RU2774859C1 - Automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films - Google Patents
Automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774859C1 RU2774859C1 RU2021127879A RU2021127879A RU2774859C1 RU 2774859 C1 RU2774859 C1 RU 2774859C1 RU 2021127879 A RU2021127879 A RU 2021127879A RU 2021127879 A RU2021127879 A RU 2021127879A RU 2774859 C1 RU2774859 C1 RU 2774859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- measuring
- magnetic characteristics
- ferromagnetic
- outputs
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic Effects 0.000 title claims abstract description 63
- 230000005294 ferromagnetic Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 7
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 6
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol monomethyl ether Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 101700025439 RUNX1 Proteins 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения магнитных характеристик, неразрушающего контроля качества и однородности ферромагнитных пленок.The invention relates to measuring technology and is intended for measuring magnetic characteristics, non-destructive quality control and uniformity of ferromagnetic films.
Известна высокочастотная измерительная система магнитных свойств материалов [патент на изобретение US №6100685, МПК G01R 33/12, G01R 33/14, G01N 27/72, опубл. 08.08.2000].Known high-frequency measuring system of magnetic properties of materials [US patent No. 6100685, IPC G01R 33/12, G01R 33/14, G01N 27/72, publ. 08.08.2000].
Измерительная система включает в себя управляющий компьютер, генератор сигналов, усилитель мощности формируемого сигнала, перемагничивающую и измерительную катушки, токовый шунт для преобразования значения тока, приложенного к перемагничивающей катушке в значение напряженности формируемого магнитного поля, цифровой осциллограф для регистрации текущих значений напряженности магнитного поля и плотности магнитного потока, формируемого образцом ферромагнитного материала.The measuring system includes a control computer, a signal generator, a power amplifier of the generated signal, remagnetizing and measuring coils, a current shunt for converting the current value applied to the remagnetizing coil into the value of the generated magnetic field strength, a digital oscilloscope for recording the current values of the magnetic field strength and density magnetic flux generated by a sample of ferromagnetic material.
Недостатком данной системы является то, что она не обеспечивает:The disadvantage of this system is that it does not provide:
- взаимное перемещение испытываемого образца ферромагнитного материала и измерительной катушки, что не позволяет проводить локальные измерения магнитных характеристик материала и оценивать характер их поверхностного распределения;- mutual movement of the tested sample of ferromagnetic material and the measuring coil, which does not allow local measurements of the magnetic characteristics of the material and assess the nature of their surface distribution;
- устройством не обеспечивается непрерывная регистрация распределения магнитных характеристик контролируемого образца ферромагнитного материала с формирование контурных карт распределения магнитных характеристик по площади образца ферромагнитной пленки.- the device does not provide continuous registration of the distribution of magnetic characteristics of the controlled sample of ferromagnetic material with the formation of contour maps of the distribution of magnetic characteristics over the area of the ferromagnetic film sample.
Также известно устройство для измерения магнитных характеристик ферромагнитных материалов [патент на изобретение RU №2262712 С2, МПК G01R 33/12, опубл. 20.10.2005].Also known is a device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic materials [patent RU No. 2262712 C2, IPC G01R 33/12, publ. October 20, 2005].
Устройство включает в себя источник переменного тока, регулятор напряжения, перемагничивающую катушка, резистор, первый масштабируемый усилитель, соединенный с входом фазовращателя, также с выходом горизонтальной развертки луча осциллографа, первым входом формирователя метки, второй вход которого присоединен к выходу регулируемого источника опорного напряжения, а выход - к входу яркостной модуляции луча осциллографа.The device includes an AC source, a voltage regulator, a remagnetizing coil, a resistor, a first scalable amplifier connected to the input of the phase shifter, also to the output of the horizontal sweep of the oscilloscope beam, the first input of the label shaper, the second input of which is connected to the output of the adjustable reference voltage source, and output - to the input of luminance modulation of the oscilloscope beam.
Контролируемый образец прилегает к измерительной катушке устройства, подсоединенной к входу второго масштабируемого усилителя, соединенного с первым входом интегратора, второй вход интегратора соединен с выходом фазовращателя, а выход с входом вертикальной развертки луча осциллографа.The controlled sample is adjacent to the measuring coil of the device connected to the input of the second scalable amplifier connected to the first input of the integrator, the second input of the integrator is connected to the output of the phase shifter, and the output is connected to the input of the vertical sweep of the oscilloscope beam.
Компенсационная катушка устройства подключена к регулируемому источнику тока. К регулятору напряжения и регулируемому источнику опорного напряжения подключены цифровые индикаторы.The compensation coil of the device is connected to an adjustable current source. Digital indicators are connected to the voltage regulator and the adjustable reference voltage source.
Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает:The disadvantage of this device is that it does not provide:
- взаимное перемещение контролируемого образца ферромагнитного материала и измерительной катушки, что не позволяет проводить локальные измерения магнитных характеристик материала и оценивать характер их поверхностного распределения;- mutual movement of a controlled sample of ferromagnetic material and a measuring coil, which does not allow local measurements of the magnetic characteristics of the material and assess the nature of their surface distribution;
- автоматизированное управление и контрольно-измерительным оборудованием, входящим в состав устройства: источником переменного тока, осциллографом, цифровыми индикаторами;- automated control and control and measuring equipment included in the device: AC source, oscilloscope, digital indicators;
- устройством не обеспечивается непрерывная регистрация распределения магнитных характеристик контролируемого образца ферромагнитного материала с формирование контурных карт распределения магнитных характеристик по площади образца ферромагнитной пленки.- the device does not provide continuous registration of the distribution of magnetic characteristics of the controlled sample of ferromagnetic material with the formation of contour maps of the distribution of magnetic characteristics over the area of the ferromagnetic film sample.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому комплексу является способ измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок и устройство для его осуществления [патент на изобретение RU №2714314 C1, МПК G01R 33/12 (2006.01), опубл. 14.02.2020].The closest in technical essence to the claimed complex is a method for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films and a device for its implementation [patent RU No. 2714314 C1, IPC G01R 33/12 (2006.01), publ. February 14, 2020].
