JP2590374B2 - Material testing machine with scanning electron microscope - Google Patents

Material testing machine with scanning electron microscope

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JP2590374B2
JP2590374B2 JP63306600A JP30660088A JP2590374B2 JP 2590374 B2 JP2590374 B2 JP 2590374B2 JP 63306600 A JP63306600 A JP 63306600A JP 30660088 A JP30660088 A JP 30660088A JP 2590374 B2 JP2590374 B2 JP 2590374B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は走査型電子顕微鏡付き材料試験機に関し、特
に繰り返し荷重と同期するとともに負荷軸を表示画面の
水平または垂直軸に合致させて試験片の状態を画像化す
るものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION A. Field of the Invention The present invention relates to a material testing machine with a scanning electron microscope, and more particularly, to a test specimen synchronized with a repetitive load and having a load axis aligned with a horizontal or vertical axis of a display screen. Is an image of the state.

B.従来の技術 例えば、サーボアクチュエータによって疲労試験を行
ないつつ試験片を走査型電子顕微鏡でとらえ、この走査
型電子顕微鏡と同期走査される表示装置(例えばCRT)
に拡大像を表示する走査型電子顕微鏡付き疲労試験機が
知られている。一般には、負荷軸を表示画面の水平軸に
合致させて試験片の画像を表示するが、この種の装置で
は、試験片に働く繰り返し荷重のために走査型電子顕微
鏡の視野内で試験片が振動し、CRTなどの表示装置上の
画像が負荷軸方向である画面水平軸方向に振動する。そ
こで、試験片に与える繰り返し荷重に相当する負荷パタ
ーンを走行型電子顕微鏡の偏向コイルに与え、表示画像
の振動を防止することが試みられている。
B. Prior Art For example, a display device (for example, a CRT) that captures a test specimen with a scanning electron microscope while performing a fatigue test using a servo actuator and scans the specimen synchronously with the scanning electron microscope
There is known a fatigue tester with a scanning electron microscope which displays an enlarged image on a display. Generally, an image of a test piece is displayed by aligning the load axis with the horizontal axis of the display screen. However, in this type of apparatus, the test piece is located within the field of view of the scanning electron microscope due to the repeated load acting on the test piece. Vibrates, and an image on a display device such as a CRT vibrates in the horizontal axis direction of the screen which is the load axis direction. Therefore, it has been attempted to apply a load pattern corresponding to a repetitive load applied to a test piece to a deflection coil of a traveling electron microscope to prevent a display image from vibrating.

C.発明が解決しようとする課題 一方、走査型電子顕微鏡と材料試験機とのマッチング
によっては、走査型電子顕微鏡の対物レンズの焦点距離
を調節する必要があり、焦点距離を調節すると試験片上
での電子線の衝突位置が変り、CRT表示画面の水平軸と
試験片の負荷軸とが必ずしも一致せず、上述した負荷パ
ターンを偏向コイルに与えないときには、第5図(a)
のように画面の水平軸に所定の傾きを持って画像が矢印
のように振動する。そして、上述したように負荷パター
ンに相応する信号を偏向コイルに与えると水平方向(負
荷軸方向)の振動は止まるが、垂直方向の振動は止まら
ず、その画像は第5図(b)の矢印のように振動する。
そのため、従来は、偏向コイルそのものを所定角度回転
させることにより垂直方向の画像の振動を防止してお
り、その調整作業が煩雑であり、電気的に補償すること
が望まれている。
C. Problems to be Solved by the Invention On the other hand, depending on the matching between the scanning electron microscope and the material testing machine, it is necessary to adjust the focal length of the objective lens of the scanning electron microscope. When the collision position of the electron beam changes, the horizontal axis of the CRT display screen does not always coincide with the load axis of the test piece, and the above-described load pattern is not applied to the deflection coil, FIG.
The image vibrates as indicated by the arrow with a predetermined inclination on the horizontal axis of the screen as shown in FIG. When the signal corresponding to the load pattern is given to the deflection coil as described above, the vibration in the horizontal direction (load axis direction) stops, but the vibration in the vertical direction does not stop, and the image is indicated by an arrow in FIG. Vibrates like
Therefore, conventionally, the deflection coil itself is rotated by a predetermined angle to prevent the image from vibrating in the vertical direction, the adjustment work is complicated, and it is desired to compensate electrically.

