[實用新型]微納級電磁柵尺及其制造裝置及位移檢測系統

有效

• 申請號: 201420121421.5
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN203881291U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王晗;李敏浩;陳新;陳新度;朱自明;唐立虎;李炯杰;巫孟良
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;D01D5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型涉及一種微納級電磁柵尺及其制造裝置及位移檢測系統，屬于微納級位移傳感監測工具制造領域。

背景技術

高壓靜電紡絲技術，是國內外最近十幾年發展起來的用于制備超細纖維的重要方法。電紡絲技術最早由Formhzls在1934年提出，隨后Taylor等人于1964年對靜電紡絲過程中帶電聚合物的變形提出了泰勒錐這一概念，直到上個世紀90年代人們開始廣泛關注電紡絲技術。孫道恒等人于2006年提出了近場電紡直寫技術，近場電紡直寫技術具有可靠的沉積精度，且參數可控，為電紡納米纖維產業開拓了一種新的方法。

早期的結構型敏感元件利用物質的機械尺寸或形狀受外界環境引起的變化來探測外界物質世界的參量。1860年，自從人類實用新型了利用銅線圈電阻變化檢測溫度開始，解開了人類對傳感器研究的序幕。隨著電子技術的進步出現了熱敏電阻、熱電偶等電子原件。20世紀70年代，微電子技術促進了各種半導體傳感器的發展。80年代初期，集成傳感器和只能傳感器成為了電感器的主流，他們主要是充分采用了微電子技術和集成電路技術的發展。90年代開始，微電子技術的進步促進了微機械技術（MEMS）的興起和發展。

電感式傳感器是利用電磁感應原理將被測非電量（如位移、壓力、流量、振動等）轉換成線圈自感系數L或互感系數M的變化，再經過測量電路轉換為相應電壓或電流的變化量輸出，從而實現非電量到電量的轉換和測量。

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種微納級電磁柵尺。本實用新型的微納級電磁柵尺是基于電感效應的微納級電磁柵尺，能夠進行納米級別的位移測量，具有良好的測量精度。

本實用新型的另一目的在于提供一種設計合理，結構簡單的操作方便的微納級電磁柵尺的制造裝置。

本實用新型的另一目的在于提供一種檢測簡單方便的微納級電磁柵尺的位移檢測系統。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的微納級電磁柵尺，包括有不導電基板、聯通電紡導電納米纖維線、不導電有機聚合物薄膜，在不導電基板上沉積有規則排列的聯通電紡導電納米纖維線，這些聯通導電納米纖維線作為電紡電磁柵刻線，且在沉積有規則排列的聯通導電納米纖維線的基板面上覆蓋一層不導電有機聚合物薄膜，不導電有機聚合物薄膜可以保護電紡電磁柵刻線。?

上述規則排列的聯通電紡導電納米纖維線由多個周期的曲線段構成。

上述曲線段為S形,聯通電紡導電納米纖維線的排列為方正的S型。

上述聯通電紡導電納米纖維線分布均勻且平行排布；且規則排列的聯通電紡導電納米纖維線接通微電流電源，纖維線內部產生定向電流。并在磁性薄膜上錄磁制成磁柵尺。

上述聯通電紡導電納米纖維線是通過陣列噴頭近場電紡直寫形成,是用高分子聚合物電紡沉積而成，不導電有機聚合物薄膜是不導電高分子聚合物薄膜。

本實用新型微納級電磁柵尺的制造裝置，包括有XY平面運動平臺、Z軸運動導軌、紡絲噴針、注射器、注射泵、高壓電源、高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運動控制器、XY運動平臺控制器、電紡控制器、微電流檢測器,其中XY平面運動平臺用于固定基板，并提供XY平面方向的相對運動；Z軸運動導軌用于提供Z方向的距離控制；用于實施電紡的紡絲噴針裝設在用于為電紡提供聚合物材料的注射器的下端，用于為注射器提供推力的注射泵裝設在注射器的上端，注射泵與注射泵控制器連接，注射泵控制器用于控制注射泵的工作狀態；高壓電源用于為紡絲噴針提供電壓，且高壓電源與高壓電源控制器連接，高壓電源控制器用于控制高壓電源的工作狀態；用于控制Z軸導軌的運動狀態的Z軸運動控制器與Z軸導軌的驅動裝置連接；用于控制XY平面運動平臺的工作狀態的XY平臺運動控制器與XY平面運動平臺的驅動裝置連接；用于檢測電紡電流參數的微電流檢測器裝設在平面運動平臺的旁側，微電流檢測器將檢測的電紡電流參數反饋給用于確定電紡狀態并調節電紡參數的電紡控制器，高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運動控制器、XY運動平臺控制器與電紡控制器連接，電紡控制器用于在生產制造中協調控制高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運動控制器、XY運動平臺控制器的控制狀態?？梢酝ㄟ^調節電紡參數，選擇柵線寬度。

本實用新型微納級電磁柵尺的測量系統，包括有用于精確定位的鎢針、電感式傳感器、脈沖計數器，其中用鎢針作為感應器件劃過聯通導電納米纖維線，電感式傳感器在鎢針劃過聯通導電納米纖維線時產生電流脈沖，脈沖計數器記下電感式傳感器產生電流脈沖的脈沖數量從而確定鎢針的位移量。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點：