一种测量力可控的电磁轴承自倾斜式微位移传感器系统

摘要

本发明公开了一种测量力可控的电磁轴承自倾斜式微位移传感器系统，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、测量力调节模块等组成；所述的测头模块由探针和探杆构成，可跟随被测工件表面的变化而移动，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，所述的测量力调节模块为一种倾斜平台，用来改变测量力。本发明通过调节倾斜平台的倾斜角改变探针与工件之间的测量力，可对测量力进行恒定调控，以保证探针对被测工件表面形貌变化的跟随特性，保护被测样品表面不被探针划伤，并降低探针尖端的磨损和延长其工作寿命。

主权项

一种测量力可控的电磁轴承自倾斜式微位移传感器系统，主要包括：测头模块、测头支撑模块、位移检测模块、测量力调节模块、轴承控制模块、位移信号采集模块、信号分析处理模块等；其特征是：所述的测头模块包括用于接触工件表面并感知其表面凹凸变化的探针(1)和探杆(2)，探针(1)固定连接在探杆(2)一侧的端面上，探杆(2)设置在测头支撑模块内；所述的测头支撑模块包括传感器基座(3)和电磁悬浮式轴承(4)，所述的传感器基座(3)固定在所述的测量力调节模块(6)的微调平台(6‑1)上，所述的电磁悬浮式轴承(4)安装在传感器基座(3)上，并通过轴承控制模块(8)与信号分析处理模块(10)连接；所述的位移检测模块为一种精密光栅尺，包括读数头(5‑1)和标尺光栅(5‑2)，所述的标尺光栅(5‑2)嵌套在探杆(2)上，可跟随探杆(2)移动，所述的读数头(5‑1)与标尺光栅(5‑2)对应，固定安装在传感器基座(3)上，并通过位移信号采集模块(9)与信号分析处理模块(10)连接；所述的测量力调节模块(6)为一种角度可调的倾斜平台，包括微调平台(6‑1)，调节轴(6‑2)和底座(6‑3)。