DOKUMENTENNAME:
Pflichtenheft: RTK-Steuerprogramm
Hauptfunktion: Topographie
Teilfunktion: Einstellen der Parameter für die
Topographie
Dokumentversion: v3.0 (03.November 2000)
Autoren:
M. Gollnick, U.Sacklowski
Zustand: in Bearbeitung
Inhalt
1. Überblick
2. Funktionale Beschreibung
2.1 Topographie mit Einfachbelichtung
2.2 Topographie mit Mehrfachbelichtung
2.3 Arbeitspunkt spezifizieren
2.4 Abnormale Ausnahmebehandlung
2.5 Start und Beendigung der Teilfunktion
3. Benutzerschnittstelle
3.1 Dialogbox 'Einstellungen Topographie'
3.1.1 Steuerung
3.1.2 Eingaben/Ausgaben und Prüfung
4. Daten
4.1 .ini-Datei
5. Testfälle
6. Fehler und Änderungswünsche
6.1 Fehler aus Nutzersicht
6.2 Änderungswünsche
7. Offene Fragen
1. Überblick
Die Teilfunktion 'Einstellen der Parameter für die Topographie' ist
Teil des Topographie-Gesamtvorganges (Dokument: 'Topographie-Gesamtvorgang').
Dort ist sowohl ihre Einordnung in den Gesamtvorgang beschrieben, als auch
der fachliche Hintergrund.
Mit der Teilfunktion 'Einstellen der Parameter für die Topographie'
sind vor dem Start und der Kontrolle der Topographie alle dafür relevanten
Angaben eingebbar.
2. Funktionale Beschreibung
DIALOGBOX:
2.1 Topographie mit Einfachbelichtung
Bei der Topographie mit Einfachbelichtung wird während des Topographievorganges
die gesamte Meßanlage (einschließlich der Probenorientierung)
in unveränderter Anordnung gehalten. Die Fotoplatte wird für
mehrere Stunden belichtet. Bei Abweichungen von der Meßanordnung
gegenüber dem Startzeitpunkt über einen vorgegebenen Bereich
hinaus, wird die Probe mit dem Ziel nachgeregelt, um die Bedingungen, wie
sie zum Startzeitpunkt vorgelegen haben, wieder herzustellen.
Im Einzelnen werden eingestellt:
-
Die Belichtungszeit der Fotoplatte ('Belichtungszeit')
-
Der Detektor zur Kontrolle der Meßbedingungen ('Detektor'). Veränderungen
der Bedingungen, wie eine thermische Verformung der Anlage während
der Messung oder eine Veränderung der Intensität der Röntgenquelle,
zeigen sich in einer veränderten vom Detektor gemessenen Impulsrate
(Counts je Zeitintervall). Zur Ermittlung der Impulsrate werden die Zählzeit
und die maximale Impulsrate angegeben (Detektor-Parameter: Zeit, Counts).
Die maximale Impulsrate gibt den Maximalwert an, den der Detektor zählen
darf. Wird diese vor dem Ablauf der Zählzeit erreicht, wird die max.
Impulsrate auf die Zählzeit hochgerechnet. Anschließend beginnt
ein neues Zeitintervall.
Beide Angaben sind durch ein log. ODER verknüpft.
-
Angaben zur Belichtungsregelung. Der Detektor mißt ständig die
Impulszahl je Zeitintervall (vorangegangener Anstrich). Weicht die aktuell
gemessene Impulszahl von der bei Messungsbeginn (am Arbeitspunkt) um mehr
als einen vorgegebenen Prozentsatz ab (Belichtungsregelung: Bereich), so
wird nachgeregelt. Die Nachregulierung erfolgt schrittweise (Belichtungsregelung:
Schritt). Zur Regelung wird der Motor (Actuator) benutzt. In der Regel
ist dies der Motor 'Beugung fein'. Dieser wird so lange nachgeregelt, bis
sich die vom Detektor gemessene Impulszahl wieder im Toleranzbereich befindet.
