直接接触仪器校准系统的制作方法

本申请根据35u.s.c.§119(e)、基于并且要求于2016年2月1日提交的美国临时专利申请序列号62/289,908的权益，出于所有目的其全部内容通过引用并入本文。

其他材料的交叉引用

以下相关申请和材料的全部内入并入本文，出于所有目的：2006年5月9日授权的美国专利no.7,041,481；2010年7月8日公开的美国专利申请公开no.2010/0173394a1；2012年6月21日公开的美国专利申请公开no.2012/0152369a1；2012年7月26日公开的美国专利申请公开no.2012/0190032a1；2012年8月2日公开的美国专利申请公开no.2012/0194805a1；美国专利和josephr.lakowicz，荧光光谱原理(第2版，1999年)(u.s.patentandjosephr.lakowicz,principlesoffluorescencespectroscopy(2nded.1999))。

本公开涉及使用自动化过程来校准仪器以直接确定工具与工作表面之间的机械关系的的系统以及方法。

背景技术：

通常使用运动轴上的传感器来校准仪器以提供固定的基准点。校准通常要求校准模式和/或经过专门培训的人员。相应地，一般在工厂中或技师呼叫服务期间，可能仅仅是偶尔进行校准。相应地，存在对改进的以及自动化的校准方法以及系统的需求。

技术实现要素：

提供用于校准具有工具以及工作表面的仪器的系统和方法。示例性仪器可以包括支撑构件，该支撑构件包括导电表面。仪器也可以包括流体传输设备，该流体传输设备包括具有开口端的导电管。仪器的驱动机构可以包括电机，该电机可操作用于驱动表面和管相对于彼此的沿轴的移动并使其彼此相接触。仪器的电路可以包括电压源以及管。控制模块可以被配置为基于在电路的电特性的所感测到的变化沿轴校准驱动机构与管或表面的位置之间的关系，该变化在管以及表面彼此接触时发生。

附图说明

图1是根据本公开的各方面的具有直接接触校准系统的说明性仪器的示意性框图；

图2是根据本公开的各方面的说明性分压电路以及比较电路的电路图。

图3-5是示出包括图1的仪器的各方面的说明性分压电路的电路图。

图6-7是示出图2的比较电路的不同实施例的示意图。

图8是描绘用于校准具有直接接触校准系统的仪器的说明性过程的步骤的流程图。

具体实施方式

综述

直接接触仪器校准系统和相关方法的各种方面以及示例在下文被描述并在相关联的附图中示出。除非另外指明，本文中直接接触仪器校准系统和/或其各种组件可以但不要求为包含至少一个所描述、示出和/或并入的结构、组件、功能和/或变化。此外，除非特别排除，本文中结合本教导所描述、示出和/或并入的过程步骤、结构、组件、功能和/或变化可以被包括在其他相似的设备以及方法中，其包括在公开的实施例之间是可互换的。以下各种示例的描述本质上仅是说明性的并且绝非旨在限制本公开、其应用或者使用。此外，由以下所描述的示例以及实施例所提供的优点本质上是说明性的且不是所有示例以及实施例提供相同的优势或相同的程度的优势。

某些仪器和设备要求相对于工作表面的工具的精确校准。例如，拾取和放置操作、从分立的容器中吸量以及要求工具或末端执行器与工作表面之间的精确对准的相似行为，其中工具或末端执行器在所述工作表面上或附近进行操作。一般而言，直接接触仪器校准系统可以包括电气电子电路和/或软件模块，其配置为对于与接地工作表面相接触的指示来监视导电工具。使用电阻式分压电路的一般概念，工具与工作表面之间的接触的检测能够随后被用于校准在一条或更多轴上的一个或更多电机控制器。该方法促进仪器或其他设备的自动化校准，由此提高效率、准确度以及精确度。

直接接触仪器校准系统和/或方法的各方面可以作为计算机方法、计算机系统或计算机程序产品被实施。相应地，直接接触仪器校准系统的各方面可采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合软件与硬件各方面的实施例的形式，任何实施例在本文中可被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，直接接触仪器校准系统的各方面可以采用计算机程序产品的形式，该计算机产品在具有在其上被实现的计算机可读程序代码/指令的一个(或多个)计算机可读介质中被实现。

可以利用计算机可读介质的任何的组合。计算机可读介质能够是计算机可读信号介质和/或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括电子、磁、光、电磁、红外线和/或半导体的系统、装置或设备，或这些的任何适当组合。计算机可读存储介质的更具体的示例可以包括以下内容：具有一条或多条线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、光存储设备、磁存储设备、和/或这些和/或类似介质的任何适当组合。在本公开的上下文中，“计算机可读介质”可以包括能够包含或存储由指令执行系统、设备或装置所使用或者与指令执行系统、设备或装置相结合的程序的任何适当有形介质。

