Калибровки и погрешности

Данные калибровки

Данные калибровки могут использоваться для исправления измеренных данных или для расчёта погрешностей. В общем случае, данные калибровки могут быть различного типа и различного уровня сложности. В большинстве случаев пользователь получает ошибку вдоль каждой оси, например, используя калиброванный эталон. Это значение затем можно использовать для коррекции данных. Подобным образом, в основном значение погрешности определяется для каждой оси из сертификата калиброванного эталона и бюджета погрешности измерительного процесса.

В более сложном случае данные калибровки могут быть определены локально. Ошибки сканера не всегда могут быть описаны всего тремя параметрами (по одному на каждую ось) и его погрешность не обязательно будет одинаковой на всём диапазоне. Для точных измерений, следовательно, имеет смысл определить локальные ошибки, а именно локальные погрешности, которые можно использовать в дальнейших расчётах. Под "локальными" мы подразумеваем здесь погрешности, которые относятся к определённому месту во всём объёме, докуда может дойти сканер.

Чтобы получить локальные ошибки и погрешности, можно снова использовать эталон или задействовать более сложный инструмент, например, интерферометр для калибровки сканирующего основания. Это обычно делается в институтах метрологии.

В Gwyddion есть набор инструментов, помогающий обработке локальной погрешности. Первичные данные калибровки, относящиеся к сканирующему основанию, могут быть определены или загружены. Они могут быть присвоены определённым данным измерений СЗМ, создавая тем самым набор калибровок. Это автоматически используется в инструментах и модулях, для которых может быть рассчитано распространение погрешностей для получения погрешности измерения.

Получение данных калибровки

Обработка данныхКалибровкаТрёхмерная калибровка

Данные калибровки можно получить следующими способами:

Модуль Трёхмерные калибровкиСоздать... может использоваться для создания простейших первичных данных калибровки, основанных только на погрешностях и ошибках по xyz и пространственной геометрии сканера. Также требуется задать название калибровки. Первичные данные калибровки будут доступны в модулях под этим именем для применения этих данных в СЗМ измерениях.

Используя модуль КалибровкаПолучить простую карту ошибок..., можно определить первичные данные калибровки по xyz из набора измерений калибровочной решетки. Здесь требуется несколько измерений калибровочной решетки для различных уровней z сканера. Вместе оно образует несколько сечений полного объема сканера. Предоставив отдельный элемент решетки, номинальный шаг решетки и предполагая, что плоскостность и ортогональность решетки значительно превышают таковые сканирующего основания, мы можем определить первичные данные калибровки на основе корреляции. Следует отметить что этот способ калибровки микроскопа носит весьма приближенный характер и его использование для нужд метрологии весьма ограничено. Однако, он может предоставить большое количество полезной информации о свойствах сканера если более сложный анализ невозможно провести.

Ну и наконец, используя меню Трёхмерная калибровкаЗагрузить из файла... можно загрузить любые первичные данные трёхмерной калибровки, определённые внешним устройством, например, набором интерферометров. Данные должны быть текстовым файлом содержащим наборы данных калибровки (x, y, z, x_err, y_err, z_err, x_unc, y_unc, z_unc).

Применение данных калибровки и дальнейшее использование

Обработка данныхКалибровкаТрёхмерная калибровка

Первичные данные калибровки, полученные на предыдущих шагах, относятся к сканирующему основанию, не к конкретным измерениям СЗМ. Можно использовать данные первичной калибровки для различных измерений. Для использования первичных данных калибровки для обработки измеренных данных, нужно их сперва применить к данным. Используя модуль КалибровкаПрименить к данным... можно просматривать и выбирать данные калибровки, которые применяются к измерениям полей высот. После применения калибровочных данных создаётся набор калибровочных полей данных и присоединяется к выбранным данным. В окне просмотра данных появляется символ 'C', который показывает наличие калибровки для данных. Следует отметить, что калибровка присоединённая к результату измерения СЗМ, больше не связана с первичными данными калибровки (использованными для её создания).

Когда к данным привязана калибровка, модули и инструменты чтения данных и расчёта статистических функций находят её автоматически. Погрешность измерений при этом добавляется к результатам измерений. Погрешность рассчитывается используя правило распространения погрешности.