SurfaceXplorer :: Analysis for Height and Angular Parameters

ОДО "Микротестмашины"

| SurfaceXplorer [Работа с СЗМ-изображениями] > [Анализ]

3.8 Анализ высотных и угловых характеристик СЗМ-изображения

ВНИМАНИЕ! ТРЕБУЕТСЯ ПЕРЕРАБОТКА И АДАПТАЦИЯ К АНАЛИЗУ.

Окно представления данных анализа Histogram предназначено для отображения в графической форме статистических характеристик текущего СЗМ-изображения (рис. 3.8.1).

Окно представления данных анализа отображается в рабочей области окна программы для текущего СЗМ-изображения (активного окна двухмерного представления):
- при выборе команды меню View > Histogram;
- при выборе команды в контекстном меню окна двухмерного представления Histogram;
- при нажатии кнопки на панели инструментов программы.

Рис. 3.8.1 - Окно представления данных анализа Histogram

Окно представления данных анализа имеет фиксированный размер, т.е. изменение его размера не предусматривается.

Заголовок окна отображает:
[Наименование поля данных, для которых производится анализ] - [название окна Histogram]

В верхней части окна размещено графическое поле, в нижней части (под горизонтальной линией) - информационное поле, отображающее статистические и текущие данные в текстовой форме.

В графическом поле представлены следующие диаграммы:

Диаграмма распределения высот (в левой части графического поля) - сочетает гистограмму распределения высот Heigh distribution, % на СЗМ-изображении и опорную кривую Bearing ratio, % для всей его площади. Вертикальные оси диаграммы соответствуют диапазону высот на СЗМ-изображении. При этом левая ось Height проградуирована в физических единицах (например, нм), а правая Relative height - в относительных единицах от 0 для нижней точки до 1 для верхней. На нижней оси нанесена шкала гистограммы распределения высот Heigh distribution, %. Диапазон шкалы определяется максимальным значением частоты встречаемости. Верхняя ось Bearing ratio, % относится к опорной кривой, и ее диапазон составляет 100% (0 - отсутствие материала в поперечном сечении, 100% - сечение полностью пересекает материала образца).

The Abbott-Firestone curve or bearing area curve (BAC) describes the surface texture of an object. In physical terms, it is a plot of the bearing area or bearing length ratio at different heights above the object's general form. Mathematically it is the cumulative probability density function of the surface profile's height and can be calculated by integrating the profile trace. (see http://en.wikipedia.org/wiki/Abbott-Firestone_curve)

На диаграмме распределения высот размещается горизонтальный маркер, позволяющий точно определить значения частоты встречаемости и опорной кривой на данной высоте. Маркер перемещается мышью при нажатой левой кнопке мыши (т.е. перетаскиванием). Предусмотрена также установка маркера на определенной высоте вводом вручную необходимого числового значения в поле ввода ###Marker position панели настройки [Histogram] на вкладке Properties. Текущее значение высоты (в физичесих и относительных единицах), а также соответствующие данной высоте частота встречаемости и значение по опорной кривой приводятся в верхней сторке информационного поля.

Гистограмма распределения локальных углов наклона (в средней части графического поля) - представляет гистограмму для частоты встречаемости углов между нормалями к элементарным площадкам СЗМ-изображения и вертикальной осью - угол a на рис. 3.8.2. Элементарная площадка - участок СЗМ-изображения, определяемый тремя ближайшими точками СЗМ-матрицы (т.е. минимальный треугольник).

Рис. 3.8.2 - Схема определения: угол a - угол наклона между нормалью к элементарной площадке и вертикальной осью; угол b - угол ориентации проекции нормали к элементарной площадке на горизонтальной плоскости СЗМ-изображения

Ориентационная диаграмма (в правой части графического поля) - отображает распределение на горизонтальной плоскости углов ориентации проекций нормалей к элементарным площадкам СЗМ-изображения (угол b на рис. 3.8.2).

Информационное поле окна представления данных анализа отображает в текстовой форме следующие параметры рельефа на СЗМ-изображении.