计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，该信号具有在其中(例如，在基带中或作为载波的一部分)表达的计算机可读程序代码。这样的传播信号可采取任何多样的形式，包括但不限于电磁的、光学的或其的任何适当组合。计算机可读信号介质可以包括并非计算机可读存储介质的、并且能够传达、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或者与指令执行系统、装置或设备相结合的任何计算机可读介质。

可以使用包括但不限于无线、有线、光纤电缆、rf、或类似物、或这些的任何适当组合的任何合适的介质来传输在计算机可读信号介质上表达的程序代码。

用于执行直接接触仪器校准系统的各方面的操作的计算机程序代码可以以编程语言的一种或任何组合来编写，其包括面向对象的编程语言(诸如java、smalltalk、c++等等)以及常规程序化编程语言(诸如c)。移动应用可以使用包括前面所提到的那些语言以及objective-c、swift、c#、html5等的任何合适的语言来开发。作为部分地在用户的计算机上、部分地在远程计算机上或完全地在远程计算机或服务器上的独立的软件包，该程序代码可以完全地在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上执行。在后一场景中，可通过任何类型的网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))将远程计算机连接至用户的计算机和/或可作出至外部计算机的该连接(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。

以下参考方法、装置、系统和/或计算机程序产品的流程图说明和/或框图来描述直接接触仪器校准系统的各方面。在流程图和/或框图中每个框和/或框的组合可以通过计算机程序指令来实现。计算机程序指令可以提供至通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以生成机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图中指定的功能/动作的手段。

这些计算机程序指令也能够存储在计算机可读介质中，该计算机程序指令能够引导计算机、其它可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式发挥作用，使得存储在计算机可读介质中的指令生成生产协议，该制品包括实现流程图和/或框图的框中指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令也可被加载到计算机、其它可编程数据处理装置和/或其他设备上以使得一系列操作步骤在该设备上被执行以生成计算机实现的过程，从而使得在该计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的框中的指定功能/动作的处理。

在附图中任何流程图和/或框图旨在根据本文中所描述的直接接触仪器校准系统的各方面来示出系统、方法以及计算机程序产品的可能实现的架构、功能和/或操作。就此而言，每个框可以代表代码的模块、片段或一部分，其包括一个或多个用于实现指定逻辑功能的可执行指令。在某些实现中，在框中所指出的功能可以不按照附图中记载的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，相继示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以按相反的顺序来执行。每个框和/或框的组合可以通过执行指定功能或动作的基于硬件的专用系统(或专用硬件以及计算机指令的组合)来实现。

示例、组件以及替换物

以下章节描述示例性直接接触仪器校准系统的所选方面，以及相关系统和/或方法。在这些章节中的示例旨在说明且并不应被解释为限定本公开的整个范围。每个章节可以包括一个或多个有区别的发明和/或上下文或相关的信息、功能、和/或结构。

说明性校准系统

如图1所示，该章节描述具有直接接触校准系统的仪器。该系统是以上大体描述的直接接触校准系统的示例。

图1是具有直接接触校准系统12的仪器10的示意图。仪器10可以包括具有要求校准至受控、接地的工作表面16的可控、至少部分导电的工具14的任何适当的电子仪器。在上下文中，控制包括在一条或多条轴上的受控移动和/或维持固定位置，使得工具14和/或工作表面16可以在操作期间保持静止。在一些示例中，仪器10可包括液滴生成仪器和/或液滴读取仪器，其单独地或共同地可用于利用液滴执行的数字化聚合酶链反应(pcr)试验。这样的仪器可以包括具有导电针的工具以及具有导电台的工作表面。代替地或另外地，这样的仪器可以包括是具有导电入口管/出口管的吸量器的工具、以及提供导电甲板以支撑样品保持器的拥有工作表面的支撑构件。

图1示出工具14以及工作表面16是相对于彼此可移动的。更具体地，工具14、工作表面16或两者可以相对于x、y和z轴的一条或更多是可以移动的。为简单起见，以下描述假设在工作表面16以受控方式沿任何或所有的x、y或z轴相对于工具移动的同时工具14保持静止。