また、通常、アクチュエータを制御するサーボ装置
は、指令信号発生回路から入力した所定の負荷パターン
の指令信号に従ってアクチュエータを駆動し、試験片に
負荷される荷重が所定の負荷パターンとなるようにフィ
ールドバック制御を行っているが、サーボ系の制御精度
や遅れ時間などにより、負荷パターンの指令信号と実際
の試験片に加わる荷重とは振幅と位相が異なる。したが
って、表示画面の振動を防止するために負荷パターンの
指令信号を走査型電子顕微鏡の偏向コイルに与えると、
試験片の実際の荷重が指令信号と一致していないために
表示画面の振動が充分に抑制できないという問題があ
る。
Usually, a servo device that controls the actuator drives the actuator according to a command signal of a predetermined load pattern input from a command signal generation circuit, and performs a field-back operation so that the load applied to the test piece has a predetermined load pattern. Although control is performed, the amplitude and phase of the load pattern command signal differs from the actual load applied to the test piece due to the control accuracy and delay time of the servo system. Therefore, when a command signal of the load pattern is given to the deflection coil of the scanning electron microscope to prevent the vibration of the display screen,
There is a problem that the vibration of the display screen cannot be sufficiently suppressed because the actual load of the test piece does not match the command signal.

本発明の技術的課題は、偏向コイルを機械的に回転さ
せることなく表示画面上での画像の垂直または水平方向
の振動を防止することにある。
An object of the present invention is to prevent vertical or horizontal vibration of an image on a display screen without mechanically rotating a deflection coil.

D.問題点を解決するための手段 本発明は、試験片を負荷するアクチュエータと、試験
片を所定の負荷パターンで負荷するようアクチュエータ
を制御するサーボ装置と、試験片の表面を負荷軸方向の
X軸およびこれに直交するY軸に関して2次元走査して
検出出力を得る走査型電子顕微鏡と、この走査型電子顕
微鏡の走査と同期して検出出力を走査して画面の水平ま
たは垂直軸に負荷軸を合致させて拡大像を表示するよう
にする表示装置とを備えた走査型電子顕微鏡付き材料試
験機に適用される。
D. Means for Solving the Problems The present invention provides an actuator that loads a test piece, a servo device that controls the actuator to load the test piece in a predetermined load pattern, A scanning electron microscope that obtains a detection output by two-dimensionally scanning the X axis and the Y axis orthogonal thereto, and scans the detection output in synchronization with the scanning of the scanning electron microscope to load the horizontal or vertical axis of the screen. And a display device for displaying an enlarged image with the axes aligned with each other.

そして、上述の技術的課題は次の構成により解決され
る。
The above technical problem is solved by the following configuration.

表示画面の水平または垂直軸に対する任意の角度θを
設定するθ設定手段と、その角度θの余弦cosθを演算
する余弦演算手段と、θの正弦sinθを演算する正弦演
算手段と、試験片に負荷される荷重を検出する荷重検出
手段と、この荷重検出手段により検出された荷重に基づ
いて試験片に生じる繰り返し荷重による振幅Δaを表わ
す振幅信号を出力する振幅信号出力手段と、Δaとcos
θとの積を求める第1の乗算手段と、Δaとsinθとの
積を求める第2の乗算手段とを具備する。
Θ setting means for setting an arbitrary angle θ with respect to the horizontal or vertical axis of the display screen, cosine calculating means for calculating cosine cos θ of the angle θ, sine calculating means for calculating sine sin θ of θ, and load on the test piece Load detection means for detecting a load to be applied, amplitude signal output means for outputting an amplitude signal representing an amplitude Δa due to a repetitive load generated on the test piece based on the load detected by the load detection means, Δa and cos
a first multiplication unit for obtaining a product of θ and a second multiplication unit for obtaining a product of Δa and sinθ.

