ページの本文へ

Hitachi

電子顕微鏡・医用機器・ライフサイエンス製品日立ハイテク

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。

Q値とは…
Qカーブにおける共振ピークの鋭さの指標

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。

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

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。

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。


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、①式のようになります。この方程式を簡単にした②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