在某些实施例中，工具14可以是驱动流体的移动的流体传输设备。移动可能是流入或流出流体传输设备。相应地，工具14可以是构建为具有端口的吸量器的流体传输设备，在该端口处流体被吸入设备和/或从设备分配出。流体传输设备可以包括正压力/负压力的源(例如，至少一个泵)以及可操作地连接至压力源的针。针可以是中空的以形成管，其可以具有形成设备的入口/出口端口的开口端。开口端可以是管的底端。管的至少一部分可以是导电的，且因此由金属或其它导电材料形成。可操纵工作表面16以将工作表面上的一个或多个位置移至工具14的尖部的某种接近程度范围内。

工件18可以由工作表面16所支撑。例如，工件18可以包括具有各种容器(诸如至少一个井或井的阵列)的样品保持器或盒，其可以包含液体(例如，乳剂)。工具14可以是拥有管的吸量器，其用于移除容器的液体内容物。相应地，工作表面16，在支撑样品保持器时，可以被移至靠近工具14的合适的位置，使得管的底端被插入至工件18的相应的井中，并与其中的液体相接触。在吸量器中生成的真空可以从每个井中将液体吸入至吸量器的管中，且可任选地穿过通道的检测区域，在该检测区域可从液体检测出信号。

为促进这类工件的积极定位，补充性配准特征20a、20b可以被包括在工件18以及工件表面16上。配准特征20a、20b可以包括配置为相对于工作表面16积极地定位工件18(以及其特征，诸如井)的任何适当的补充性结构。在一些示例中，配准特征20a、20b可以包括配置为与阴型插座相配合的阳型凸出物。在一些示例中，配准特征20a、20b可以包括配置为安置在相应通道内的脊。在一些示例中，工件的一部分(诸如乳剂井)可以被安置在工作表面的孔中。配准特征20a、20b促进系统12的、相对于适当配合的工件的特征(诸如井)准确定位工具14的能力。工件无需导电，因为能够使用导电工作表面校准仪器。可以在工件已经被放置在工作表面之前执行校准。在某些情况下，如果可操作地放置的工件阻碍工件与工作表面的接触，则校准必须在不存在工件的情况下执行。在任何情况下，工件的特征的位置或坐标一旦可操作地被放置在工作表面，可以是假定或内插/外插，可视情况而定。

工具14可以包括任何适当的末端执行器、探针、针、移液管、操纵器或其他被配置为与工作表面或工件在其上进行交互的工具，其中工具的至少一部分是导电的。工具14可以相对于校准系统12的特定的电阻性元件具有低电阻，以下进一步描述。工具14可按照可操作方式连接至进行进一步的处理或分析功能的仪器10的一部分。例如，工具14可以包括与液滴读取装置22进行流体通信的吸量器，液体被输送至该液滴读取装置用于进行进一步分析。

工作表面16可以包括具有导电且能够被接地的至少一部分的任何适当的支撑表面。工作表面16可以在一个或更多的方向上(即在一个或更多轴上)可控制地可移动。在其他示例中，工作表面16至少相对于工具可以是固定的或静止的。在一些示例中，工作表面16包括金属台。

提供工作表面16的支撑构件可以具有任何适当的结构。在一些实施例中，支撑构件可以包括具有水平顶面区域和多个侧面区域的金属盘或金属块，该水平顶面区域可以是基本上平面和/或矩形，以及该多个侧面区域从顶面区域可任选地为垂直地向下延伸。侧面区域可以至少部分地形成支撑构件的四个相应侧。第一对侧面区域可以是彼此平行且正交于第二对侧面区域。顶面区域以及侧面区域共同地可以形成支撑构件的导电外部工作表面的至少一部分。当仪器沿z轴被校准时，工具14的末端可以接触支撑构件的顶面区域。当仪器沿x轴或y轴被校准时靠近末端的工具14的横向侧可以接触支撑构件的侧面区域中的适合的一个。

如以上简要描述的，工具和工作表面中的一个或两者可以是平行于x、y和/或z轴可控制地可移动的。例如，包括至少一个驱动电机25的驱动机构24可以被耦合至工具14和/或工作表面16以用于相对于彼此地在一维、二维或三维中和/或沿两条或三条正交轴来定位工作表面和工具。在一些示例中，驱动机构24的分开的驱动电机25可以被提供用于沿至少两条正交轴的每条轴或三条正交轴中的每条轴(即，平行于x、y以及z轴)相对于彼此地对工具以及工作表面进行定位。每个驱动电机25可以包括任何适当的电机，其可被控制从而以足以支持仪器10的一种或多种功能的精度来定位工作表面16(或工具14)。在一些示例中，每个驱动电机25包括步进电机。在一些示例中，每个驱动电机25包括伺服电机。

