Искажения СЗМ изображений, обусловлены влиянием следующих трех факторов: влияние экспоненциальной зависимости туннельного I ока от расстояния от зонда до поверхности, формы зонда и аппаратная функция системы управления сканером. Введение параметров описанных факторов в математические модели позволяет создать основу для проектирования алгоритмов, исправляющих влияние указанных факторов на параметры СЗМ-изображений:

8. Использование разработанных математических моделей и моделей стандартных воздействий (ступень, треугольник, прямоугольник и т.п.) позволило численно оценить параметры искажений, вносимых рассмотренными факторами. При этом величина невязки составила величину до 0,3 Л;

9. Применение методики решения обратных задач методом регуляризации Тихонова дает возможность восстановить сигнал с невязкой 0,2 пм. Применение фильтров низких частот позволяет повысить это отношение;

10.Предложенная конструкции системы измерения перемещения и алгоритм обработки данных обеспечивает перемещение сканера с погрешностью не более 1,2 им.;

11 .Разработанная методика способна отследить эффекты крипа пьезокерамики;

12.Предложенная методика измерений не зависит от влияния температурных шумов, эффектов изменения параметров сканера во времени. Данная методика может быть использована в системе прецизионного перемещения сканера СЗМ. При этом быстродействие цифровой системы должно обеспечить скорость измерения и обработки сигналов на порядок меньше, чем скорость сканирования (единицы микросекунд).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Михайлов, Михаил Алексеевич, 2015 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Василенко Г.11. Теория восстановления сигналов: О редукции к идеальному прибору в физике и технике. - М.: Сов. радио, 1979. — 272 с.

2. Bhushan В. Scanning probe microscopy in nanoscience and nanotechnology. Heidelberg: Springer, 2010. 710 p.

3. Быков В.А., Лазарев МП., Саунин С.А. Сканирующая зондовая микроскопия для науки и промышленности // Электроника: наука, технология, бизнес. 1997. № 5. с. 7-14.

4. Миронов B.JI. Основы сканирующей зондовой микроскопии. - Нижний Новгород: Российская академия наук. Институт физики микроструктур, 2004. — 114 с.

5. Эдельмаи B.C. Развитие сканирующей туннельной и силовой микроскопии // Приборы и техника эксперимента. 1991. № I.e. 24-42.

6. G.Binnig, II.Rohrer. Scanning tunneling microscopy // Helv. Phys. Acta. 1982. Vol. 55. No. 6. pp. 726-735.

7. Панов В.И. Сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия поверхности // УФП. 1988. Т. 155. № I.e. 155-158.

8. Эдельмаи B.C. Сканирующая туннельная микроскопия // Приборы и техника эксперимента. 1989. № 5. с. 25-49.

9. Sarid D. Exploring scanning probe microscopy with "Mathematica. New York: John Wiley& Sons, 1997.

I O.Allison D.P., Mortensen N.P., Sullivan C.J., and Doktycz M.J. Atomic force

microscopy of biological samples // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology, Vol. 2, No. 6, 2010. pp. 618-634.

II .McConney M., Singamaneni S., and Tsukruk V. Probing Soft Matter with the Atomic Force Microscopies: Imaging and Force Spectroscopy // Polymer Reviews, Vol. 50, 2010. P. 235.

12.11Т-МДТ. Nanocducator. Руководство пользовот едя. Москва. 201 1.

13.Pittengcr В.. Hrma N., and Su С. Quantitative Mechanical Properties Mapping at the Nanoscalc with PeakForccQNM // Bruker Application Note, No. 128, 201 1.

14.Wang Z., Xu Y„ and Gu P. Adhesive behaviour of gecko-inspired nanollbrillar arrays: combination of experiments and finite element modeling // Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 45, No. 14, 2012.

15.Бесексрскпй В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. -М.: Паука, 1975. - 768 с.