Известное устройство измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок состоит из измерительного столика, на котором размещается исследуемый образец ферромагнитной пленки, чувствительный элементы, вход которого подключен к СВЧ-генератору, а выход - одновременно к первому синхронному детектору и ко второму синхронному детектору.The known device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films consists of a measuring table on which the test sample of the ferromagnetic film is placed, sensitive elements, the input of which is connected to a microwave generator, and the output is connected to the first synchronous detector and the second synchronous detector simultaneously.
Постоянное магнитное поле смещения в области размещения образца ферромагнитной пленки формируется катушками Фанселау, которые подключены к источнику постоянного тока. Переменное модулирующее магнитное поле создается вторыми катушками Фанселау, подключенными к генератору тока низкой частоты. Катушки Фанселау закреплены на общем основании ортогонально друг другу, на котором также закреплена пятикоординатная система, предназначенная для перемещения и вращения исследуемого образца ферромагнитной пленки, а также для перемещения и вращения чувствительного элемента.A constant magnetic bias field in the area where the sample of the ferromagnetic film is placed is formed by Fanselau coils, which are connected to a direct current source. An alternating modulating magnetic field is created by the second Fanselau coils connected to a low frequency current generator. The Fanselau coils are fixed on a common base orthogonally to each other, on which a five-coordinate system is also fixed, designed to move and rotate the ferromagnetic film sample under study, as well as to move and rotate the sensitive element.
Выходной сигнал генератора тока низкой частоты также является опорным сигналом для первого синхронного детектора и через удвоитель частоты подается на второй синхронный детектор. Таким образом, первый синхронный детектор предназначен для измерения величины переменной составляющей напряжения на выходе чувствительного элемента с частотой модулирующего магнитного поля, а второй синхронный детектор - составляющей с удвоенной частотой. Выходные сигналы первого синхронного детектора и второго синхронного детектора являются выходными сигналами устройства.The output signal of the low frequency current generator is also a reference signal for the first synchronous detector and is fed through a frequency doubler to the second synchronous detector. Thus, the first synchronous detector is designed to measure the magnitude of the variable voltage component at the output of the sensing element with the frequency of the modulating magnetic field, and the second synchronous detector is designed to measure the component with a doubled frequency. The output signals of the first synchronous detector and the second synchronous detector are output signals of the device.
Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает:The disadvantage of this device is that it does not provide:
- автоматизированное управление взаимным перемещением исследуемого образца ферромагнитной пленки и чувствительного элемента;- automated control of the mutual movement of the test sample of the ferromagnetic film and the sensitive element;
- автоматизированное управление контрольно-измерительным оборудованием, входящим в состав устройства: СВЧ-генератором, источником постоянного тока и генератором тока низкой частоты;- automated control of control and measuring equipment included in the device: microwave generator, direct current source and low frequency current generator;
- устройством не обеспечивается непрерывная регистрация величины поля анизотропии по площади образца с формирование контурных карт распределения величины поля анизотропии по площади образца ферромагнитной пленки.- the device does not provide continuous registration of the anisotropy field value over the area of the sample with the formation of contour maps of the distribution of the anisotropy field value over the sample area of the ferromagnetic film.
Технический результат заключается в обеспечении возможности автоматизированного измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок, что позволяет определить оптимальные параметры раскроя ферромагнитных пленок и сократить затраты при изготовлении датчиков слабых магнитных полей с использованием ферромагнитных пленок в качестве чувствительного элемента в условиях серийного производства.The technical result consists in providing the possibility of automated measurement of the magnetic characteristics of ferromagnetic films, which makes it possible to determine the optimal parameters for cutting ferromagnetic films and reduce costs in the manufacture of sensors for weak magnetic fields using ferromagnetic films as a sensitive element in mass production.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматизированном устройстве измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок, включающем измерительный столик с размещенным на нем образцом, чувствительный элемент, вход которого подключен к СВЧ-генератору сигналов, источник постоянного тока и генератор тока низкой частоты, выходы которых подключены к первой и второй паре катушек Фанселау соответственно, закрепленных на общем основании устройства, новым является то, что дополнительно содержит систему перемещения чувствительного элемента, размещенную на соосных витках первой и второй пары катушек Фанселау, систему вращения измерительного столика, закрепленную на общем основании устройства, контроллер систем перемещения и вращения, управляющий компьютер, устройство хранения информации и блок регистрации образца, входы и выходы которых соединены с входами и выходами управляющего компьютера, цифровой осциллограф, вход которого подключен к чувствительному элементу, при этом выход осциллографа, входы контроллера систем перемещения и вращения, СВЧ-генератора сигналов, источника постоянного тока и генератора тока низкой частоты посредством шины данных и управления соединены с соответствующими входам и выходами управляющего компьютера, а выходы контроллера систем перемещения и вращения связаны с соответствующими входами системы перемещения чувствительного элемента и системы вращения измерительного столика.This technical result is achieved by the fact that in an automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films, including a measuring table with a sample placed on it, a sensitive element, the input of which is connected to a microwave signal generator, a direct current source and a low-frequency current generator, the outputs of which are connected to the first and second pair of Fanselau coils, respectively, fixed on the common base of the device, what is new is that it additionally contains a sensor movement system located on coaxial turns of the first and second pairs of Fanselau coils, a measuring table rotation system fixed on the common base of the device, a system controller movements and rotations, a control computer, an information storage device and a sample registration unit, the inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of the control computer, a digital oscilloscope, the input of which is connected to the sensitive element, while the output The oscilloscope code, the inputs of the motion and rotation systems controller, the microwave signal generator, the DC source and the low-frequency current generator are connected via the data and control bus to the corresponding inputs and outputs of the control computer, and the outputs of the motion and rotation systems controller are connected to the corresponding inputs of the motion system sensing element and measuring stage rotation system.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 показана структурная схема заявляемого автоматизированного устройства измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок;in fig. 1 shows a block diagram of the proposed automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films;
на фиг. 2 показана структура системы перемещения чувствительного элемента заявляемого автоматизированного устройства измерения магнитных характеристики ферромагнитных пленок;in fig. 2 shows the structure of the system for moving the sensitive element of the proposed automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films;
на фиг. 3 показано направление магнитных полей и расположение координатных осей относительно поверхности образца ферромагнитной пленки.in fig. 3 shows the direction of the magnetic fields and the location of the coordinate axes relative to the surface of the sample of the ferromagnetic film.