仪器也包括控制模块26。本文中使用的控制模块可以包括仪器的控制器/处理器、相关联的设备/电路、传感器(例如，电压传感器)、和/或与控制器/处理器相关联的或可由控制器/处理器访问的任何存储器/指令的任何组合或所有。控制模块可与仪器的设备(诸如工具14、读取器22和/或驱动机构24以及其他)的任何适当组合通信、和/或控制模块可被配置/编程以控制仪器的设备(诸如工具14、读取器22和/或驱动机构24以及其他)的任何适当组合的操作。相应地，驱动机构24的各驱动电机25的状态/配置可以由控制模块26来控制。

控制模块26可以存储或否则存取信息，该信息关于在坐标系中电机的位置与被驱动的工作表面(和/或被驱动的工具)之间的关系。相应地，驱动信号可以从控制模块被传递至驱动机构以将工作表面(或工具)重新定位至所选择的x、y和/或z坐标。

在控制模块放置工作表面处的坐标必须与相对于工具的工作表面的实际物理位置准确地相关联。例如，控制模块可以假设在物理空间中有一点，工具的尖部位于该点处，其可以具有坐标(0,0,0)。相似地，可以存在控制模块假设工作表面上的一点已经被放置于相同的坐标(0,0,0)处的驱动机构的配置。(换言之，控制模块假设工具以及工作表面与彼此相接触。)这两点应该本质上是一致的，因为由驱动机构需将工作表面相对于工具尖部准确地定位。相应地，例如如果驱动机构将工作表面移动至与工具尖部相接触以及工作表面的内部计算出的坐标表明不应该已经产生接触，则仪器脱离校准。

基于该原理，考虑到工作表面16以及工具14是导电的，在校准系统12中包括校准模块或连续性电路28。校准模块28可以包括具有电阻式分压器的电路，如以下详细地解释。控制模块26可以感测以及监控电路的电特性以检测该特性的变化。变化表明当至少一个朝向另一个移动时工具14以及工作表面16已经与彼此形成接触。电特性可以是电压、电流、电阻、电容和/或其他，其可以通过控制模块的相应的传感器来感测。

朝向工具14、沿所选择的轴有意地驱动工作表面16，且实际接触的点能够借助电路来确定。接触的检测可以是通过由控制模块的电机控制器直接感测，其中电机控制器直接控制驱动机构的电机中的一个电机的操作。此外地或替代地，基于消息的实现可以包括与电机控制器分开并由通信路径所连接的控制模块的监控设备。在该实现中，每条运动轴可由控制模块的分开的电机控制器所驱动，所有的电机控制器由通用总线所连接。尽管较慢，因为必须在每个移动之间交换消息，所以基于消息的实现可以允许单个的连续性电路来服务多个电机控制器，如果其存在的话。

实际接触点随后可以与在该轴上的期望接触点相比较，且仪器可以基于差异针对该轴进行校准。差异可以是例如电机转数或步进计数的形式，其随后被用于通知控制模块，以及具体地为其合适的电机控制器。例如，可以通过步进电机的负三个计数确定y轴偏离。当沿y轴定位时未来移动可以将此信息纳入考虑。更一般地，对于给定的轴，仪器的校准沿轴建立或调整驱动机构与(被驱动的)工具或(被驱动的)工作表面的位置之间的关系。关系可以被存储在控制模块中，和/或可以例如定义为或对应于工具与工作表面彼此接触处的驱动机构的电机的位置或配置。

因为校准模块28、工具14以及工作表面16是仪器10的整体的一部分，所以不需要特别的固定或手动过程来校准仪器。相应地，该校准能够在任何适当频率下或基于任何适当事件的发生而自动地被执行。例如，校准能够在每一次启动、在相继的工件之间、每天、依需求等等自动地被执行，无需特别的用户培训或另外的装备。此外，这样的校准系统能够检测以及可能校正诸如弯折或遗失工具尖部的异常情况。

说明性校准电路：

如图2-7所示，本章节描述适于用于诸如模块28的校准模块中的分压电路以及相关组件。如上所述，该电路的部分可以包括仪器10相同的部分。

参考图2，总的来说，在上下文中分压电路50可包括一对电阻器，即具有r上的电阻的上电阻器52以及具有r下的电阻的下电阻器54。电阻器可以安排为与具有电压v的电压源65串联。如图2所示，下电阻器54被连接至接地，电压源56也同样被连接至接地。在电阻器之间的指示位置处的感测电压(v感测)则将具有vxr下/(r下+r上)的值。但是，如果低电阻54没有被连接至接地，v感测将具有v的值。相应地，r下以及r上的值可以被选择成当电阻器54连接至接地时在v感测中发生可检测的变化。还可期望选择r下和/或r上的值为使得当电阻器54连接至接地时几乎没有或没有电流流经电阻器54。例如当r上较大且远大于r下时，这两种情况(可检测的变化以及基本上无电流)都将发生。