そして、Δaとcosθの積だけ電子線をX軸方向に偏
向し、Δaとsinθとの積だけ電子線をY軸方向に偏向
しつつ走査する。
The scanning is performed while the electron beam is deflected in the X-axis direction by the product of Δa and cos θ, and the electron beam is deflected in the Y-axis direction by the product of Δa and sin θ.

E.作用 本発明のように電子線を偏向させない場合、繰返し荷
重に伴いおよび焦点距離の調節による試験片上での電子
線の衝突位置の変動に伴い、第5図(a)のように表示
画面上で画像が画面の水平方向に対してある角度θを持
って振動する。そこで本発明では、試験片の実荷重を検
出して荷重により試験片に生じる振幅Δaを求め、この
ように振動する画像のうち水平軸方向の成分は、Δaと
cosθの積だけ電子線をX軸方向に偏向して消滅せしめ
る。また垂直軸方向の成分は、Δaとsinθとの積だけ
電子線をY軸方向に偏向して消滅せしめる。したがっ
て、電子線の2次元走査と共に上述のX,Y軸方向の偏向
を行うことにより、表示画面には、画面の原点に走行中
心が静止した状態で試験片の拡大像が映しだされる。
E. Function In the case where the electron beam is not deflected as in the present invention, the display screen is displayed as shown in FIG. 5 (a) due to the repeated load and the change of the collision position of the electron beam on the test piece by adjusting the focal length. Above, the image vibrates at an angle θ with respect to the horizontal direction of the screen. Therefore, in the present invention, the actual load of the test piece is detected, and the amplitude Δa generated on the test piece by the load is obtained.
The electron beam is deflected in the X-axis direction by the product of cos θ and disappears. The component in the vertical axis direction is deflected in the Y-axis direction by the product of Δa and sin θ and disappears. Therefore, by performing the above-described deflection in the X- and Y-axis directions together with the two-dimensional scanning of the electron beam, an enlarged image of the test piece is displayed on the display screen with the traveling center stationary at the origin of the screen.

F.実施例 第1図〜第4図により一実施例を説明する。F. Embodiment An embodiment will be described with reference to FIGS.

全体構成を示す第1図において、10は走査型電子顕微
鏡であり、電子銃11、走査用偏向コイル12、同期観察用
偏向コイル15、検出部13、試験片室14を有し、試料室14
には、把持具21,22で把持される試験片TPが挿入され
る。走査型電子顕微鏡10でとらえられる試験片TPの拡大
像は表示装置、例えばCRT51で可視化される。すなわ
ち、走査用偏向コイル12とCRT51の走査は同期走査回路5
2により同期がとられており、偏向コイル12により電子
線で試験片TP上をX軸,Y軸(第2図)に関して2次元走
査し、試験片TPの表面から放出されて検出部13で検出さ
れる2次電子または反射電子の強度変化を、走査型電子
顕微鏡10の電子線と同期してCRT51上で走査して拡大像
を表示する。
In FIG. 1 showing the overall configuration, reference numeral 10 denotes a scanning electron microscope, which includes an electron gun 11, a scanning deflection coil 12, a synchronous observation deflection coil 15, a detection unit 13, and a test piece chamber 14.
The test piece TP to be gripped by the grippers 21 and 22 is inserted into. An enlarged image of the test piece TP captured by the scanning electron microscope 10 is visualized by a display device, for example, a CRT 51. That is, the scanning of the scanning deflection coil 12 and the CRT 51 is performed by the synchronous scanning circuit 5.
2, the deflection coil 12 scans the test piece TP two-dimensionally with respect to the X-axis and the Y-axis (FIG. 2) using an electron beam, and is emitted from the surface of the test piece TP. The change in the intensity of the detected secondary electrons or reflected electrons is scanned on the CRT 51 in synchronization with the electron beam of the scanning electron microscope 10 to display an enlarged image.