Предлагаемое автоматизированное устройство измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок включает в себя: управляющий компьютер (1), устройство хранения информации (2), блок регистрации образца (3), контроллер систем перемещения и вращения (4), СВЧ-генератор сигналов (5), цифровой осциллограф (6), источник постоянного тока (7), генератор тока низкой частоты (8), шину данных и управления (9), чувствительный элемент (10), общее основание (11) с размещенными на нем первой парой катушек Фанселау (12) и второй парой катушек Фанселау (13), измерительный столик (14) с размещенным на нем образцом (15), систему перемещения чувствительного элемента (16), систему вращения измерительного столика (17).The proposed automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films includes: a control computer (1), an information storage device (2), a sample registration unit (3), a controller for movement and rotation systems (4), a microwave signal generator (5), a digital oscilloscope (6), direct current source (7), low-frequency current generator (8), data and control bus (9), sensing element (10), common base (11) with the first pair of Fanselau coils (12) placed on it and a second pair of Fanselau coils (13), a measuring table (14) with a sample (15) placed on it, a sensor movement system (16), a measuring table rotation system (17).
Организация системы перемещения чувствительного элемента (16) показана на фиг. 2 и представляет собой двухосную параллельную Н-образную двухкоординатную систему позиционирования, которая включает в себя: два шаговых электродвигателя с приводными шкивами (16.1), две боковых направляющих (16.2), клиноременную передачу с разомкнутыми контуром (16.3), фиксация ремня в которой обеспечивается прижимной пластиной (16.4), шесть холостых шкивов, два (16.5) из которых закреплены на раме системы перемещения чувствительного элемента (16.7), а четыре (16.6) закреплены на подвижной каретке (16.8). Два шаговых электродвигателя с приводными шкивами (16.1) и две боковых направляющих (16.2) также размещены на раме системы перемещения чувствительного элемента (16.7) и закреплены винтами.The organization of the system for moving the sensitive element (16) is shown in Fig. 2 and is a two-axis parallel H-shaped two-coordinate positioning system, which includes: two stepper motors with drive pulleys (16.1), two side guides (16.2), an open-loop V-belt drive (16.3), in which the belt is fixed by clamping plate (16.4), six idle pulleys, two (16.5) of which are fixed on the frame of the sensing element movement system (16.7), and four (16.6) are fixed on the movable carriage (16.8). Two stepper motors with drive pulleys (16.1) and two side guides (16.2) are also placed on the frame of the sensing element movement system (16.7) and fixed with screws.
Крепление чувствительного элемента (10) на подвижной каретке (16.8) системы перемещения чувствительного элемента (16) обеспечивается хомутом (18) с зажимным винтом (19).The fastening of the sensitive element (10) on the movable carriage (16.8) of the system for moving the sensitive element (16) is provided by a collar (18) with a clamping screw (19).
Выходы источника постоянного тока (7) и генератора тока низкой частоты (8) подсоединены к первой (12) и второй (13) парам катушек Фанселау соответственно. Вход чувствительного элемента подключен к выходу СВЧ-генератора сигналов (5), а выход - к входу цифрового осциллографа (6), выход которого, а также входы СВЧ-генератора сигналов (5), источника постоянного тока (7) и генератора тока низкой частоты (8) подключены к соответствующим выходам управляющего компьютера (1) посредством шины данных и управления (9).The outputs of the direct current source (7) and the low frequency current generator (8) are connected to the first (12) and second (13) pairs of Fanselau coils, respectively. The input of the sensitive element is connected to the output of the microwave signal generator (5), and the output is connected to the input of a digital oscilloscope (6), the output of which, as well as the inputs of the microwave signal generator (5), DC source (7) and low-frequency current generator (8) are connected to the corresponding outputs of the control computer (1) via the data and control bus (9).
Также к соответствующим входам и выходам управляющего компьютера (1) подсоединены входы и выходы устройства хранения информации (2), блок регистрации образца (3), а также, посредством шины данных и управления (9), вход контроллера систем перемещения и вращения (4), выходы которого связаны с соответствующими входами системы перемещения чувствительного элемента (16) и системы вращения измерительного столика (17).Also, the inputs and outputs of the information storage device (2), the sample registration unit (3), and also, via the data and control bus (9), the input of the controller of the movement and rotation systems (4) are connected to the corresponding inputs and outputs of the control computer (1) , the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the sensitive element movement system (16) and the measuring table rotation system (17).