例如，如果r上是40kohms以及r下是0ohms，且v是五(5)伏，一旦电阻器54连接至接地，则v感测将从5伏变为0伏。重要的是，然而，r下能够为非0且仍然产生相似的变化。例如，在之前的示例中，如果r下为100ohms，则v感测将从5伏变为0.0025伏。

电路的电特性中的变化(诸如v感测)能够使用控制模块的比较器电路58来检测，该比较器电路58将v感测与基准值相比较并基于该比较来生成输出信号。例如，如果v感测小于阈值，可以生成输出来表明下电阻器54连接至接地。在该示例中使用比较器来描述电路58的功能。可以利用任何适当的类比较器的电路来检测v感测中的变化。

转至图3-5，示出电路50的具体示例并通常表示为60。在该示例中，具有r上’的电阻的上电阻器62与工具64以及电压源66电串联。工具64是图2中的电路50的下电阻器54的具体实施例，且假设其具有相对于r上’接近0的r下’的电阻值。接地的工作表面68可以选择性地接触工具64。相应地，工具64与工作表面68之间的接触会将工具64连接至接地。工具64以及工作表面68分别是工具14以及工作表面16的示例，且基本上如上所述。

电路50可以在上电阻器62与工具64之间的位置分路来形成一对支路69a、69b(见图3)。可以经由支路69a感测电路50的电特性。支路69b可以具有开放位置和闭合位置，在该开放位置工具64与工作表面68没有接触，且在该闭合位置工具64与工作表面68彼此接触。当支路68b从开放位置变为闭合位置时，如上所述，电路50的感测到的电特性显著变化，反之亦然。

在一些示例中，电压源66可以具有小于10伏、7伏或5伏等的电压，诸如约3.3伏的电压。在一些示例中，r上’可以大于大约1k、2k、5k或10kohms以及其他，诸如约20k或40kohms。在一些示例中，r下’可以小于大约10k、5k、2k、1k、0.5k或0.2kohms以及其他，诸如约1kohms。

基于以上描述，在工具64没有与表面68接触(见图4)的第一种情况以及工具64与表面68接触(见图5)的第二种情况之间，v感测中的差异可能发生。在可能理想化的情形中，工具64具有可忽略不计的电阻。

如上所述，可以利用各种电路来检测v感测中的变化。在第一示例中，如参看图2所述的，可以使用模拟比较器。如图6所示，在第二示例中，v感测可以电连接至模数转换器(adc)70。在该示例中，可以利用标准钳位二极管布置来保护adc。如果电压的数字值下降到所选择的阈值以下，可以推断出工具与工作表面之间的接触。在第三示例中，可以通过电感耦合至传感器电路(即，没有电连接至v感测)来测量v感测。

如图7所示，在第四示例中，v感测可以被电连接至具有vdd的电源电压的微控制器74的输入引脚72。当v感测为至多在工具被连接至接地时的vdd的百分之二十时，对v感测中的变化的可靠的检测成为可能。给定r上’的已知值，因此可以计算r下’的最大值(工具64的电阻)来提供可靠的检测。相似地，可基于已知工具电阻来计算r上’的最小值。

例如，给定5伏的vdd，当工具接地时最大的v感测应当是1伏(即，5的20％)。相应地，基于如上所述以及在图2中描述的v感测公式，如果r上’是100ohms，则工具电阻的最大值是25kohms。换句话说，r下’应当至多是r上’的四分之一(即，小于大约25％)来保证当将工具接地时对v感测中的变化的可靠的检测。在该示例中工具电阻通常至多为数百ohms来给予充分的误差余量。

说明性方法：

本章节描述用于具有每个都至少部分导电的工具以及工作表面的仪器的自动化校准的说明性方法的步骤，见图8。可以在如下所述的方法步骤中利用如上所述的直接接触仪器校准系统以及分压电路的任何适当方面。在合适处，可以对可以用于实施各个步骤的、之前描述的组件以及系统进行参考。这些参考用于说明，且不旨在对实施所述方法的任何特定步骤的可能方式进行限制。

