[发明专利]一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器

摘要

本发明公开了一种用于微形貌检测的测量力可控的触针式位移传感器，涉及微结构面形质量检测技术领域。所述的传感器主要由测头模块、测头支撑模块、位移检测模块、测量力控制模块等组成；所述的测头模块由探针和探杆构成，可跟随被测样品表面的变化而移动，所述的测头支撑模块用来给测头模块提供径向支持力，所述的位移检测模块，用来测量测头的位移信息；所述的测量力控制模块包括衔铁、电磁铁和微拉压力传感器，可检测和控制测量力。本发明通过调节电磁力将测量力控制在某一范围，既可以保证探针与样品的良好接触，又不会损伤样品，提高了触针式位移传感器的测量精度。彻底改变了传统触针式位移传感器中测量力不可测且不易控制的技术缺陷。

主权项

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；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。