Erforderliche Parameter: Motor (Actuator); Detektor, Detektor-Parameter:
Zeit, Counts; Belichtungsregelung: Bereich, Schritt; Belichtungszeit
2.2 Topographie mit Mehrfachbelichtung
Bei der Topographie mit Mehrfachbelichtung wird während des Topographievorganges
die Probe segmentweise belichtet - beginnend mit dem am weitesten links
liegenden und mit dem am weitesten rechts liegenden endend. Beim Wechsel
von einem Segment zum nächsten wird die Probe mittels des Motors (Actuator)
um einen Winkel gedreht. In der Regel ist dies der Motor 'Beugung fein'.
Dieser Winkel, bestimmt in der vorangegangenen manuellen Justage, ist so
gewählt, das die je Segment auf der Fotoplatte entstehenden Teilbilder
dicht nebeneinander liegen, also letztendlich ein zusammenhängendes
Bild ergeben.
Innerhalb der Belichtungszeit eines Segmentes kommt es im Gegensatz
zur Topographie mit Einfachbelichtung zu keiner Regelung.
Ebenfalls gibt es hier keinen Arbeitspunkt.
Ein Detektor ist normalerweise nicht erforderlich. Er wird nur zur Behandlung
der Ausnahmebedingung benötigt (Pkt. 2.4).
Im Einzelnen werden eingestellt:
-
Die Funktion der Mehrfach-Belichtung (Button: 'Mehrfach-Belichtung' ein)
-
Die Belichtungszeit je Segment ('Belichtungszeit'), d.h., die Gesamtbelichtungszeit
ergibt sich mit Segmentanzahl x Belichtungszeit.
-
Die Angaben zur Ansteuerung des ersten Segmentes. Ausgehend von der aktuellen
Motorposition, abzulesen in der Dialogbox 'Manuelle Justage', Beugung fein,
wird hierzu die relative Position des ersten Meßpunktes angegeben
('Startwert'). Die Angabe erfolgt in arcsec. Ein negativer Wert entspricht
einer Lage des Startpunktes links von der aktuellen Position. Das Anfahren
des Meßpunktes erfolgt mit vorgegebener Schrittweite in arcsec (Arbeitspunkt;
Anfahren mit ... arcsec).
-
Die Angabe zur Segmentanzahl ('Anzahl').
-
Die Angaben zur Ansteuerung eines weiteren Segmentes. Erforderlich hierfür
ist der Abstand zwischen zwei Segmenten in arcsec ('Schrittweite') und
die Angabe zum Anfahren des Segmentes, die wiederum über die vorgegebene
Schrittweite in arcsec (Arbeitspunkt; Anfahren mit ... arcsec) erfolgt.
Erforderliche Parameter: Motor (Actuator); Mehrfach-Belichtung: Button,
Anzahl, Schrittweite, Startwert; Arbeitspunkt: Anfahren mit
Inaktive Parameter (ausgegraut): Arbeitspunkt: Lage; Belichtungsregelung:
Bereich; eigentlich auch Belichtungsregelung: Schritt
2.3 Arbeitspunkt spezifizieren
Bei einer Topographie mit Einfachbelichtung sind die Lage und der Wert
des Arbeitspunktes bezüglich des Peaks einschließlich der Anfahrgeschwindigkeit
anzugeben. Der Punkt kann auf der linken (neg. Wert) oder auf der rechten
Flanke (pos. Wert) liegen. Der Wert entspricht dem prozentualen Anteil
von der Impulszahl am Peak. Angefahren wird der Arbeitspunkt mit der vorgegebener
Schrittweite in arcsec (Arbeitspunkt; Anfahren mit ... arcsec).
Erforderliche Parameter: Motor (Actuator); Arbeitspunkt: Lage, Anfahren
mit
Diese Angaben sind nur erforderlich, wenn bei der anschließenden
Topographie mit Einfachbelichtung die Funktion 'Startposition einstellen'
aktiviert wird. Ein Arbeitspunkt könnte auch schon durch die manuelle
Justage eingestellt sein.
