为解决微电子机械系统(MEMS)器件三维尺寸高精度测量的难题,研制了一种适用于微纳米三坐标测量机的新型高精度三维接触触发式探头。该探头只用了一个基于四象限感测器的二维角度传感器即可同时实现对测球三维运动的高精度感测。介绍了...为解决微电子机械系统(MEMS)器件三维尺寸高精度测量的难题,研制了一种适用于微纳米三坐标测量机的新型高精度三维接触触发式探头。该探头只用了一个基于四象限感测器的二维角度传感器即可同时实现对测球三维运动的高精度感测。介绍了探头的结构和原理,建立了探头的灵敏度模型和刚度模型,用最优化方法得出了探头结构参数的最优解。对探头的刚度、感测范围、灵敏度、稳定性及触发重复性等性能指标进行了测试。实验结果表明:探头的刚度在三轴方向基本相同,约为1 m N/μm;允许触碰范围超过12μm;灵敏度大于0.5 m V/nm;在恒温环境(20±0.025)℃下,1.3 h内的位移漂移量约为20 nm;触发测量重复性小于40 nm(K=2)。该探头具有精度高、测力小、体积小、成本低、装调方便等优点,可被用于微纳米三坐标测量机。展开更多
针对微型和小型元件的测量问题,设计了一种微纳米三坐标测量机的接触式探头高灵敏弹性机构。弹性机构由铍铜合金簧片、铝合金悬浮片、钢混合玻璃纤维探针以及红宝石测球构成。当测球与被测物体接触时,簧片产生弹性形变,根据弹性理论对...针对微型和小型元件的测量问题,设计了一种微纳米三坐标测量机的接触式探头高灵敏弹性机构。弹性机构由铍铜合金簧片、铝合金悬浮片、钢混合玻璃纤维探针以及红宝石测球构成。当测球与被测物体接触时,簧片产生弹性形变,根据弹性理论对弹性机构进行分析并对尺寸进行优化设计,得出弹性机构的刚度可以达到0.110 m N/μm以下。最后通过ANSYS软件对弹性机构进行仿真验证,分析结果的正确性并得出结论。展开更多
基金Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(No.20100111110011)National High Technology Research and Development Program of China(863 Project,Grant No.2008AA042409)
文摘为解决微电子机械系统(MEMS)器件三维尺寸高精度测量的难题,研制了一种适用于微纳米三坐标测量机的新型高精度三维接触触发式探头。该探头只用了一个基于四象限感测器的二维角度传感器即可同时实现对测球三维运动的高精度感测。介绍了探头的结构和原理,建立了探头的灵敏度模型和刚度模型,用最优化方法得出了探头结构参数的最优解。对探头的刚度、感测范围、灵敏度、稳定性及触发重复性等性能指标进行了测试。实验结果表明:探头的刚度在三轴方向基本相同,约为1 m N/μm;允许触碰范围超过12μm;灵敏度大于0.5 m V/nm;在恒温环境(20±0.025)℃下,1.3 h内的位移漂移量约为20 nm;触发测量重复性小于40 nm(K=2)。该探头具有精度高、测力小、体积小、成本低、装调方便等优点,可被用于微纳米三坐标测量机。
文摘针对微型和小型元件的测量问题,设计了一种微纳米三坐标测量机的接触式探头高灵敏弹性机构。弹性机构由铍铜合金簧片、铝合金悬浮片、钢混合玻璃纤维探针以及红宝石测球构成。当测球与被测物体接触时,簧片产生弹性形变,根据弹性理论对弹性机构进行分析并对尺寸进行优化设计,得出弹性机构的刚度可以达到0.110 m N/μm以下。最后通过ANSYS软件对弹性机构进行仿真验证,分析结果的正确性并得出结论。