16.Айфичер Э., Джсрвис Б., Барри У., Эммануил С. Цифровая обработка сигналов: практический подход. 2-е изд. - М.: Вильяме, 2004. — 989 с.

17.Герасимов А.П., Зайцев О.Ф., Карагодии В.В. Автоматизация электроэнергетических систем. - М.: Минестерство обороны РФ, 1997. — 574 с.

18.Богнер Р., Копстаптинидис А. Введение в цифровую фильтрацию. - М.: Мир, 1978. —216 с.

19.Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. - М.: Сов. радио, 1980. — 224 с.

20.Степанов А.В. Описание задачи. Синхронный детектор. // Кафедра физики колебаний. 1997. URL: www.osc.phys.msu.ru/mediawiki/upload/c/cc/ Sync_detector.doc (дата обращения: 28.апрель.2012).

21.Титце У., Шейк К. Полупроводниковая схемотехника: справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1983. — 512 с.

22.Сиргеенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер 2002. — 608 с.

23.Котельников В. А. О пропускной способности эфира и проволоки в электросвязи //Всесоюзный энергетический комитет. 1933.

24.Бойт К. Мир электроники. Цифровая электроника. Пер. с нем. - М.: Техносфера, 2007.—472 с.

25.Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС

программируемой .югикн. - jM.: ЭКОМ. 2002. — 399 с.

26.Марков С. Цифровые сигнальные процессоры. Книга 1. - М.: Микроарт 1996. —

144 с.

27.Куприянов М.С.. Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. - СПб.: Политехника. 1999 — 592 с.

28.Глипчеико A.C. Цифровая обработка сигналов. - Красноярск: ИПК СФУ, 2008. — 242 с.

29.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир, 1978. — 848 с.

30.Аш Ж. Датчики измерительных систем. - М.: Мир, 1992. —424 с.

31.Готра З.Ю., Чайковский О.И. Датчики. Справочник. - Львов: Каменяр, 1995. — 313с.

32.Ацюковский В.А. Емкостные дифференциальные датчики перемещения. - М.: Еосэнергоиздат 1960. — - 103 с.

33.Джексон Р.Г. Новейшие датчики. — М.: Техносфера, 2007. — 384 с.

34.Кацман М.М. Электрические машины автоматических устройств. - М.: Форум-Пифра-М, 2002. — 264 с.

35.Куликовский Л.Ф., Зарипов М.Ф. Индуктивные преобразователи перемещений с распределенными параметрами. - М.: Энергия, 1966. — 112 с.

36.Турчин A.M. Электрические измерения неэлектричсских величин. - М.: Еосэнергоиздат 1954. — 290 с.

37.Виглеб Е. Датчики. Устройство и применение. Пер. с нем. - М.: Мир, 1989. — 196 с.

38.Ермолов И.И., Алешин Н.П., Потапов А.И. Акустические методы контроля. -М.: Высшая школа, 1991. — 283 с.

39.Котюк А.Ф. Датчики в современных измерениях. - М.: Телеком, 2007. — 96 с.

4().Кобус Л.. Тушинский Я. Датчики Холла и магшпорезисторы. Пер. с иолск. -М.: Энергия. 1971. — 352 с.

41.Всчкапов 11.В. Обзор существующих датчиков перемещения систем автоматического управления // В мире научных открытий. 11 Всероссийская студенческая научная конференция. Ульяновск. 2Ü13. Т. 2. с. 30-35.

42.Матлин СЛ. Как измерить емкость конденсатора. - М.: Госэнергоизд. 1952. — 24 с.

43.Новодворец JJ.A. Испытания силовых конденсаторных установок. - М.: Энергия, 1971, — 64 с.

44.Топильский В.Б. Схемотехника измерительных устройств. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. — 232 с.

45.Цифровой измеритель емкости // Радиодед Схемы и устройства па микроконтроллерах. 2008.

46.Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. — JL: Энергоатомиздат, 1985. — 248 с.