Образец (15) представляет собой ферромагнитную пленку, изготовленную методом вакуумного напыления одного или нескольких слоев пермаллоя состава Ni80Fe20 на керамическую подложку и обладающую одноосной магнитной анизотропией. Область проведения измерений (фиг. 3) магнитных характеристик определяется координатами X, Y декартовой системы координат, привязанной к левому нижнему углу образца (15).Sample (15) is a ferromagnetic film fabricated by vacuum deposition of one or more layers of Ni 80 Fe 20 permalloy on a ceramic substrate and has uniaxial magnetic anisotropy. The measurement area (Fig. 3) of the magnetic characteristics is determined by the X, Y coordinates of the Cartesian coordinate system, tied to the lower left corner of the sample (15).
Образец (15) помещен в скрещенные магнитные поля (см. фиг. 3): НСМ - постоянное магнитное поле смещения; НВЧ - высокочастотное магнитное поле возбуждения; НМОД - низкочастотное магнитное поле модуляции. Формирование скрещенных магнитных полей НСМ и НМОД обеспечивается парами катушек Фанселау, которые представляю собой пару соосно расположенных витков квадратной формы и предназначенных для генерации пространственно однородного магнитного поля.Sample (15) is placed in crossed magnetic fields (see Fig. 3): H CM - constant magnetic bias field; H HF - high-frequency magnetic field of excitation; H MOD - low-frequency magnetic field modulation. The formation of crossed magnetic fields H CM and H MOD is provided by pairs of Fanselau coils, which are a pair of coaxially arranged square coils and designed to generate a spatially uniform magnetic field.
Постоянное магнитное поле смещения НСМ формируется первой парой катушек Фанселау (12), подсоединенных к источнику постоянного тока (7). Высокочастотное магнитное поле возбуждения НВЧ формируется индуктивной частью СВЧ-резонатора и направлено перпендикулярно полю НСМ, т.е. вдоль оси легкого намагничивания (ОЛН) образца (15). Низкочастотное магнитное поле модуляции Нмод формируется второй парой катушек Фанселау (13), подсоединенных к генератору тока низкой частоты (8) и направлено параллельно высокочастотному магнитному полю возбуждения (вдоль ОЛН образца).The constant magnetic bias field HCM is formed by the first pair of Fanselau coils (12) connected to a direct current source (7). The high-frequency excitation magnetic field Н HF is formed by the inductive part of the microwave resonator and is directed perpendicular to the field Н SM , i.e. along the easy magnetization axis (EAA) of the sample (15). The low-frequency magnetic modulation field Hmod is formed by the second pair of Fanselau coils (13) connected to the low-frequency current generator (8) and directed parallel to the high-frequency excitation magnetic field (along the EMA of the sample).
Техническая реализация компонентов предлагаемого автоматизированного устройства измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок может быть осуществлена с использованием следующих известных из уровня техники контрольно-измерительных приборов и средств управления:The technical implementation of the components of the proposed automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films can be carried out using the following instrumentation and controls known from the prior art:
- СВЧ-генератор сигналов (5) - генератор сигналов SMB100A («Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG», ФРГ);- microwave signal generator (5) - signal generator SMB100A ("Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG", Germany);
- цифровой осциллограф (6) - цифровой запоминающий осциллограф АКИП-4126/2-Х (АО «ПриСТ», РФ);- digital oscilloscope (6) - digital storage oscilloscope AKIP-4126/2-X (JSC "PriST", RF);
- источник постоянного тока (7) - источник питания постоянного тока АКИП-1142 (АО «ПриСТ», РФ);- direct current source (7) - direct current power supply AKIP-1142 (JSC "PriST", RF);
- генератор тока низкой частоты (8) - генератор сигналов произвольной формы АКИП-3419 (АО «ПриСТ», РФ).- low-frequency current generator (8) - arbitrary waveform generator AKIP-3419 (JSC "PriST", RF).
Блок регистрации образца (3) обеспечивает оптическое считывание штрихового кода, нанесенного на индивидуальный антистатический пакет, в котором образец (15) подается на автоматизированное устройство измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок, с целью получения идентификационного номера образца, и передачу полученного идентификационного номера образца на управляющий компьютер. Формат отображения и принцип его преобразования в последовательность символов изложены в ГОСТ ISO/IEC 15420-2010 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики штрихового кода EAN/UPC».The sample registration unit (3) provides optical reading of a bar code printed on an individual antistatic bag, in which the sample (15) is fed to an automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films, in order to obtain a sample identification number, and transfer the received sample identification number to the control computer . The display format and the principle of its transformation into a character sequence are described in GOST ISO/IEC 15420-2010 “Automatic identification. Bar coding. EAN/UPC Barcode Symbology Specification.
Техническая реализация блока регистрации образца (3) может быть осуществлена с использованием известного из уровня техники оптического считывателя штриховых кодов Voyager ХР 1470g (Honeywell, США).The technical implementation of the sample registration unit (3) can be carried out using the known from the prior art optical barcode reader Voyager XP 1470g (Honeywell, USA).