同期観察用偏向コイル15は、第2図に示すようにX軸
偏向コイル15X1,15X2と、Y軸偏向コイル15Y1,15Y2とを
有し、X軸偏向コイル15X1,15X2は負荷軸方向であるX
軸方向に電子線を偏向し、Y軸方向偏向コイル15Y1,15Y
2は負荷軸の方向と直交するY軸方向に電子線を偏向す
る。その制御は後述する。
As shown in FIG. 2, the synchronous observation deflection coil 15 includes X-axis deflection coils 15X 1 and 15X 2 and Y-axis deflection coils 15Y 1 and 15Y 2 , and the X-axis deflection coils 15X 1 and 15X 2 X which is the load axis direction
The electron beam is deflected in the axial direction, and the Y-axis direction deflection coils 15Y 1 and 15Y
2 deflects the electron beam in the Y-axis direction orthogonal to the direction of the load axis. The control will be described later.

疲労試験機の一方の把持具21は固定され、他方の把持
具22は負荷ロッド23,ロードセル24を介してサーボアク
チュエータ25に接続され、この把持具22を介して試験片
TPが負荷される。サーボアクチュエータ25には油圧源27
から圧油が供給される。
One grip 21 of the fatigue tester is fixed, and the other grip 22 is connected to a servo actuator 25 via a load rod 23 and a load cell 24.
TP is loaded. Hydraulic source 27 for servo actuator 25
Pressure oil is supplied.

操作盤31は、繰り返し荷重を与える負荷パターンを設
定するため第3図に示すような荷重平均値Meanと荷重振
幅Δa′とを入力する操作部と、スロースキャンとラピ
ッドスキャンとを選択する走査速度選択部と、同期観察
用偏向コイル15を手動で制御する手動偏向信号を入力す
る入力部とを有し、各部からの信号がコントローラ32に
入力される。コントローラ32は荷重平均値と荷重振幅を
表わす信号を発振回路33に送り、発振回路33は繰り返し
荷重の負荷パターンに応じた制御設定信号を加え合せ点
34に供給する。この加え合せ点34にはロードセル24から
ロードアンプ26を介して荷重フィードバック信号も供給
され、両入力信号の偏差信号が増幅器35を介してサーボ
アクチュエータ25に供給され、サーボアクチュエータ25
は設定された負荷パターンで試験片TPを負荷する。
The operation panel 31 includes an operation section for inputting a load average value Mean and a load amplitude Δa ′ as shown in FIG. 3 for setting a load pattern for applying a repetitive load, and a scanning speed for selecting slow scan and rapid scan. It has a selection section and an input section for inputting a manual deflection signal for manually controlling the synchronous observation deflection coil 15, and signals from each section are input to the controller 32. The controller 32 sends a signal representing the load average value and the load amplitude to the oscillation circuit 33, and the oscillation circuit 33 adds a control setting signal according to the load pattern of the repetitive load and adds the signal to the matching point.
Supply 34. A load feedback signal is also supplied from the load cell 24 to the combining point 34 via the load amplifier 26, and a deviation signal between the two input signals is supplied to the servo actuator 25 via the amplifier 35.
Loads the test piece TP in the set load pattern.