47.Манойлов В.В., Михайлов М.М. Обзор методов измерения малых перемещений в приложении системы автоматического регулирования сканеров СЗМ // Научное приборостроение. 2013. Т. 23, № 2. с. 38-46.

48.Голубок А.О., Пинаев A.JT., Чивилихин Д.С., Чивилихин С.А. Динамическая силовая литография на тонких металлических пленках в сканирующем зондовом микроскопе с пьезорезонапеным датчиком локального взаимодействия // Научное приборостроение, 2011 Т. 21, № 1. с. 31-43.

49.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.Д. Теоретическая физика в 10 томах. Том 7. Теория упругости. - М.: Наука 1987. — 248 с.

50.Андронов A.A., Витт A.A., Хайкин С.Э. Теория колебаний. - М.: Наука, 1981. — 918 с.

51.Голубок А.О., Васильев A.A., Керпелева С.Ю. Датчик локального силового и

туннельного взаимо-действия в сканирующем зондовом микроскопе // Научное приборостроение. 2005. Т. 15. № 1. с. 62-69.

52.Васильев С.Ю., Денисов A.B. Особенное!и тунельпо-спектроскопическпх измерений в конфигурации воздушного сканирующего туннельного микроскопа // Журнал технической физики. 2000. Т. 70, № 1. с. 100-106.

53.Фейиман Р., Лейтон Р.. Сэидс М. Фейнмаповские лекции по физике. Вып. 5: Электричество и магнетизм. Пер. с англ. - М.: Мир, 1966. — 296 с.

54.Михайлов М.А. Оценка емкостного эффекта в сканирующей туннельной микроскопии. // Сборник тезисов докладов VIII Всероссийской межвузовской конференция молодых ученых, 2011. с. 89-90

55.Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. 1-ое издапие-е изд. 2007.

56.Веремей Е.И., Погожев C.B. Пособие "Nonlinear Control Design Blockset" [Электронный ресурс] URL: http://matlab.exponenta.ru/

57.Михайлов М.А. Система автоматического регулирования сканера в составе скани-рующсго зондового микроскопа // Сборник тезисов докладов II Всероссийского конгресса молодых ученных, 2013. с. 222-223.

58.Михайлов М.А., Манойлов В.В. Оценка параметров цифрового управления в зондовом микроскопе «Nano educator» па основе физико-математической модели //Научное Приборостроение, 2012. Т. 22, № 2. с. 98-104.

59.Сизиков B.C. Обратные прикладные задачи и MatLab: Учебное пособие. - СПб.: Лань, 2011, —256 с.

60.Сизиков B.C. Интегральные уравнения и MatLab в задачах томографии, иконики и спектроскопии. - СПб.: Saarbrucken: LAP, 2011. — 252 с.

61.Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB. - M.: Техносфера, 2006. — 616 с.

62.Тихонов А.Н., Гончарский A.B., Степанов В.В. Обратные задачи обработки

фотоизображении. Некоррекшыс задачи естествознания. - М.: Изд-во МГУ, 1987. -с. 185-195

63.Сизиков B.C., Кривых Л.В. Восстановление непрерывных спектров адаптивным способом вычислительных экспериментов с регуляризацией // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оигики. 2013. № 3(85).

64.Сизиков B.C., Белов H.A. Реконструкция смазанных и дефокусировапных изображений методом регуляризации // Оптический журнал, 2000. Т. 67, №. 4. с. 60-63.

65.Хабурзания Т.З Зурабович «Повышение точности количественного хроматографичсского анализа сложных веществ с использованием нейронных сетей » диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.01 - Приборы и методы измерения (аналитические измерения), н, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Санкт-Петербург 2013 г.

66.Хабурзания, Т.З. Использование нейронных сетей в задачах обработки аналитических сигналов // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. — 2009.— №11. С.53-63.