Контроллер систем перемещения и вращения (4) представляет собой управляющую материнскую плату с размещенными на ней управляющим процессором, источником электропитания и микросхемами управления встроенными приводами системы перемещения чувствительного элемента (16) и системы вращения измерительного столика (17). Контроллер систем перемещения и вращения (4) обеспечивает формирование управляющих воздействий для шаговых электродвигателей с приводными шкивами (16.1) в соответствии с требуемыми параметрами линейного перемещения подвижной каретки (16.8) системы перемещения чувствительного элемента (16). Линейное перемещение подвижной каретки (16.8) в заданном направлении с определенной дискретностью перемещения обеспечивается синхронным изменением направления и угла поворота вала шаговых электродвигателей с приводными шкивами (16.1).The controller of movement and rotation systems (4) is a control motherboard with a control processor placed on it, a power supply and microcircuits for controlling the built-in drives of the sensing element movement system (16) and the measuring table rotation system (17). The controller of the movement and rotation systems (4) provides the formation of control actions for stepper motors with drive pulleys (16.1) in accordance with the required parameters of the linear movement of the movable carriage (16.8) of the sensing element movement system (16). Linear movement of the movable carriage (16.8) in a given direction with a certain discreteness of movement is provided by a synchronous change in the direction and angle of rotation of the shaft of stepper motors with drive pulleys (16.1).
Методика расчета параметров движения двухосной параллельной Н-образной двухкоординатной системы позиционирования изложены, в частности, в [Sollmann K.S. Dynamic Modeling of a Two-Axis, Parallel, H-Frame-Type XY Positioning System / K.S. Sollmann, M.K. Jouaneh, D. Lavender // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. - 2010. - Vol. 15. - No. 2 - P. 280-290].The method for calculating the motion parameters of a biaxial parallel H-shaped two-coordinate positioning system is set out, in particular, in [Sollmann K.S. Dynamic Modeling of a Two-Axis, Parallel, H-Frame-Type XY Positioning System / K.S. Sollmann, M.K. Jouaneh, D. Lavender // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. - 2010. - Vol. 15th - No. 2 - P. 280-290].
Также контроллером систем перемещения и вращения (4) формируются управляющие воздействия для обеспечения углового перемещения измерительного столика, который приводится в движение шаговым электродвигателем системы вращения измерительного столика (17) посредством клиноременной передачи.Also, the controller of the movement and rotation systems (4) generates control actions to ensure the angular movement of the measuring table, which is driven by a stepper motor of the measuring table rotation system (17) by means of a V-belt transmission.
Информационное взаимодействие контроллера систем перемещения и вращения (4) и управляющего компьютера (1) осуществляется в соответствии с требованиями стандарта на способ кодирования информации управляющих программ устройств с числовым программным управлением ГОСТ 20999-83.Information interaction between the controller of the movement and rotation systems (4) and the control computer (1) is carried out in accordance with the requirements of the standard for the method of encoding information of control programs of devices with numerical control GOST 20999-83.
Техническая реализация контроллера систем перемещения и вращения (4) может быть осуществлена с использованием известного из уровня техники платы управления устройств с числовым программным управлением MKS SBASE («Makerbase Co., Ltd», КНР).The technical implementation of the controller of the movement and rotation systems (4) can be carried out using the known from the prior art control board for devices with numerical control MKS SBASE (“Makerbase Co., Ltd”, China).
Устройство хранения информации (2) представляет собой массив жестких магнитных дисков и предназначено для хранения результатов измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок, а также обеспечения доступа к ним по заданному идентификационному номеру образца (15).The information storage device (2) is an array of hard magnetic disks and is intended for storing the results of measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films, as well as providing access to them by a given sample identification number (15).
Известный из уровня техники чувствительный элемент [патент на изобретение RU №2714314 С1, МПК G01R 33/12 (2006.01), опубл. 14.02.2020] состоит из СВЧ-резонатора, подключаемого к СВЧ-генератору сигналов (5), и амплитудного детектора, подключаемого к цифровому осциллографу (6), при этом индуктивная часть СВЧ-резонатора выполнена в виде отрезка проводника и располагается над локальным участком исследуемого образца. Амплитуда колебаний в индуктивной части СВЧ-резонатора фиксируется амплитудным детектором и регистрируется цифровым осциллографом (6).Known from the prior art sensitive element [patent RU No. 2714314 C1, IPC G01R 33/12 (2006.01), publ. February 14, 2020] consists of a microwave resonator connected to a microwave signal generator (5) and an amplitude detector connected to a digital oscilloscope (6), while the inductive part of the microwave resonator is made in the form of a piece of conductor and is located above the local area of the test sample. The oscillation amplitude in the inductive part of the microwave resonator is fixed by an amplitude detector and recorded by a digital oscilloscope (6).
Длина индуктивной части СВЧ-резонатора определяет размеры исследуемой области исследуемого образца (15) и может изменяться в широких пределах, например, от 0,25 до 25 мм. Для этого изготавливают ряд сменных чувствительных элементов с разной длиной индуктивной части СВЧ-резонатора, что дает возможность изменения степени локальности проводимых измерений в широких пределах.The length of the inductive part of the microwave resonator determines the dimensions of the investigated region of the sample (15) and can vary over a wide range, for example, from 0.25 to 25 mm. To do this, a number of replaceable sensitive elements are made with different lengths of the inductive part of the microwave resonator, which makes it possible to change the degree of locality of the measurements carried out over a wide range.
В памяти управляющего компьютера (1) установлена программа управления автоматизированным устройством измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок, которая может быть реализован в виде программного модуля с применением инструментальных средств системы программирования Windows Presentation Foundation (WPF), использующих расширяемый язык разметки XAML.In the memory of the control computer (1) there is a control program for an automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films, which can be implemented as a software module using the tools of the Windows Presentation Foundation (WPF) programming system using the extensible XAML markup language.