图8是说明在说明性方法中进行的步骤的流程图，且可能没有列出方法的完整的过程或所有的步骤。图8描绘了通常表示为100的方法的多个步骤，其根据本公开的各方面与仪器校准系统相结合来执行。尽管在以下描述以及在图8中描绘方法100的各种步骤，但是不必执行所有的步骤，且在一些情况下可以以与所示的次序相异的次序来执行。

在步骤102，通过驱动机构的操作，仪器的工具可以被移至靠近工作表面的位置。例如，基于标称系统校准值，工具14可以被移至接近于工作表面16。可基于感兴趣的轴来选择工具以及工作表面的相对位置。例如，工具以及工作表面可沿x轴分开。

在步骤104，通过驱动机构的操作，可以沿感兴趣的轴将工具或工作表面(根据具体情况)一起移动。例如，通过操作x轴驱动电机24可以缓慢地移动工作表面16。在所选择的方向上工作表面可以与工具偏移，且随后可以选择移动的方向使得工作表面移向工具。

在步骤106，使用包括电阻式分压电路的模块可以检测工作表面与工具之间的接触。例如，可以利用校准模块28，其包括诸如50或60的电路。例如，如上所解释的，感测到的电压(例如，v感测)的大小下降至低于所选择的阈值可以表明工作表面与工具之间接触。

在步骤108，停止工具与工作表面之间的相对运动。例如，如果工作表面正在移向工具，系统根据已经产生电接触的指示(见步骤106)将立刻使工作表面停止。为防止损害，也可以立即将工具以及工作表面移开。

在步骤110，可以将在步骤106中确定的实际接触点与期望接触点相比较。例如，控制模块的内部坐标系可以指示在某点处应当已经产生接触，但在实现接触之前需要以超出该点若干计数地驱动电机。或在一些示例中，可能早于预期产生接触。在步骤110中可以计算、记录和/或确定该计数的数量以及误差/偏差的方向。

在步骤112，基于在步骤110中确定的差异来校准系统。例如，基于使该驱动电机开始校准所需的转数或计数的数量和方向可以将偏差施加到感兴趣的轴。

对于每条适用的感兴趣的轴可以重复以上的步骤。

所选择的实施例：

本章节描述直接接触仪器校准系统以及方法的附加的方面以及特征，以一系列段落的形式非限制性地对其进行呈现，为了清楚和有效起见字母数字地对其进行指定。这些段落中的每个能够以任何适当的方式与一个或更多其他的段落和/或与包括在交叉引用中列出的任何材料在内的来自本申请中的其他地方的公开相组合。以下的一些段落可能明显地涉及以及进一步限制其他段落，提供但不限于一些适合组合的示例。

段落a0。设备，该设备包括以任何配置、单独地或与其他这样的特征相组合地包括本文中描述的任何特征。。

段落b0。用于仪器校准的过程，该过程以任何次序、使用任何形式包括本文中描述的任何过程的步骤。

段落c0。仪器，该仪器具有校准系统，包括：(i)导电工作表面，该导电工作表面连接至电接地；(ii)导电工具，该导电工具配置为操纵支撑在工作表面上的工件；(iii)驱动电机，该驱动电机可操作地连接至工作表面或工具，使得驱动电机的操作造成工作表面与工具之间的相对移动；以及(iv)校准模块，该校准模块包括具有电阻器以及电压源的电阻式分压电路，电阻器以及电压源与导电工具电串联；其中，电阻器的电阻至少比工具的电阻大约4倍。

段落c1。段落c0的仪器，其中，工具是静止的且可利用驱动电机可控地可定位工作表面。

段落c2。段落c0或c1的仪器，其中，在电阻器与工具之间的点处感测到的电压与比较器电路进行电通信。

段落c3。段落c2的仪器，其中，比较器电路被配置为当感测电压小于基准值时提供输出信号。

段落c4。段落c3的仪器，其中，工具与工作表面之间的机械接触造成感测电压下降至低于基准值。

段落c5。段落c0至c4中任何段落的仪器，其中，电阻器的电阻大于大约1000ohms且工具的电阻小于大约1000ohms。

段落c6。c5的仪器，其中，电阻器的电阻大于大约20,000ohms。

段落c7。段落c0至c6中任何段落的仪器，工件在工作表面上进一步包括相应于第二配准特征的第一配准特征。

段落c8。c7的仪器，其中，第一以及第二配准特征配置为共同配合以相对于工作表面积极地定位工件。

段落d0。仪器，该仪器具有校准系统，包括：(i)支撑构件，该支撑构件包括电接地的、导电的表面；(ii)流体传输设备，该流体传输设备包括具有开口端的导电管；(iii)驱动机构，该驱动机构包括电机，该电机可操作用于沿轴相对于彼此驱动支撑构件的表面和管的移动并使其彼此接触；(iv)电路，该电路包括电压源以及管；以及(v)控制模块，该控制模块与驱动机构以及电路进行通信，且该控制模块被配置为基于当管与表面互相接触时发生的电路的电特性的感测到的变化来沿轴校准驱动机构与管或表面的位置关系。