67.Хабурзания, Т.З. Нейросетсвой алгоритм решения обратной задачи. // Измерения в современном мире - 2009: сборник научных трудов Второй междунар.науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 8-10 декабря 2009 г.). — СПб.: Изд-во Политехи, ун-та. - 2009. С. 169-170

68.Васильев А.Н., Тархов Д.А. Нейросетевое моделирование. Принципы. Алгоритмы. Приложения. - Санкт-Петербург. Изд-во политехнического университета. 2009. 328 с.

69.Галушкин А.И. Теория нейронных сетей. - М.: ИПРЖР, 2000. - 416 с.

7().Комарцова JI.Г.. Максимов A.B. Нейрокомпьютеры. Учебное пособие для вутов,- М.: Изд-во МГТУ им. П.Э.Баумана. 2002, - 320 с.

71.Тархов Д.А. Нейронные сети. Модели и алгоритмы. М.: Радиотехника. 2005. 256 с.

72.Васильев А.Н., Тархов Д.А. Нсйросетевое моделирование. Принципы. Алгоритмы. Приложения. - Санкт-Петербург. Изд-во политехнического университета. 2009. 328 с.

73.Дорогов АЛО. Быстрые нейронные сети. - Санкт-Петербург. Изд-во Госуниверситета, 2001. - 80 с.

74.Нечаев Ю.И. Нейроаппроксимация и пейронрогпоз при контроле динамики сложного обьекта // Нейрокомпьютеры: разработка, применение, № 10-11. 2005, с.22-31.

75.Anderson J.A., Rosenfeld Е. Neurocomputing: foundation of research. MIT Press. Cambridge, MAAS, 1988.

76.Михайлов M.А., Манойлов B.B. Постобработка СЗМ-изображений решением обратных задач // Научное Приборостроение, 2014. Т. 25, № 2. с. 86-92.

77.Быков В.А., Васильев В.Н., and Голубок А.О. Учебио-исследовательская мини-лаборатория по нанотехнологии на базе сканирующего зондового микроскопа NanoEducator// Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4, № 5-6. е. 45-48

78.Ink. Р. Е-509 Position Servo-Control Module User Manual PZ77E.

79.Пат. 2297078 РФ. Позиционер грехкоординатпый / Быков В.А., Голубок А.О., Котов В.В., Сапожников И.Д. // Бюл. - 2007. - №10

80.Analog Device Inc. 24-Bit Capacitance-to-Digital Convertor with Temperature Sensor AD7745/AD7746 Rev.0. 2005.

81.Балковой А.П., Тяикин M.Г. Емкостный датчик положения плапарпого электропрн-вода // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. Т. 5, №81. с. 65-70.

82.Люкшонков Р.Г.. Моисеев H.B. Дифференциальный емкостной датчик перемсще-нпйс дополнительной информацией о зазоре / Научно-технический вес1>шк информационных технологий, механики и оптики. 20J 1 .'Г. 4, Л1> 74. с.

83.Быков ВД и др., Емкостной датчик для измерения линейных перемещений, 2472106, 2013.

84.Мещеряков A.B.. Мещеряков В.В. Системы позиционирования СЗМ для измерений структуры и свойств ттаноматериалов // Датчики и системы. 2010. №

85.Miller GL, Capacitively incremental position measurement and motion control, 4,893,071, January 09, 1990.

86.Kalinin S., Gruvennan A. Scaning probe microscopy of functional materials. Springer, 2010.

87.Верлань А.Ф., Горошко И.О., Карпенко Е.Ю., Королев В.Ю., Мосенцова JI.B. Методы и алгоритмы восстановления сигналов и изображений. Киев: ИПМЭ НАН Украины, 2011. с. 368.

88.Воскобойников Ю.Е., Литасов В.А. Устойчивый алгоритм восстанов-ления изображения при неточно заданной аппаратной функции // Автометрия, 2006. Т. 42, № 6. с. 3-15.

69-73.

3. с. 46-48.