同期観察回路60は、繰り返し荷重に伴いおよび焦点距
離の調節による試験片上での電子線の衝突位置の変動に
伴い、第5図(a)のようにCRT51画面上で画像がCRT画
面の水平軸方向に対してある角度θを持って振動するの
を防止し、CRT画面上の原点Oに試験片の走査中心を静
止して映しだすものである。この同期観察回路60には、
コントローラ32から平均値信号と手動設定信号とが入力
されるとともに、ロードアンプ26から検出荷重信号が入
力される。
As shown in FIG. 5 (a), the synchronous observation circuit 60 changes the horizontal axis of the CRT screen on the CRT 51 screen as shown in FIG. 5 (a) with the change of the collision position of the electron beam on the test specimen due to the repeated load and the focal length adjustment. This prevents vibration at a certain angle θ with respect to the direction, and projects the scanning center of the test piece at the origin O on the CRT screen in a stationary manner. In this synchronous observation circuit 60,
The average value signal and the manual setting signal are input from the controller 32, and the detected load signal is input from the load amplifier 26.

このような、同期観察回路60の詳細を第4図に示す。 The details of the synchronous observation circuit 60 are shown in FIG.

θ設定器61は、繰り返し荷重に伴い振動する拡大像の
振動方向がX軸となす角度θを設定するもので、調節さ
れる対物レンズの焦点距離に応じて予め決定される角度
θを記憶する。減算器62は、ロードアンプ26の出力であ
る繰り返し荷重の検出信号からコントローラ32の出力で
ある平均値信号を減算し、繰り返し荷重成分から振動成
分のみの信号Δa′を形成する。ゲイン設定器63は、こ
のΔa′に所定のゲインgを掛けΔa(=Δa′×g)
を演算する。ここで、このゲインは試験片の剛性などに
従って決定されるもので、表示画面上で歪量を表示でき
るように定められる。一方、余弦関数発生器64および正
弦関数発生器65は、設定器61から出力される角度信号θ
の余弦cosθ,正弦sinθを演算する。乗算器66,67は、c
osθ,sinθにΔaをそれぞれ乗じΔa・cosθ,Δa・s
inθを演算する。スイッチ68,69は、自動設定の場合に
a接点が閉じ、手動設定の場合にb接点が閉じる。自動
設定の場合、Δa・cosθがX軸偏向コイル15X1,15X
2に、Δa・sinθがY軸偏向コイル15Y1,15Y2にそれぞ
れ入力される。手動設定の場合、操作盤31から入力され
るX軸偏向信号,Y軸偏向信号が各コイル15X1〜15Y2に入
力される。
The θ setting unit 61 sets the angle θ at which the vibration direction of the enlarged image vibrating with the repeated load forms the X axis, and stores an angle θ that is predetermined according to the focal length of the objective lens to be adjusted. . The subtractor 62 subtracts the average value signal output from the controller 32 from the repetition load detection signal output from the load amplifier 26, and forms a signal Δa ′ of only a vibration component from the repetition load component. The gain setting unit 63 multiplies this Δa ′ by a predetermined gain g, and Δa (= Δa ′ × g)
Is calculated. Here, the gain is determined according to the rigidity of the test piece and the like, and is determined so that the distortion amount can be displayed on the display screen. On the other hand, the cosine function generator 64 and the sine function generator 65 provide the angle signal θ output from the setter 61.
The cosine cos θ and the sine sin θ are calculated. The multipliers 66 and 67 calculate c
multiply osθ and sinθ by Δa, respectively Δa · cosθ, Δa · s
Calculate inθ. The switches 68 and 69 close the contact a in the case of automatic setting, and close the contact b in the case of manual setting. In the case of automatic setting, Δa · cosθ is the X axis deflection coil 15X 1 , 15X
2 , Δa · sin θ is input to the Y-axis deflection coils 15Y 1 and 15Y 2 , respectively. For manual setting, X-axis deflection signal inputted from the operation panel 31, Y-axis deflection signal is input to each coil 15X 1 ~15Y 2.

すなわち、この同期観察回路60は、第2図のようにX
軸に対して角度θ,振幅Δaで振動する画像に対して、
X軸方向には常時Δa・cosθだけ電子線を偏向させ、
Y軸方向には常時Δa・sinθだけ電子線を偏向させ
る。
That is, as shown in FIG.
For an image that vibrates at an angle θ and amplitude Δa with respect to the axis,
In the X-axis direction, the electron beam is always deflected by Δa · cosθ,
The electron beam is constantly deflected by Δa · sin θ in the Y-axis direction.

