一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器制造技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微结构面形质量检测
，特别涉及一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器。
技术介绍
触针式位移传感器是形貌测量仪器的核心器件，广泛地用于工业在线和离线零件的表面形貌测量检测和表征。对于触针式位移传感器，触针与被测样品之间测量力的大小将直接影响微结构形貌检测质量高低。测量力过大会使触针尖端和被测样品表面发生较大形变，对于触针而言较大的测量力轻则使触针尖端发生磨损影响测量精度，重则使触针断裂；对于被测样品而言，测量力过大将划伤样品表面，造成样品永久性损伤。若测量力较小将无法保证触针与样品的良好接触，容易出现触针的跳动，粘滑失稳等现象，影响触针跟随样品表面变化而变化的能力。因此针对不同材质的被测样品，应该控制不同的测量力，以保证最佳的测量效果。当前触针式位移传感器测量力的产生与控制主要有以下几种：一是利用触针及与其连接的其他构件的重力产生测量力。这种方法的缺点是：测量力为一固定值，不能按照被测样品材料的变化而改变，传感器只能针对某些特定材料的样品进行测量，影响了传感器的使用范围。二是将触针与弹性元件连接，利用弹性元件的弹力产生测量力。这种方法的缺点是：测量力会随着样品表面形貌的变化而改变，不能始终保持在一个合适的范围内，在某些情况下会对样品造成损伤。三是利用音圈电机与弹性元件结合的方式提供和改变测量力。这种方法的缺点是：通过改变音圈电机的电压调节触针与被测样品之间的相对位置，这在一定程度上<...
【技术保护点】
一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器，主要包括：测头模块、测头支撑模块、位移检测模块、测量力控制模块等；其特征是：所述的测头模块包括用于接触样品表面并感知其表面高低变化的探针(1)和探杆(2)，探针(1)安装在探杆(2)下端，探杆(2)设置在测头支承模块内；所述的测头支撑模块包括非接触式轴承(3)和传感器基座(4)，所述的非接触式轴承安装在传感器基座(4)上，所述的非接触式轴承通过轴承控制模块(13)与信号分析处理模块(11)连接；所述的位移检测模块包括读数头(5‑1)和标尺光栅(5‑2)，所述的标尺光栅设置在探杆(2)上，可随着探杆移动，所述的读数头与标尺光栅(5‑2)对应，安装在传感器基座(4)上，并通过位移信号采集模块(12)与信号分析处理模块(11)连接；所述的测量力控制模块包括衔铁(6)、电磁铁(7)和微拉压力传感器(8)，所述的电磁铁通过微拉压力传感器(8)固定在传感器基座(4)上，所述的衔铁同轴安装在探杆(2)的顶端，可跟随探杆移动；电磁铁(7)通过线圈控制模块(10)与信号分析处理模块(11)连接，微拉压力传感器(8)通过拉压力信号采集模块(9)与信号分析处...
【技术特征摘要】
1.一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器，主要包括：测头模块、测头支撑模块、位移检测模块、测量力控制模块等；其特征是：所述的测头模块包括用于接触样品表面并感知其表面高低变化的探针(1)和探杆(2)，探针(1)安装在探杆(2)下端，探杆(2)设置在测头支承模块内；所述的测头支撑模块包括非接触式轴承(3)和传感器基座(4)，所述的非接触式轴承安装在传感器基座(4)上，所述的非接触式轴承通过轴承控制模块(13)与信号分析处理模块(11)连接；所述的位移检测模块包括读数头(5-1)和标尺光栅(5-2)，所述的标尺光栅设置在探杆(2)上，可随着探杆移动，所述的读数头与标尺光栅(5-2)对应，安装在传感器基座(4)上，并通过位移信号采集模块(12)与信号分析处理模块(11)连接；所述的测量力控制模块包括衔铁(6)、电磁铁(7)和微拉压力传感器(8)，所述的电磁铁通过微拉压力传感器(8)固定在传感器基座(4)上，所述的衔铁同轴安装在探杆(2)的顶端，可跟随探杆移动；电磁铁(7)通过线圈控制模块(10)与信号分析处理模块(11)连接，微拉压力传感器(8)通过拉压力信号采集模块(9)与信号分析处理模块(11)连接。
2.如权利要求1所述的一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器，其特征是：所述的测量力控制模块中电磁铁(7)通过微拉压力传感器(8)与传感器基座(4)刚性连接，所述的微拉压力传感器为一种薄片式拉压力传感器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：方辉，许斌，尹德强，刘乾乾，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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