段落d1。段落d0的仪器，其中，驱动机构可操作用于三维中相对于彼此驱动支撑构件的表面以及管的移动。

段落d2。段落d1的仪器，其中，驱动机构可操作用于沿一对正交轴的每条轴相对于彼此驱动支撑构件的表面以及管的移动，并且其中控制模块被配置为分别地沿每条正交轴校准驱动机构与管和表面的位置之间的关系。

段落d3。段落d2的仪器，其中，驱动机构包括相应的电机来沿三条正交轴中的每条轴相对于彼此驱动支撑构件的表面以及管的移动。

段落d4。段落d0至d3中的任何段落的仪器，其中，电路包括电阻器，该电阻器被安排为与电压源和管串联。

段落d5。段落d4的仪器，其中，电路在电阻器与管之间分路，以形成第一支路以及第二支路，管被包括在第一支路中，控制模块被配置为经由第二支路感测电特性。

段落d6。段落d5的仪器，其中，电路的第一支路在管与支撑构件的表面间隔开时断开，在管与支撑构件的表面相接触时闭合。

段落d7。段落d0至d6中的任何段落的仪器，该仪器进一步包括样品保持器，该样品保持器被配置为在所述支撑构件上被支撑并具有井以保持液体，其中，控制模块被配置为发送驱动信号至驱动机构以将管的开口端置入井。

段落d8。段落d7的仪器，其中，样品保持器被配置为与支撑构件相配合以积极地定位样品保持器。

段落d9。段落d7或d8的仪器，其中，管的开口端形成流体进入流体传输设备的端口，并且其中流体传输设备被配置为经由管的开口端从井中吸取流体。

段落d10。段落d7至d9的仪器，其中，样品保持器包括井的阵列，并且其中控制模块被配置为通过驱动机构的操作来控制管的开口端置入每个井中。

段落d11。段落d0至d11中的任何段落的仪器，其中，流体传输设备包括被操作地连接至管的正压力或负压力的源。

段落d12。段落d0至d11中的任何段落的仪器，进一步包括段落c0至c8中的任何段落的限制。

段落d13。段落d0至d12中的任何段落的仪器，其中，控制模块包括电特性的传感器。

段落d14。段落d13的仪器，其中，传感器是电压传感器。

段落d15。段落d13或d14的仪器，其中，传感器被电连接至电路。

段落d16。段落d13或d14的仪器，其中，传感器被电感耦合至电路。

段落d17。段落d13至d16中的任何段落的仪器，其中，传感器包括比较器。

段落d18。仪器，该仪器具有校准系统，包括：(i)支撑构件，该支撑构件包括电接地的、导电的表面；(ii)样品保持器，该样品保持器被配置为设置在支撑构件上且具有井；(iii)吸量器，该吸量器包括具有开口端的导电管，该开口端形成流体进入吸量器的端口；(iv)驱动机构，该驱动机构包括多个电机，电机可操作用于沿三条正交轴中的每条相对于彼此驱动支撑构件的表面以及管的移动并使彼此相接触；(v)分压电路，该分压电路包括串联连接的电压源、电阻器以及管；以及(vi)控制模块，该控制模块与驱动机构以及电路进行通信，且该控制模块被配置为基于当管与表面互相接触时发生的分压电路的电特性中的变化来沿三条正交轴的每个分别地校准驱动机构与管或表面的位置之间的关系，并且控制驱动机构的操作来将管的开口端置入井中。

段落e0。校准具有工具以及工作表面的仪器的方法，该方法包括，按任何次序：(i)将导电工具定位于靠近接地的、导电的工作表面；(ii)沿所选择的轴移动工具和/或工作表面，使得工具以及工作表面将形成机械接触；(iii)使用包括与工具以及电压源电串联的电阻器的电阻式分压电路来检测何时工具以及工作表面形成接触；(iv)响应于检测接触使工具或工作表面的移动停止；(v)确定实际接触点与期望接触点之间的差异；以及(vi)基于差异校准所选轴。

