編號(hào)：SBJS00651
篇名：接觸觸發(fā)式三維微納米探頭
作者：李瑞君 ;李心愿 ;向萌 ;程真英 ;范光照
關(guān)鍵詞： 位移測(cè)量?jī)x表 微納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 接觸觸發(fā)式探頭 彈性機(jī)構(gòu) 測(cè)微力計(jì)
機(jī)構(gòu)： 合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,合肥230009
摘要： 為解決微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）器件三維尺寸高精度測(cè)量的難題,研制了一種適用于微納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的新型高精度三維接觸觸發(fā)式探頭。該探頭只用了一個(gè)基于四象限感測(cè)器的二維角度傳感器即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)球三維運(yùn)動(dòng)的高精度感測(cè)。介紹了探頭的結(jié)構(gòu)和原理,建立了探頭的靈敏度模型和剛度模型,用最優(yōu)化方法得出了探頭結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)解。對(duì)探頭的剛度、感測(cè)范圍、靈敏度、穩(wěn)定性及觸發(fā)重復(fù)性等性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：探頭的剛度在三軸方向基本相同,約為1 m N/μm;允許觸碰范圍超過(guò)12μm;靈敏度大于0.5 m V/nm;在恒溫環(huán)境（20±0.025）℃下,1.3 h內(nèi)的位移漂移量約為20 nm;觸發(fā)測(cè)量重復(fù)性小于40 nm（K=2）。該探頭具有精度高、測(cè)力小、體積小、成本低、裝調(diào)方便等優(yōu)點(diǎn),可被用于微納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。