一方、コントローラ32は走査速度設定信号を同期走査
回路52に供給し、走査型電子顕微鏡10およびCRT51の電
子線の走査速度を設定する。例えば、走査速度は1画面
1/60秒〜数百秒の範囲で設定され、CRT51で通常の映像
を表示する場合は1/60秒に設定され、カメラCRT51上の
表示映像を撮影する場合には、映像の明るさなどに応じ
て十分に露光するに足りる時間、例えば100秒に設定さ
れる。
On the other hand, the controller 32 supplies a scanning speed setting signal to the synchronous scanning circuit 52, and sets the scanning speed of the electron beam of the scanning electron microscope 10 and the CRT 51. For example, the scanning speed is one screen
Set in the range of 1/60 second to several hundred seconds, set to 1/60 second when displaying a normal image on the CRT 51, and when shooting the display image on the camera CRT 51, the brightness of the image etc. Is set to a time sufficient for sufficient exposure, for example, 100 seconds.

次にこのように構成された制御装置の動作を説明す
る。なお、自動設定が選択されスイッチ68,69がa接点
に切換っているとする。
Next, the operation of the control device thus configured will be described. It is assumed that the automatic setting is selected and the switches 68 and 69 are switched to the a contacts.

サーボアクチュエータ25により、第3図に示す荷重平
均値Mean、荷重振幅Δa′の負荷パターンにて繰り返し
疲労試験を行うとする。したがって、コントローラ32
は、荷重平均値Meanを表わす信号と、荷重振幅Δa′を
表わす信号とを発振回路33に送り、発振回路33は第3図
に示す波形信号を加え合せ点34に供給する。またこのと
きコントローラ32は、走査速度設定信号により同期走査
回路52にラピッドスキャンを指令し、同期走査回路52は
1画面を1/60秒で走査するように走査型電子顕微鏡10お
よびCRT51を制御する。
It is assumed that the servo actuator 25 performs a repetitive fatigue test with a load pattern having a load average value Mean and a load amplitude Δa ′ shown in FIG. Therefore, the controller 32
Sends a signal representing the load mean value Mean and a signal representing the load amplitude Δa ′ to the oscillation circuit 33, and the oscillation circuit 33 adds the waveform signal shown in FIG. At this time, the controller 32 instructs the rapid scanning to the synchronous scanning circuit 52 by the scanning speed setting signal, and the synchronous scanning circuit 52 controls the scanning electron microscope 10 and the CRT 51 so as to scan one screen in 1/60 second. .

試験片に働く荷重はロードセル24で検出されロードア
ンプ26で増幅され加え合せ点34にフィードバックされ
る。この加え合せ点34で負荷パターンの波形信号と荷重
信号との偏差がとられ、アンプ35を介してその偏差に相
応する信号がサーボアクチュエータ25に入力される。こ
れにより、サーボアクチュエータ25が駆動され、試験片
に繰り返し荷重が働く。
The load acting on the test piece is detected by the load cell 24, amplified by the load amplifier 26, and fed back to the combining point 34. A deviation between the waveform signal of the load pattern and the load signal is obtained at the addition point 34, and a signal corresponding to the deviation is input to the servo actuator 25 via the amplifier 35. As a result, the servo actuator 25 is driven, and a load is repeatedly applied to the test piece.