Программа управления автоматизированным устройством измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок обеспечивает выполнение следующих функций:The control program for an automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films provides the following functions:
- регистрация образца (15) ферромагнитной пленки по идентификационному номеру образца, считанному блоком регистрации образца (3);- registration of a sample (15) of a ferromagnetic film according to the sample identification number read by the sample registration unit (3);
- оперативное управление контрольно-измерительным оборудованием, входящим в состав предлагаемого устройства: СВЧ-генератором сигналов (5), цифровым осциллографом (6), источником постоянного тока (7), генератором тока низкой частоты (8);- operational control of control and measuring equipment that is part of the proposed device: microwave signal generator (5), digital oscilloscope (6), direct current source (7), low frequency current generator (8);
- расчет параметров линейного перемещения чувствительного элемента и углового перемещения измерительного столика в зависимости от текущих координат чувствительного элемента и угла поворота измерительного столика;- calculation of the parameters of the linear displacement of the sensitive element and the angular displacement of the measuring table depending on the current coordinates of the sensitive element and the angle of rotation of the measuring table;
- формирование управляющих команд для систем перемещения чувствительного элемента (16) и вращения измерительного столика (17) в соответствии с форматом, определяемым требованиями ГОСТ 20999-83 и их передача контроллеру систем перемещения и вращения (4);- formation of control commands for the systems of movement of the sensitive element (16) and rotation of the measuring table (17) in accordance with the format determined by the requirements of GOST 20999-83 and their transmission to the controller of the movement and rotation systems (4);
- визуализация результатов измерения распределения величины поля анизотропии по поверхности образца (15) ферромагнитной пленки;- visualization of the results of measuring the distribution of the anisotropy field over the surface of the sample (15) of the ferromagnetic film;
- протоколирование и запись на устройство хранения информации (2) результатов измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок, их привязка к идентификационному номеру образца.- logging and recording on the information storage device (2) the results of measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films, linking them to the identification number of the sample.
Рассмотрим процесс функционирования заявляемого автоматизированного устройства измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок.Consider the operation of the proposed automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films.
Перед началом процесса измерений, осуществляется регистрация поступившего образца (15) с использованием блока регистрации образца (3), при этом осуществляется считывание индивидуального штрихового кода, который содержит идентификационный номер образца (15) ферромагнитной пленки контроля в графической форме.Before starting the measurement process, the incoming sample (15) is registered using the sample registration unit (3), while reading an individual bar code that contains the sample identification number (15) of the ferromagnetic control film in graphic form.
Исследуемый образец (15) ферромагнитной пленки размещается на измерительном столике (14) таким образом, чтобы предполагаемое направление оси тяжелого намагничивания (ОТН) образца (15) было направлено вдоль оси Y перемещения чувствительного элемента (10) и, одновременно, вдоль оси первой пары катушек Фанселау (12).The investigated sample (15) of the ferromagnetic film is placed on the measuring table (14) in such a way that the assumed direction of the axis of heavy magnetization (HMA) of the sample (15) is directed along the Y axis of movement of the sensitive element (10) and, simultaneously, along the axis of the first pair of coils Fanselau (12).
Постоянное магнитное поле смещения Нем формируется первой парой катушек Фанселау (12), подсоединенных к источнику постоянного тока (7). Низкочастотное магнитное поле модуляции НМОД формируется второй парой катушек Фанселау (13), подсоединенных к генератору тока низкой частоты (8). Напряженность формируемых однородных магнитных полей определяется параметрами источника постоянного тока (7) и генератора тока низкой частоты (8): состоянием выхода, значениями напряжения и тока на выходе, заданными пользователем на графическом интерфейсу программы управления автоматизированным устройством измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок.A constant bias magnetic field Nem is formed by the first pair of Fanselau coils (12) connected to a DC source (7). The low-frequency magnetic modulation field H MOD is formed by a second pair of Fanselau coils (13) connected to a low-frequency current generator (8). The strength of the generated uniform magnetic fields is determined by the parameters of the DC source (7) and the low-frequency current generator (8): the output state, the output voltage and current values specified by the user on the graphical interface of the control program for the automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films.
Частота СВЧ-генератора сигналов (5) устанавливается равной резонансной частоте индуктивной части СВЧ-резонатора по максимуму постоянной составляющей сигнала на выходе амплитудного детектора чувствительного элемента (3).The frequency of the microwave signal generator (5) is set equal to the resonant frequency of the inductive part of the microwave resonator according to the maximum constant component of the signal at the output of the amplitude detector of the sensitive element (3).
Высокочастотное магнитное поле возбуждения НВЧ формируется индуктивной частью СВЧ-резонатора и направлено перпендикулярно полю НСМ, т.е. вдоль оси легкого намагничивания (ОЛН) образца (15).The high-frequency excitation magnetic field Н HF is formed by the inductive part of the microwave resonator and is directed perpendicular to the field Н SM , i.e. along the easy magnetization axis (EAA) of the sample (15).
Пользователем вводятся параметры линейного чувствительного элемента (10) в соответствии с линейными размерами образца ферромагнитной пленки:The user enters the parameters of the linear sensing element (10) in accordance with the linear dimensions of the ferromagnetic film sample:
- начальное значение координаты X плоскости образца;- initial value of the X coordinate of the sample plane;
- шаг перемещения чувствительного элемента по координате X плоскости образца;- step of moving the sensitive element along the X-coordinate of the sample plane;
- конечное значение координаты X плоскости образца;- final value of the X coordinate of the sample plane;
- начальное значение координаты Y плоскости образца;- initial value of the Y coordinate of the sample plane;
- шаг перемещения чувствительного элемента по координате Y плоскости образца;- step of moving the sensitive element along the Y-coordinate of the sample plane;
- конечное значение координаты Y плоскости образца.- the final value of the Y coordinate of the sample plane.