В верхней строке - параметры для диаграммы распределения высот:
- Height - текущее положение горизонтального маркера на вертикальной шкале высот СЗМ-изображения в физических единицах (фактически - на левой вертикальной оси диаграммы);
- Relative height - текущее положение горизонтального маркера на вертикальной шкале высот СЗМ-изображения в относительных единицах (фактически - на правой вертикальной оси диаграммы);
- Height distribution - текущее значение по гистограмме распределения высот, определяемое положением горизонтального маркера;
- Bearing ratio - текущее значение по опорной кривой, определяемое положением горизонтального маркера.

В средней строке - параметры для гистограммы распределения углов наклона и ориентационной диаграммы:
- Tilt: middle - среднеарифметический угол наклона нормалей к элементарным площадкам;
- Tilt: most frequent - наиболее часто встречаемый угол наклона нормалей к элементарным площадкам;
- Orientation: most frequent - наиболее часто встречаемый угол ориентации проекций нормалей к элементарным площадкам на горизонтальной плоскости.

В нижней строке - параметры шероховатости для участка поверхности, отображаемого анализируемым СЗМ-изображением:

- Hmean - средняя высота СЗМ-изображения (практически - положение среднеарифметической горизонтальной плоскости для всей поверхности на текущей вертикальной шкале высот СЗМ-изображения)
;

- Ra - среднеарифметическая шероховатость
;

- Rq - среднеквадратичное отклонение
;

- Rsk - асимметрия распределения высот (skewness)
;

- Rku - эксцесс распределения высот (kurtosis)
.

В приведенных формулах Nx – количество столбцов СЗМ-матрицы; Ny – количество строк СЗМ-матрицы.

Вариант окна представления данных анализа, отображаемый для линий профиля поперечного сечения (рис. 3.8.3), содержит диаграмму распределения высот и гистограмму распределения углов наклона элементарных участков кривой (отрезков между двумя соседними точками данных). В отличие от диаграмм для всей поверхности, эти представляют анализ для линейных данных, однако параметры определяются аналогичны.

Рис. 3.8.3 - Вариант окна представления данных анализа, отображаемый для линий профиля поперечного сечения

Настройка параметров отображения графической и текстовой информации на диаграммах окна представления данных анализа производится в панели [Histogram] вкладки Properties.

Контекстное меню окна представления данных анализа предоставляет доступ к следующим командам и процедурам:

- Properties (Свойства) - команда вызова панели настройки параметров диаграмм в окне данных анализа [Histogram]. Аналогична команде динамического пункта меню Histogram > Properties. Альтерантивный способ активации панели - двойной щелчок левой кнопкой мыши в окне данных анализа;
- Save tops (Сохранить вершины) - команда сохранения диапазона высот СЗМ-изображения выше текущего положения горизонтального маркера на диаграмме распределения высот (см. пример на рис. 3.8.4 слева). Данная команда имитирует равномерное заполнение впадин на СЗМ-изображении ниже уровня маркера;
- Save valleys (Сохранить впадины) - команда сохранения диапазона высот СЗМ-изображения ниже текущего положения горизонтального маркера на диаграмме распределения высот (см. пример на рис. 3.8.4 справа). Данная команда имитирует равномерное срезание вершин на СЗМ-изображении выше уровня маркера.

Рис. 3.8.4 - Результат сохранения вершин (диапазона выше горизонтального маркера) (слева) и впадин (диапазона ниже горизонтального маркера) (справа) по командам, соответственно, Save tops и Save valleys.

- Show 2D for... > (Показать 2D для...) - вызов подменю для визуализации совместных полей данных в новом окне двухмерного представления;
- Macros > (Макрокоманды) - вызов подменю работы с макрокомандами: редактирвование Edit и запуск макрокоманд из ранее определенного набора.
- Save protocol (Сохранить протокол) - команда записи последовательности произведенных над текущим СЗМ-изображением процедур в файл без изменения исходной матрицы данных. При последующей загрузке этого файла последовательность может быть воспроизведена для автоматического повторения записанных операций и восстановления последнего состояния СЗМ-изображения. Аналогична команде меню File > Save protocol.

Copyright © 2005-2006, Microtestmachines Co.
All rights reserved.