[發明專利]一種杠桿式表面輪廓測量傳感器

有效

• 申請號: 202110441050.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN112902826B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 施玉書;張樹;馬英瀚;余茜茜;皮磊
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01B7/28
• 分類號: G01B7/28
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

1.一種杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：包括杠桿測量模塊、測量力恒定控制模塊、測量范圍調整模塊和數據處理模塊；所述杠桿測量模塊包括觸針、杠桿和支點，所述杠桿轉動安裝于所述支點上，所述觸針安裝于所述杠桿的第一端，用于與被測樣品接觸，所述被測樣品放置在載物臺上；所述測量力恒定控制模塊包括力傳感器、力補償裝置和連接桿，所述力傳感器以及所述力補償裝置均與所述數據處理模塊連接，所述力傳感器安裝于所述載物臺的下方，所述連接桿與所述杠桿的第二端連接，所述力補償裝置與所述連接桿連接，所述力補償裝置包括電流控制器、電磁線圈和永磁體，所述永磁體固定在所述連接桿遠離所述杠桿的一端，所述電磁線圈位于所述永磁體的下方，所述電磁線圈通過電流控制器與所述數據處理模塊連接；所述測量范圍調整模塊與所述數據處理模塊連接，用于實現測量范圍的調整。

2.根據權利要求1所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述測量范圍調整模塊包括驅動塊、電容傳感器和滑道；所述滑道包括第一滑道和第二滑道，所述第一滑道和所述第二滑道分別位于所述杠桿的上方和下方；所述電容傳感器包括第一電容傳感器、第二電容傳感器、第三電容傳感器和第四電容傳感器，所述第一電容傳感器和所述第三電容傳感器設置于所述第一滑道內兩側，并關于所述支點對稱設置，所述第二電容傳感器和所述第四電容傳感器設置于所述第二滑道內兩側，并關于所述支點對稱設置；所述第一滑道的中部還垂直設置有豎直滑道，所述驅動塊安裝于所述豎直滑道內，所述驅動塊與所述第一電容傳感器以及所述第三電容傳感器連接，所述第一電容傳感器與所述第二電容傳感器連接，所述第三電容傳感器與所述第四電容傳感器連接。

3.根據權利要求2所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述測量范圍調整模塊還包括第一連桿組和第二連桿組，所述第一連桿組包括第一上連桿和第二上連桿，所述第一上連桿的兩端分別與所述第一電容傳感器以及所述驅動塊連接，所述第二上連桿的兩端分別與所述第三電容傳感器以及所述驅動塊連接；所述第二連桿組包括第一下連桿和第二下連桿，所述第一電容傳感器通過所述第一下連桿與所述第二電容傳感器連接，所述第三電容傳感器通過所述第二下連桿與所述第四電容傳感器連接。

4.根據權利要求2所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述數據處理模塊包括信號采集裝置和上位機，所述信號采集裝置與所述上位機連接；所述信號采集裝置還與所述力傳感器以及所述電容傳感器連接，所述上位機還與所述電流控制器連接。

5.根據權利要求1所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述數據處理模塊還連接有顯示裝置。

6.根據權利要求1所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述支點采用柔性鉸鏈。

7.根據權利要求1所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述觸針的軸線與所述杠桿的軸線相正交，所述觸針與所述杠桿采用一體成型的加工方式，或者所述觸針與所述杠桿分別單獨成型，再進行固定連接。

8.根據權利要求7所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述觸針采用電化學腐蝕辦法加工而成。

9.根據權利要求1所述的杠桿式表面輪廓測量傳感器，其特征在于：所述力補償裝置還包括屏蔽罩，所述電磁線圈和所述永磁體均設置于所述屏蔽罩內。