[发明专利]扫描隧道超精密角度测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及超精密的测量工具，尤其涉及一种扫描隧道超精密角度测量仪，可用于测量物体的角度，且精度高。

背景技术

超精密加工技术直接影响着一个国家的尖端技术与国防工业的发展。超精密测量技术是实现超精密加工的基础和先决条件之一。目前用于超精密测量的主要工具是激光干涉仪，该测量仪的精度虽然也是很高但却很难能达到纳米级，并且使用极不方便，每次测量都需要对其相关部件进行细心的调整，使得超精密测量工作变得费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种超精密测量工具，能方便准确地测量物体的角度。本发明扫描隧道超精密角度测量仪的原理是使用扫描隧道显微镜的原理来扫描有序原子板(2)上整齐均匀排列的原子，再用计算机(4)通过识别扫描隧道过程中产生的电流脉冲数来记录被扫描原子的个数，并将此数与该原子的直径相乘就得出扫描探针(1)所平移的弧长。最后计算机(4)再用探针(1)所平移的弧长除以固定点(10)到探针(1)的长度就计算出了摇杆(8)的旋转角度并将此角度显示在计算机(4)的显示屏上，该显示值就为此次角度测量的测量结果。本发明测量精度高，操作方便，安全可靠。

制造有序原子板(2)的材料能够导电且其原子排列均匀有序。被探针(1)扫描的有序原子板(2)的表面经过超精密加工的相关技术处理使其平整光滑，表面上如果还有个别排列杂乱的原子，还需要使用扫描隧道显微镜对其进行重新排列或迁移。探针(1)的工作端的直径非常小，小到只有几个原子甚至一个原子的大小。摇杆(8)上有探针(1)和激光头(7)，它们都随着摇杆(8)绕固定点(10)的转动而转动。摇杆(8)与探针(1)之间有绝缘体(3)，它的设计是为了让摇杆(8)不带电。

附图说明

图1是本发明扫描隧道超精密角度测量仪使用激光线来测量∠AOB时的结构示意图，同时作为第一实施例。

图2是本发明扫描隧道超精密角度测量仪使用适当延长的摇杆(8)来测量∠AOB过程时的结构示意图，同时作为第二实施例。

具体实施方式

本发明扫描隧道超精密角度测量仪的结构如图1所示，主要由探针(1)、有序原子板(2)、绝缘体(3)、计算机(4)、开关(5)、电源(6)、激光头(7)、摇杆(8)、透光镜(9)、固定点(10)组成。使用本发明前，先将本发明扫描隧道超精密角度测量仪放置在一个防振的系统上，并将固定点(10)固定在待测角的顶点上。使用本发明时，先接通开关(5)，此时激光头(7)会发出激光线并成直线地穿过透光镜(9)，将该光线与角的一边重合，再将计算机(4)显示屏上的数字调为零。再旋转上面固定有激光头(7)和探针(1)的摇杆(8)，使得激光头(7)发出的激光线绕着固定点(10)旋转直到该激光线与角的另一边重合。如果只需测量二维平面上的角度，就可以用延长的摇杆(8)来代替激光头(7)上发出的激光线。测量完毕后，只需从计算机(4)的显示屏上读出测量的结果。