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Active Q(Q値制御) |
| 原理: カンチレバーの振動から速度信号を検出し、加振信号に加えることで、カンチレバーの粘性(Q値)を制御します。 |
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Q値とは…
Qカーブにおける共振ピークの鋭さの指標 |
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| 測定感度はQ値に比例し、測定の応答性はQ値に反比例します。 |
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Q値制御の効果
• 真空中の高感度測定 • 真空中の高速応答 •
大気中の高感度測定
• 液中の微小力測定 |
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位相器…レバー振動の正弦波信号の位相を90°ずらして、速度信号に変換します。 |
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| ゲイン…速度信号を増幅(G倍)して、レバー加振の入力信号に加えます。 |
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Q値コントロールの原理
上の図のような回路でカンチレバーを振動させている場合の運動方程式は、@式のようになります。この方程式を簡単にしたA式からQ値制御における有効粘性係数や有効Q値を求めることができます。このように電子回路におけるゲイン(G)の極性や大きさでQ値を制御することができます。

※正弦波の微分と位相を /2ずらすことが等価であることを利用しています。
<Q値制御の参考資料>
• B.Anczykowski et al. Appl. Phys. A66 (1998) S885.
• A.D.L. Humphris et al, Surface Science, Vol.491, No.3 (2001) 468.
• 山岡ら, 日本応用磁気学会誌、27, (2003) 429 など
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