段落e1。段落e0的方法，其中，所选择的轴是第一所选轴，该方法进一步包括对于第二所选轴重复进行各步骤。

段落e2。段落e1的方法，其中，第二所选轴正交于第一所选轴。

段落e3。段落e2的方法，其中，第二所选轴是垂直的轴。

段落e4。段落e0至e3中的任何段落的方法，其中，基于标称的校准值将工具定位于靠近工作表面。

段落e5。段落e0至e4中的任何段落的方法，其中，电阻式分压电路的电阻器具有至少大于工具电阻的4倍的电阻。

段落d6。段落e0至e5中的任何段落的方法，其中，移动工具或工作表面包括使用步进电机移动工作表面。

段落f0。一种校准仪器的方法，所述方法包括，按任何次序：(i)将流体传输设备的导电管定位于靠近接地的、导电的表面；(ii)利用驱动机构沿轴相对于彼此地移动管以及表面直到管以及表面彼此形成机械接触；(iii)通过对包括电压源以及管的电路的电特性进行感测来检测何时管以及表面形成机械接触；以及(iv)基于检测步骤沿轴对驱动机构与管或表面的位置之间的关系进行校准。

段落f1。段落f0的方法，进一步包括通过管传输流体的步骤。

段落f2。段落f0或f1的方法，其中，检测步骤使用电阻式分压电路来执行，该电阻式分压电路包括与所述管以及所述电压源电串联的电阻器，并且其中电阻器的电阻大于大约1000ohms。

段落f3。段落f0至f2中任何段落的方法，进一步包括在机械接触被检测到时使相对于彼此的管以及表面的移动停止的步骤。

段落f4。段落f0至f3中任何段落的方法，进一步包括确定机械接触的实际接触点与期望接触点之间的差异的步骤，其中，校准步骤基于差异。

段落f5。段落f0至f4中任何段落的方法，其中，轴是第一轴，该方法进一步包括对于正交于第一轴的第二轴重复进行各所述步骤。

段落f6。段落f0至f5中任何段落的方法，其中，所述定位步骤基于标称的校准值。

段落f7。段落f0至f6中任何段落的方法，进一步包括将样品保持器放置在表面上的步骤；通过驱动机构的操作将管的开口端置入样品保持器的井中的步骤；以及将流体从井吸进管中的步骤。

优点、特征、益处

本文中描述的仪器校准系统以及方法的不同的实施例以及示例可以提供优于用于校准仪器的已知方法的一个或更多优点。例如，本文中描述的说明性实施例以及示例可以使用导电工具与导电工作表面之间的接触来允许自动化校准。此外，以及其益处之一是，本文中描述的说明性实施例以及示例可以消除对附加的校准固件的需求。此外，以及其益处之一是，本文中描述的说明性实施例以及示例不同于传感器、标志和/或固件，可通过利用感兴趣的实际对象以及位置来允许明确的校准。此外，以及其益处之一是，本文中描述的说明性实施例以及示例可以允许具有非零电阻的工具。此外，以及其益处之一是，本文中描述的说明性实施例以及示例可以允许用于多个轴以及驱动电机的单个检测电路。此外，以及其益处之一是，本文中描述的说明性实施例以及示例可以允许诸如弯折或遗失工具尖部的异常情况的自动化检测。

没有已知系统或设备可以执行这些功能。因此，本文中描述的说明性实施例以及示例对于用于pcr过程的仪器而言特别有用。但是，并非所有的本文中描述的说明性实施例以及示例提供相同的优点或相同程度的优点。

结语

上文阐述的本公开涵盖具有独立的效用的多个有区别的发明。尽管每个这些发明已经以其优选形式来公开，但是本文中公开以及示出的其具体实施例不应被视为限制性的，因为许多变体是可能的。本发明的主题包括本文中公开的各种元素、特征、功能和/或属性的所有新颖的以及非显而易见的组合以及子组合。以下的保护请求特别地指出视为新颖的以及非显而易见的某些组合以及子组合。可以在请求该申请或相关申请的优先权的申请中请求保护特征、功能、元素和/或属性的其他组合以及子组合中体现的发明。这些权利要求无论是针对不同发明还是针对同一发明，以及无论相对于原始权利要求的范围更宽、更窄、相等或不同，也被认为包括在本公开的本发明的主题内。此外，除非另外具体地说明，标识的元素的顺序标识符(诸如，第一、第二或第三)用于在元素之间进行区分，而不指示这样的元素的特定的位置或次序。

由此对附图中所示的和/或在任何被包括在附录中的所有的示例、实施例、发明、标签、术语、描述以及说明性测量进行明确的引用，无论其在本文中是否被进一步描述。在本公开中使用章节标题而言，这些标题仅仅用于组织的目的。