このとき、ロードアンプ26の検出信号が同期観察回路
60の減算器62に入力され、ここで検出信号から平均値Me
anが減算され振幅を表わす信号Δa′が演算される。そ
して、ゲイン設定器63でΔaが演算され、乗算器66,67
からΔa・cosθおよびΔa・sinθが演算されて、それ
ぞれX軸偏向コイル15X1,15X2とY軸偏向コイル15Y1,15
Y2に入力される。その結果、電子線は、常時、第2図に
示す試験片の観察領域の原点Oに衝突するようにX,Y軸
方向に偏向される。この電子線は、走査用偏向コイル12
により試験片上を2次元走査するようにも偏向されるか
ら、CRT画面上には上記観察領域の静止拡大像が表示さ
れる。
At this time, the detection signal of the load amplifier 26 is
60 is input to a subtractor 62, where the average value Me is calculated from the detected signal.
An is subtracted to calculate a signal Δa ′ representing the amplitude. Then, the gain setting unit 63 calculates Δa, and the multipliers 66 and 67
Δa · cos θ and Δa · sin θ are calculated from the X axis deflection coils 15X 1 and 15X 2 and the Y axis deflection coils 15Y 1 and 15Y, respectively.
Is input to Y 2. As a result, the electron beam is always deflected in the X and Y axis directions so as to collide with the origin O of the observation area of the test piece shown in FIG. This electron beam is applied to the scanning deflection coil 12
As a result, the specimen is also deflected so as to scan the specimen two-dimensionally, so that a still enlarged image of the observation area is displayed on the CRT screen.

以上では、負荷軸を表示画面の水平方向に合致させる
場合について説明したが、場合によっては垂直方向に負
荷軸を合致させても良い。また、実荷重から入力平均値
を減算して振幅を求めたが、実荷重から計算で振幅を求
めたり、操作部から入力される振幅を直接用いてもよ
い。
In the above, the case where the load axis is matched in the horizontal direction of the display screen has been described. However, in some cases, the load axis may be matched in the vertical direction. In addition, the amplitude is obtained by subtracting the input average value from the actual load. However, the amplitude may be obtained by calculation from the actual load, or the amplitude input from the operation unit may be directly used.

G.発明の効果 以上説明したように本発明によれば、試験片の実荷重
を検出して荷重により試験片に生じる振幅Δaを求め、
表示画面の水平または垂直方向に対して角度θをもって
振動している画像に対して、電子顕微鏡の電子線をΔac
osθだけX軸方向に偏向し、ΔasinθだけY軸方向に偏
向しながら走査するようにしたので、表示画面上におけ
る試験片の拡大像の振動をいずれの方向に対しても正確
に抑制でき、身やすい画像が得られる。
G. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the actual load on the test piece is detected, the amplitude Δa generated on the test piece by the load is determined,
For an image vibrating at an angle θ with respect to the horizontal or vertical direction of the display screen, the electron beam of the electron microscope is Δac
Since scanning is performed while deflected in the X-axis direction by osθ and deflected in the Y-axis direction by Δasinθ, vibration of the enlarged image of the test specimen on the display screen can be accurately suppressed in any direction. Easy images can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図〜第4図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図が全体の概略構成を示すブロック図、第2図が同期観
察用偏向コイルと表示画面上の画像の振動を模式的に示
す斜視図、第3図が負荷パターンを説明するグラフ、第
4図が同期観察回路の詳細を示すブロック図である。 第5図は従来の問題点を説明する図である。 10:走査型電子顕微鏡 12:走査用偏向コイル 13:検出部、14:試料室 15,15X1,15X2:X軸偏向コイル 15Y1,15Y2:Y軸偏向コイル 21,22:把持具、24:ロードセル 25:サーボアクチュエータ 26:ロードアンプ、31:操作盤 32:コントローラ、33:発振回路 51:CRT、52:同期走査回路 60:同期観察回路、61:θ設定器 62:減算器、63:ゲイン設定器 64:余弦関数発生器、65:正弦関数発生器 66,67:乗算器
1 to 4 show one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the overall schematic configuration, FIG. 2 is a perspective view schematically showing a synchronous observation deflection coil and image vibration on a display screen, FIG. 3 is a graph illustrating a load pattern, and FIG. FIG. 3 is a block diagram showing details of a synchronous observation circuit. FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional problem. 10: Scanning Electron Microscope 12: scanning deflection coil 13: detection unit, 14: sample chamber 15,15X 1, 15X 2: X-axis deflection coils 15Y 1, 15Y 2: Y-axis deflection coils 21, 22: gripper, 24: Load cell 25: Servo actuator 26: Load amplifier, 31: Operation panel 32: Controller, 33: Oscillator circuit 51: CRT, 52: Synchronous scanning circuit 60: Synchronous observation circuit, 61: θ setting device 62: Subtractor, 63 : Gain setting unit 64: Cosine function generator, 65: Sine function generator 66,67: Multiplier

