[发明专利]微纳级电磁栅尺及其制造装置及制造方法及位移检测系统

权利要求书

1.一种微纳级电磁栅尺的制造装置，其特征在于包括有XY平面运动平台（1）、Z轴运动导轨（2）、纺丝喷针（3）、注射器（4）、注射泵（5）、高压电源（6）、高压电源控制器（7）、注射泵控制器（8）、Z轴运动控制器（9）、XY运动平台控制器（10）、电纺控制器（11）、微电流检测器（12）,其中XY平面运动平台（1）用于固定基板（13），并提供XY平面方向的相对运动；Z轴运动导轨（2）用于提供Z方向的距离控制；用于实施电纺的纺丝喷针（3）装设在用于为电纺提供聚合物材料的注射器（4）的下端，用于为注射器（4）提供推力的注射泵（5）装设在注射器（4）的上端，注射泵（5）与注射泵控制器（8）连接，注射泵控制器（8）用于控制注射泵（5）的工作状态；高压电源（6）用于为纺丝喷针（3）提供电压，且高压电源（6）与高压电源控制器（7）连接，高压电源控制器（7）用于控制高压电源（6）的工作状态；用于控制Z轴运动导轨（2）的运动状态的Z轴运动控制器（9）与Z轴运动导轨（2）的驱动装置连接；用于控制XY平面运动平台（1）的工作状态的XY平台运动控制器（10）与XY平面运动平台（1）的驱动装置连接；用于检测电纺电流参数的微电流检测器（12）装设在平面运动平台（1）的旁侧，微电流检测器（12）将检测的电纺电流参数反馈给用于确定电纺状态并调节电纺参数的电纺控制器（11），高压电源控制器（7）、注射泵控制器（8）、Z轴运动控制器（9）、XY运动平台控制器（10）与电纺控制器（11）连接，电纺控制器（11）用于在生产制造中协调控制高压电源控制器（7）、注射泵控制器（8）、Z轴运动控制器（9）、XY运动平台控制器（10）的控制状态，可以通过调节电纺参数，选择栅线宽度。

2.一种基于电感效应的微纳级电磁栅尺制造方法，其特征在于包括以下步骤：

16)制作尺坯:切割一块基板（13），并清洗干净；

17)电纺S型栅线:在基板（13）上通过近场电纺的方法，直写沉积出规则排列的联通导电纳米纤维线，这些联通导电纳米纤维线作为电纺电磁栅刻线；

18)覆膜:在沉积有规则排列的联通导电纳米纤维线的基板面上覆盖一层不导电有机聚合物薄膜，以实现对电纺电磁栅刻线的保护；

19)接通电源:对电纺电磁栅刻线接通微电流电源，完成电磁栅尺制造。

3.根据权利要求2所述的微纳级电磁栅尺制造方法，其特征在于上述步骤17）电纺S型栅线的方法是：将基板（13）沿电纺运动方向固定在XY平面运动平台（1）上，启动电纺装置，通过微电流检测器（12）检测电纺电流参数，并反馈给电纺控制器（11），从而改变高压电源控制器（7）、注射泵控制器（8）、Z轴运动控制器（9）、XY运动平台控制器（10）的控制参数，改变电纺参数，从而使得联通导电纳米纤维线（14）贴合基板面宽度和所要加工栅尺栅距相同。

4.一种微纳级电磁栅尺的测量系统，其特征在于包括有用于精确定位的钨针（21）、电感式传感器（22）、脉冲计数器（23），其中用钨针（21）作为感应器件划过联通导电纳米纤维线（14），电感式传感器（22）在钨针（21）划过联通导电纳米纤维线（14）时产生电流脉冲，脉冲计数器（23）记下电感式传感器（22）产生电流脉冲的脉冲数量从而确定钨针（21）的位移量。