2.4 Abnormale Ausnahmebehandlung
Eine abnormale Ausnahmebehandlung ist nur für den Fall der
Topographie mit Einfachbelichtung vorgesehen. Hier würde bei
einer Abweichung der Detektor-Impulsrate über eine vorgegebene prozentuale
Abweichung von der anfänglichen Impulsrate am Arbeitspunkt hinaus
(Belichtungsregelung: Bereich), der Motor mit dem Ziel nachgeregelt werden,
wieder in den Bereich der anfängliche Zählrate zu gelangen. Ist
nun z.B. die Röntgenquelle ausgefallen und die Detektorimpulsrate
damit fast Null (Rauschen + Höhenstrahlung), würde der Motor
ohne Ende nachgeregelt werden. Diesen Fall fängt man durch die Angabe
der maximalen Abweichung des Motors gegenüber der Stellung am Arbeitspunkt
ab. Die Angabe erfolgt in +/- ... arcsec (Actuator, Beschränkung auf:
+/- ... Sekunden). Bei Erreichung dieser Abweichung erfolgt eine Programmnachricht
und das Programm bleibt stehen (was heißt dies?).
Erforderlicher Parameter: Beschränkung auf: +/- ... Sekunden
(Da es sich hier um keine Zeiteinheit handelt, wäre statt Sekunden
arcsec besser.)
Solche Ausnahmebedingungen werden nicht bei der Topographie mit Mehrfachbelichtung
abgefangen. Hier würde die Belichtung (?) mit der Steuerung zwischen
den noch anstehenden Segmenten weitergeführt werden, allerdings für
die Fotoplatte ohne Wirkung.
2.5 Start und Beendigung der Teilfunktion
Start: Die Dialogbox wird geöffnet:
-
über das Menü: Einstellungen, Topographie ...
-
über den Button 'Einstellungen' in der Dialogbox 'Topographie'; hier
nur mit begrenzten aktiven Feldern.
Beendigung: Die Dialogbox wird geschlossen:
-
über die Buttons Abbrechen und OK
-
über den Windows-Button 'x'
3. Benutzerschnittstelle
3.1 Dialogbox 'Einstellungen Topographie'
DIALOGBOX:
3.1.1 Steuerung
-
Die Dialogbox ist mausgesteuert
-
zum nächsten Dialogfeld: mit Tab-Taste
-
Das Dialogfeld für die Auswahl des Detektors und der Button für
die Mehrfachbelichtung lassen sich nicht per Tab-Taste erreichen.
-
Drücken der RETURN Taste in einem Eingabefeld entspricht der Betätigung
des "OK"-Buttons.
3.1.2 Eingaben/Ausgaben und Prüfung
a) Gruppenfeld: [Actuator]
-
[Kombinationsliste]: Auswahl des Motors
Der ausgewählte Motor (Actuator) wird im Bedarfsfall zur Bewegung
der Probe benutzt . Angezeigt werden alle in der .ini-Datei spezifizierten
und physisch verfügbaren Motoren:
.ini-Datei: [Motor i], Name=
Sinnvoll ist nur: Name=Beugung fein
-
Beschränkung auf: Eingabefeld: [+/- ... Sekunden]
Maximale Abweichung vom Arbeitspunkt in arcsec. Fängt abnormale
Ausnahmebedingung ab.
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
--> Defaultwert: 50
zulässiger Wertebereich: [>= 0.01, <= 9999, Schrittweite: 0.01]
Priorität: ?
b) Gruppenfeld: [Arbeitspunkt]
-
Eingabefeld: [Lage ... Prozent]
Angabe, bei welcher prozentualen Teilintensität (Pik = 100%) der
Arbeitspunkt liegen soll. Neg. Wert: links vom Pik. Relevant nur bei der
Topographie mit Einmalbelichtung. Dieser Punkt wird später über
die Operation [Startposition einstellen] in der Topographie-Dialogbox angefahren.
Vorgabewert aus .ini-Datei: [Topographie], WorkPoint
-->Defaultwert aus dem Programm: - 60.0 ( aufgeteilt auf bSmallAngleSide
= TRUE und fWorkPoint = 0.6 )
- zulässiger Wertebereich: [ >= -9999, != 0, <= 99999, Schrittweite:
0.001]
Priorität: ?
-
Eingabefeld: [Anfahren mit ... arcsec]
Schrittweite in arcsec, mit der der Arbeitspunkt bzw. die einzelnen
Segmentpositionen angefahren werden können.
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
--> Defaultwert: 0.3
- zulässiger Wertebereich: [>= 0.0001, <= 99999, Schrittweite:
0.0001]
Priorität: ?
c) Gruppenfeld: [Detektor]
-
Kombinationsfenster: Name des Detektors
Detektor zur Kontrolle des Topographievorganges.