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−11761(JP,A) 特開 昭63−85422(JP,A) 特開 平1−197953(JP,A) 特開 昭61−109253(JP,A) 実開 昭57−66854(JP,U) 実開 昭63−56555(JP,U) 特公 昭62−40815(JP,B2)Continuation of the front page (56) References JP-A-50-11761 (JP, A) JP-A-63-85422 (JP, A) JP-A-1-197953 (JP, A) JP-A-61-109253 (JP) , A) Japanese Utility Model Showa 57-66854 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 63-56555 (JP, U) Japanese Patent Publication No. Sho 62-40815 (JP, B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試験片を負荷するアクチュエータと、前記
試験片を所定の負荷パターンで負荷するようアクチュエ
ータを制御するサーボ装置と、前記試験片の表面を負荷
軸方向のX軸およびこれに直交するY軸に関して2次元
走査して検出出力を得る走査型電子顕微鏡と、この走査
型電子顕微鏡の電子線走査と同期して前記検出出力を走
査して画面の水平または垂直軸に負荷軸を合致させて拡
大像を表示するようにする表示装置とを備える走査型電
子顕微鏡付き材料試験機において、前記表示画面の水平
または垂直軸に対する任意の角度θを設定するθ設定手
段と、前記角度θの余弦cosθを演算する余弦演算手段
と、前記θの正弦sinθを演算する正弦演算手段と、前
記試験片に負荷される荷重を検出する荷重検出手段と、
この荷重検出手段により検出された荷重に基づいて前記
試験片に生じる繰り返し荷重による振幅Δaを表わす振
幅信号を出力する振幅信号出力手段と、前記Δaとcos
θとの積を求める第1の乗算手段と、前記Δaとsinθ
との積を求める第2の乗算手段とを具備し、前記Δaと
cosθの積だけ前記電子線をX軸方向に偏向し、前記Δ
aとsinθとの積だけ前記電子線を前記Y軸方向に偏向
しつつ走査することを特徴とする走査型電子顕微鏡付き
材料試験機。
1. An actuator for loading a test piece, a servo device for controlling the actuator so as to load the test piece in a predetermined load pattern, and an X-axis in a load axis direction orthogonal to the X-axis in a load axis direction. A scanning electron microscope for two-dimensionally scanning the Y axis to obtain a detection output, and scanning the detection output in synchronization with the electron beam scanning of the scanning electron microscope to match the load axis with the horizontal or vertical axis of the screen. A material testing machine equipped with a scanning electron microscope having a display device for displaying an enlarged image by means of: a θ setting means for setting an arbitrary angle θ with respect to a horizontal or vertical axis of the display screen; and a cosine of the angle θ. cosine calculating means for calculating cos θ, sine calculating means for calculating sine sin θ of the θ, load detecting means for detecting a load applied to the test piece,
Amplitude signal output means for outputting an amplitude signal representing an amplitude Δa due to a repetitive load generated on the test piece based on the load detected by the load detection means;
first multiplication means for obtaining a product of θ and Δa and sinθ.
And second multiplication means for obtaining the product of
The electron beam is deflected in the X-axis direction by the product of cos θ, and the Δ
A material testing machine with a scanning electron microscope, wherein the scanning is performed while the electron beam is deflected in the Y-axis direction by the product of a and sin θ.
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