Линейное перемещении чувствительного элемента (10) осуществляется системой перемещения чувствительного элемента (16) вдоль координатных осей X и Y плоскости образца таким образом, чтобы предназначенный для измерений участок образца (15) оказался на оси чувствительного элемента и в процессе измерений магнитных характеристик была охвачена вся площадь образца.The linear movement of the sensitive element (10) is carried out by the system of moving the sensitive element (16) along the coordinate axes X and Y of the sample plane in such a way that the sample area (15) intended for measurements is on the axis of the sensitive element and in the process of measuring the magnetic characteristics the entire area is covered sample.
Пользователем вводятся параметры углового перемещения измерительного столика (14):The user enters the parameters of the angular displacement of the measuring table (14):
- начальное значение угла поворота ϕ измерительного столика;- initial value of the angle of rotation ϕ of the measuring table;
- шаг угла поворота ϕ измерительного столика;- step angle of rotation ϕ of the measuring table;
- конечное значение угла поворота ϕ измерительного столика.- final value of the angle of rotation ϕ of the measuring table.
Угловое перемещении измерительного столика (14) осуществляется системой вращения измерительного столика (17) таким образом, чтобы в процессе измерений магнитных характеристик образца (15) ферромагнитной пленки измерительный столик (14) описал полную окружность.The angular movement of the measuring table (14) is carried out by the system of rotation of the measuring table (17) so that in the process of measuring the magnetic characteristics of the sample (15) of the ferromagnetic film, the measuring table (14) describes a full circle.
Непосредственно процесс измерения магнитных характеристик образца (15) ферромагнитной пленки осуществляется по следующему алгоритму:Directly the process of measuring the magnetic characteristics of the sample (15) of the ferromagnetic film is carried out according to the following algorithm:
1) задание значения напряженности постоянного магнитного поля смещения НСМ;1) setting the value of the strength of the constant magnetic field displacement H CM ;
2) поворот измерительного столика с размещенным на нем образцом на заданный угол ϕ1;2) rotation of the measuring table with the sample placed on it at a given angle ϕ 1 ;
3) перемещение чувствительного элемента (10) в точку поверхности образца (15) с заданными координатами X1 и Y1;3) moving the sensitive element (10) to a point on the surface of the sample (15) with the given coordinates X 1 and Y 1 ;
4) регистрация цифровым осциллографом (6) амплитуды колебаний на выходе чувствительного элемента (10);4) registration by a digital oscilloscope (6) of the amplitude of oscillations at the output of the sensitive element (10);
5) сохранение текущего значения амплитуды колебаний на выходе чувствительного элемента (10) в устройстве хранения информации (2) с указанием параметров Х1, Y1, ϕ1 и НСМ;5) saving the current value of the oscillation amplitude at the output of the sensitive element (10) in the information storage device (2) indicating the parameters X 1 , Y 1 , ϕ 1 and H SM ;
6) поворот измерительного столика (14) с размещенным на нем образцом на угол ϕ2>ϕ1;6) rotation of the measuring table (14) with the sample placed on it at an angle ϕ 2 >ϕ 1 ;
7) расчет значений координат Х2 и Y2 точки поверхности образца (15) с учетом поворота системы координат X0Y на угол ϕ2;7) calculation of X 2 and Y 2 coordinates of the sample surface point (15) taking into account the rotation of the X0Y coordinate system by the angle ϕ 2 ;
8) перемещение чувствительного элемента (10) в точку поверхности образца (15) с заданными координатами Х2 и Y2;8) moving the sensitive element (10) to a point on the surface of the sample (15) with the given coordinates X 2 and Y 2 ;
9) регистрация цифровым осциллографом (6) амплитуды колебаний на выходе чувствительного элемента (10);9) registration by a digital oscilloscope (6) of the amplitude of oscillations at the output of the sensitive element (10);
10) сохранение текущего значения амплитуды колебаний на выходе чувствительного элемента (10) в устройстве хранения информации (2) с указанием параметров Х2, Y2, ϕ2 и НСМ;10) saving the current value of the oscillation amplitude at the output of the sensitive element (10) in the information storage device (2) indicating the parameters X 2 , Y 2 , ϕ 2 and H CM ;
11) повторение пунктов 2-10 для ϕ=0…360°, при этом максимальные значения координат X и Y ограничены линейными размерами образца (15);11) repetition of points 2-10 for ϕ=0…360°, while the maximum values of the X and Y coordinates are limited by the linear dimensions of the sample (15);
12) повторение пунктов 1-11 для заданного пользователем диапазона значений напряженности постоянного магнитного поля смещения НСМ с заданным шагом.12) repetition of points 1-11 for a user-specified range of values of the strength of the constant magnetic field displacement H CM with a given step.
Методика расчета значений координат X и Y точки поверхности образца с учетом поворота системы координат X0Y на угол ϕ предполагает расчет элементов матрицы поворота в двумерном пространстве, который изложен, в частности, в изложенного, в частности, в [Лурье А.И. Аналитическая механика. М. Государственное издательство физико-математической литературы, 1961. 824 с.].The method for calculating the values of the coordinates X and Y of a point on the surface of the sample, taking into account the rotation of the X0Y coordinate system by the angle ϕ, involves the calculation of the elements of the rotation matrix in two-dimensional space, which is described, in particular, in the stated, in particular, in [Lurie A.I. Analytical mechanics. M. State publishing house of physical and mathematical literature, 1961. 824 p.].