Anzeige aller der in der .ini-Datei spezifizierten und physisch verfügbaren
Detektoren:
.ini-Datei: [Detektor i], Name=
-
Teil-Gruppenfeld: [Detektor-Parameter]
-
Eingabefeld: [Zeit ... sec]
Zeitintervall in Sekunden, in welchem der Detektor die Impulsrate zählt.
.ini-File: [Topographie], ExposureTime
--> Defaultwert aus dem Programm: 10.0
- zulässiger Wertebereich: [>= 0.0001, <= 99999, Schrittweite:
0.0001]
Priorität: ?
-
Eingabefeld: [Counts]
Maximale Impulsrate, die der Detektor zählen darf.
- .ini-File: [Topographie], ExposureCounts
--> Defaultwert aus dem Programm: 10000
- zulässiger Wertebereich: [> 0, <= 999999, Schrittweite: 1]
Priorität: ?
Detektor-Zeit und -Counts sind durch ein log. ODER verknüpft. Bei
Erfüllung einer Bedingung erfolgt eine Reaktion.
d) Gruppenfeld: [Belichtungsregelung]
-
Eingabefeld: [Schritt ... arcsec]
Nachregel-Schrittweite des Motors (Actuator) in arcsec bei der Topographie
mit Einmalbelichtung.
.ini-File: [Topographie], ControlStep
--> Defaultwert aus dem Programm: 0.2
- zulässiger Wertebereich: [>= 0.00001, <= 9999999 Schrittweite:
0.00001]
Priorität: ?
-
Eingabefeld: [Bereich ... Prozent]
Bereich für eine Nachregelung des Motors bei der Topographie mit
Einmalbelichtung.
.ini-File: [Topographie], ControlRange
--> Defaultwert aus dem Programm: 3.0
- zulässiger Wertebereich: [>= 0.01, <= 9999, Schrittweite:
0.01]
Priorität: ?
e) Gruppenfeld: [Belichtungszeit]
-
Eingabefeld: [ ... Minuten]
Einfachbelichtung: Gesamtdauer der gewünschten Belichtung in Minuten
Mehrfachbelichtung: Gesamtdauer der gewünschten Belichtung je
Probensegment in Minuten.
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
--> Defaultwert: 10
- zulässiger Wertebereich: [> 0, <= 999999, Schrittweite: 1]
f) Gruppenfeld: [Mehrfach-Belichtung]
-
Markierungsfeld (Button): [Mehrfach-Belichtung]
Mehrfach-Belichtung gewünscht
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
--> Defaultwert: FALSE ( Button nicht angewählt --> keine Mehrfachbelichtung
)
-
Eingabefeld: [Anzahl ...]
Anzahl der Mehrfach-Belichtungs-Zyklen (der Segmente) mit jeweils in
der [Belichtungszeit] angegebener Zeitdauer.
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
-->Defaultwert: 1 ( war ehemals 3 - siehe Fehler Topographie
Fehler Nr. 3 )
- zulässiger Wertebereich: [> 0, <= 65535, Schrittweite: 1]
Priorität: ?
-
Eingabefeld: [Schrittweite ... arcsec]
Weiterführung der Probe um ... arcsec zwischen den Belichtungs-Zyklen
(zum nächsten Segment)
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
--> Defaultwert: 3.0
- zulässiger Wertebereich: [>= -9999, != 0, <= 99999, Schrittweite:
0.001]
Priorität: ?
-
Eingabefeld: [Startwert ... arcsec]
Relative Position des Startpunktes gegenüber der aktuellen Motorposition
in arcsec. Relevant nur für die Topographie mit Mehrfachbelichtung.
--> fester Vorgabewert aus dem Programm
--> Defaultwert: -20.0
- zulässiger Wertebereich: [>= -9999, <= 99999, Schrittweite:
0.001]
Priorität: ?
g) Aktionsschalter: [Abbrechen]
Dialogbox schließen, bereits eingegebene Werte werden verworfen.
h) Aktionsschalter: [OK]
Dialogbox schließen nach Akzeptanz der eingegebenen Werte. Die
Werte werden nacheinander übernommen. Es erfolgt dabei eine (eingeschräkte)
Wertebereichsüberprüfung. Wird ein Wert nicht akzeptiert, so
wird das Fenster nicht geschlossen, aber die bis dahin schon überprüften
Werte werden ins Programm übernommen. Eine Fehlermitteilung gibt es
nicht.