После завершения процесса измерения магнитных характеристик образца (15) ферромагнитной пленки программой управления автоматизированным устройством измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок выполняется визуализация результатов измерения распределения величины поля анизотропии по поверхности образца (15) ферромагнитной пленки с формированием контурной карты распределения поля анизотропии. При этом для точек поверхности образца (15) с координатами Х1 и Y1 фиксируется максимальная величина поля анизотропии образца для полного диапазона напряженности постоянного магнитного поля смещения Нем и угла поворота измерительного столика ϕ.After the completion of the process of measuring the magnetic characteristics of the sample (15) of the ferromagnetic film, the control program for the automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films visualizes the results of measuring the distribution of the anisotropy field over the surface of the sample (15) of the ferromagnetic film with the formation of a contour map of the distribution of the anisotropy field. In this case, for points of the sample surface (15) with coordinates X 1 and Y 1 , the maximum value of the sample anisotropy field is fixed for the full range of the strength of the constant magnetic displacement field Nem and the angle of rotation of the measuring table ϕ.
Таким образом, предлагаемое автоматизированное устройство измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок позволяет проводить цикл измерений характеристик образца ферромагнитной пленки в автоматизированном режиме с непрерывной регистрацией величины поля анизотропии по площади образца и формированием контурных карт распределения величины поля анизотропии по площади образца ферромагнитной пленки, что позволяет определить оптимальные параметры раскроя ферромагнитных пленок и сократить затраты при изготовлении датчиков слабых магнитных полей с использованием ферромагнитных пленок в качестве чувствительного элемента в условиях серийного производства.Thus, the proposed automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films makes it possible to carry out a cycle of measuring the characteristics of a ferromagnetic film sample in an automated mode with continuous recording of the anisotropy field value over the sample area and the formation of contour maps of the anisotropy field distribution over the area of the ferromagnetic film sample, which allows you to determine the optimal parameters cutting ferromagnetic films and reduce costs in the manufacture of sensors of weak magnetic fields using ferromagnetic films as a sensitive element in mass production.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774859C1 true RU2774859C1 (en) | 2022-06-23 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4310798A (en) * | 1978-11-30 | 1982-01-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus for measuring magnetostriction constant |
| RU2712926C1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Thin-film magnetic field of weak magnetic fields |
| RU2714314C1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method of measuring magnetic characteristics of ferromagnetic films and device for its implementation |
| RU2747595C1 (en) * | 2020-10-13 | 2021-05-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр "Сибирского отделения Российской академии наук" | Device for measuring parameters of thin magnetic films by method of ferromagnetic resonance at radio frequencies |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4310798A (en) * | 1978-11-30 | 1982-01-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus for measuring magnetostriction constant |
| RU2714314C1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method of measuring magnetic characteristics of ferromagnetic films and device for its implementation |
| RU2712926C1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Thin-film magnetic field of weak magnetic fields |
| RU2747595C1 (en) * | 2020-10-13 | 2021-05-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр "Сибирского отделения Российской академии наук" | Device for measuring parameters of thin magnetic films by method of ferromagnetic resonance at radio frequencies |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105652223B (en) | Magnetic field measuring method and magnetic field measuring apparatus | |
| CN102853760B (en) | Method for calibrating verticality of magnetic shaft of three-shaft magnetic sensor | |
| CN102252969B (en) | Magneto-optic Kerr effect and magnetocrystalline anisotropy field measurement system and measurement method | |
| CN113325353A (en) | Magnetometer spatial attitude calibration method and system | |
| US20200069293A1 (en) | Fused ultrasound and magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP6521248B2 (en) | Magnetic field measuring method and magnetic field measuring apparatus | |
| CN112130217A (en) | System and method for electrically detecting included angle between geometric axis and magnetic axis of coil vector magnetometer | |
| RU2774859C1 (en) | Automated device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic films | |
| US10782371B2 (en) | NMR apparatus with permanent magnets, magnetic field sensors, and magnetic coils | |
| JPH09243725A (en) | Method of measuring magnetic distribution, magnetic distribution measuring device, and magnetic detector plate | |
| RU2654967C1 (en) | Method of measuring the characteristics of the magnetic field | |
| Krishnan et al. | Harmonic detection of multipole moments and absolute calibration in a simple, low-cost vibrating sample magnetometer | |
| CN107966670B (en) | Superconducting full-tensor detection device and superconducting full-tensor detection method | |
| Voulgaraki et al. | Theoretical simulations and quantitative magnetic field measurements for eddy-current testing with an HTS SQUID system | |
| GRAHAM | Preliminary account of a refined technique for magnetic susceptibility anisotropy measurement of rocks | |
| JP7031085B1 (en) | Detection method, detection system, program and recording medium | |
| RU2775608C1 (en) | Automated workstation for measuring the multidimensional distribution of the magnetic field | |
| CN115856727A (en) | SERF system and method for simultaneously measuring rotation and magnetic field by using diatomic air chamber | |
| JP2013120080A (en) | Magnetic field measuring method and device | |
| US3387377A (en) | Magnetometer utilizing a magnetic core rotated within a stationary coil perpendicular to the coil axis | |
| JP2005189200A (en) | Magnetic vector measuring instrument | |
| WO2002068980A1 (en) | Vector kerr magnetometry | |
| EP1353168A2 (en) | Apparatus for monitoring extent of cure of a coating | |
| RU2130619C1 (en) | Magnetometric device determining angular position of body (versions) | |
| Beardslee et al. | Optimal measurement point selection for resonant ultrasound spectroscopy of complex-shaped specimens using principal component analysis |