Die geänderten Werte werden nicht ins .ini-File geschrieben. Eine
Speicherung erfolgt nur programmintern.
Abhängigkeiten zwischen einzelnen Feldern (Integritätsbedingungen)
werden nicht überprüft.
i) Windows Abrechen Button x
Dialogbox wird geschlossen, bereits eingegebene Werte werden verworfen.
4. Daten
Bei unserem System zählen hierzu die Dateien .mak-, .ini-, Log-
und Meßwert-Dateien. Sie sind hier mit ihren wesentlichen Bestandteilen
zu beschreiben. Details fallen in das Design. Des weiteren scheinen Dateibeziehungen
nicht zu existieren, so daß entsprechende Beschreibungsmittel, wie
ER-Diagramm, nicht erforderlich sind.
4.1 .ini-Datei
Die .ini-Datei speichert Vorab-Einstellungen und dient damit der Bereitstellung
bestimmter Initialwerte. Ein Rückschreiben der unter der Topographie
geänderten Werte in die ini-Datei findet nicht statt.
Folgende Abschnitte und Parameter sind in der ini-Datei enthalten:
[Topography]
ShotingTime
Wird nicht eingelesen!
ExposureTime
Detektormeßzeit: Zeitintervall, in welchem der Detektor die Impulsrate
zählt.
Bezugsfeld in der Dialogbox: Detektor, Zeit
ExposureCounts
Detektorcounts: maximale Anzahl Counts eines Zählintervalls
Bezugsfeld in der Dialogbox: Detektor, Counts
Failure
Wird nicht eingelesen!
WorkPoint
Lage des Arbeitspunkts
Bezugsfeld in der Dialogbox: Arbeitspunkt, Lage
MultibleShot
Wird nicht eingelesen!
ControlStep
Schrittweite zum Nachregeln bei Einfachbelichtung
Bezugsfeld in der Dialogbox: Belichtungsregelung, Schritt
ControlRange
Bereich bzgl. der Ausgangsintensität in dem sich die Einfachbelichtung
bewegen darf
Bezugsfeld in der Dialogbox: Belichtungsregelung, Bereich
[Motor i]
Name=
Name des Motors, in der Regel 'Beugung fein '
Bezugsfeld in der Dialogbox: Actuator
[Device2]
Name=
Name des Detektors
Bezugsfeld in der Dialogbox: Detektor
5. Testfälle
Hier sind umfassende Testfälle zu spezifizieren, wie Kombinationen
von Eingabewerten und die Reaktion darauf beim OK- und Abbrechen-Button.
Es ist die Einhaltung der Wertebereichsgrenzen zu prüfen. Bei erneuten
Aufruf des Dialogfensters müssen die zuvor geänderten Werte korrekt
angezeigt werden.
6. Fehler und Änderungswünsche
Bei den Fehlern sind nur solche aus Nutzersicht zu dokumentieren. Fehler aus Entwicklersicht
werden im Web-Dokument 'Analyse und Definition, Fehler
in den Anwendungsfällen, Topographie' beschrieben.
6.1 Fehler aus Nutzersicht
Dokumentiert sind keine. Es gibt jedoch Fälle, wo Werte aus der Dialogbox
nicht in die .ini-Datei übernommen werden.
6.2 Änderungswünsche
-
Bei ungültigen Eingabewerten in die Felder sollte eine Fehlernachricht
erfolgen.
-
Bei der Mehrfachbelichtung erfolgt das Anfahren der Segmente mit der Schrittweite
'Anfahren mit ... arcsec' aus dem Gruppenfeld Arbeitspunkt. Dies ist unglücklich,
da der Arbeitspunkt nur bei der Einfachbelichtung relevant ist. Es ist
daher zu überlegen, ob man die Angabe 'Anfahren mit ... arcsec' auch
in das Gruppenfeld der Mehrfachbelichtung aufnimmt.
7. Offene Fragen
???
(Beispiele hierfür siehe: Pflichtenheft zur 'Probe und Kollimator
manuell einstellen'.)