[发明专利]多节MEMS探针用多参数检测光机电算控一体化方法

权利要求书

1.多节MEMS探针用多参数检测光机电算控一体化方法，在多节MEMS探针用多参数检测光机电算控一体化装置上实现；

其特征在于，

所述多节MEMS探针包括上部探针(1-4-1)、中部探针(1-4-2)和下部探针(1-4-3)，所述上部探针(1-4-1)的底部设置有孔，所述下部探针(1-4-3)的顶部设置有孔，中部探针(1-4-2)分别插入上部探针(1-4-1)的孔和下部探针(1-4-3)的孔中，形成两套孔轴配合结构；

上部探针(1-4-1)和下部探针(1-4-3)在100摄氏度到200摄氏度之间，具有热胀冷缩特性；中部探针(1-4-2)在100摄氏度到200摄氏度之间，具有热缩冷胀特性；

在100摄氏度以下，中部探针(1-4-2)与上部探针(1-4-1)和下部探针(1-4-3)之间为过渡配合；在100摄氏度向200摄氏度变化时，中部探针(1-4-2)与上部探针(1-4-1)和下部探针(1-4-3)之间由过渡配合转为间隙配合；

所述多节MEMS探针用多参数检测光机电算控一体化装置包括：激光器(4-1)、第一针孔(4-2)、棱镜(4-3)、成像物镜(4-4)、被测件(4-5)、第二针孔(4-6)、图像传感器(4-7)、载物台(4-8)和平移台(4-9)；

所述激光器(4-1)发出的激光束经过第一针孔(4-2)形成点光源，所述点光源透射的光束先后经过棱镜(4-3)和成像物镜(4-4)后，汇聚到被测件(4-5)上表面，经过被测件(4-5)反射，再先后经过成像物镜(4-4)和棱镜(4-3)后，反射到第二针孔(4-6)，从第二针孔(4-6)透射的光束，由图像传感器(4-7)接收，并将图像数据传递给计算机处理；

所述激光器(4-1)、第一针孔(4-2)、棱镜(4-3)、成像物镜(4-4)、第二针孔(4-6)和图像传感器(4-7)由平移台(4-9)承载，能够在水平面内移动，实现对被测件(4-5)上表面的扫描；

所述载物台(4-8)包括固定台(4-8-1)和装载台(4-8-2)，所述固定台(4-8-1)和装载台(4-8-2)之间通过转轴(4-8-3)连接；

所述固定台(4-8-1)包括下部承载台(4-8-1-1)和上部参考台(4-8-1-2)，所述下部承载台(4-8-1-1)一个侧面要宽于上部参考台(4-8-1-2)，在上部参考台(4-8-1-2)的左侧面，上部参考台(4-8-1-2)通过转轴(4-8-3)与装载台(4-8-2)连接，所述上部参考台(4-8-1-2)与装载台(4-8-2)厚度相同，在上部参考台(4-8-1-2)与装载台(4-8-2)折叠后，装载台(4-8-2)的上表面与上部参考台(4-8-1-2)重合，在上部参考台(4-8-1-2)与装载台(4-8-2)打开后，装载台(4-8-2)的下表面由下部承载台(4-8-1-1)依托，装载台(4-8-2)的上表面与上部参考台(4-8-1-2)位于同一水平面；

所述装载台(4-8-2)为框状结构，装载台(4-8-2)的侧面设置有挤压结构(4-8-4)，装载台(4-8-2)相对上部参考台(4-8-1-2)的另一侧，设置有竖直调整支架(4-8-5)，所述竖直调整支架(4-8-5)的端部设置有升降板(4-8-6)，所述升降板(4-8-6)能够沿竖直调整支架(4-8-5)上下调整；被测件(4-5)的待测面与装载台(4-8-2)上表面位于同一水平面，被测件(4-5)的另一端面接触升降板(4-8-6)，并与升降板(4-8-6)表面涂覆的粘性材料粘贴；

所述被测件(4-5)的待测面反光镀膜，装载台(4-8-2)的上表面吸光镀膜；

所述多节MEMS探针用多参数检测光机电控一体化方法包括以下步骤：

步骤a、打开上部参考台(4-8-1-2)与装载台(4-8-2)：

将上部参考台(4-8-1-2)与装载台(4-8-2)打开，此时，装载台(4-8-2)的下表面由下部承载台(4-8-1-1)依托，装载台(4-8-2)的上表面与上部参考台(4-8-1-2)位于同一水平面；

步骤b、调整载物台(4-8)：

使被测件(4-5)中心位于激光束的扫描线上；

步骤c、扫描被测件(4-5)：

点亮激光器(4-1)，匀速移动平移台(4-9)，图像传感器(4-7)获得一系列不同灰度的光斑图像f₁(x,y),f₂(x,y),...,f_n(x,y)，其中，(x,y)表示像素坐标；

步骤d、建立数组：

将每一幅光斑图像和获得所述光斑图像的时间组合成数组，如下：

[f₁(x,y),t₁],[f₂(x,y),t₂],...,[f_n(x,y),t_n]

步骤e、图像处理：

将图像传感器获得的每一幅图像进行灰度值累加，得到累加图像，如下：

并按照时间先后顺序排列，得到一组灰度矩阵，如下：

步骤f、判断被测件(4-5)的类型：

如果灰度向量f₁',f₂',...,f_n'具有两个矩形波，则被测件(4-5)为上部探针(1-4-1)或下部探针(1-4-3)，如果灰度向量f₁',f₂',...,f_n'具有一个矩形波，则被测件(4-5)为中部探针(1-4-2)；

步骤g、提取时间关键参数：

如果被测件(4-5)为上部探针(1-4-1)或下部探针(1-4-3)，提取左侧矩形波下降沿所对应的累加图像f_i'及其对应时间t_i和右侧矩形波上升沿所对应的累加图像f_j'及其对应时间t_j，并记录两幅所述 累加图像的时间间隔|t_j-t_i|；

如果被测件(4-5)为中部探针(1-4-2)，提取矩形波上升沿所对应的累加图像f_i'及其对应时间t_i和下降沿所对应的累加图像f_j'及其对应时间t_j，并记录所述两幅累加图像的时间间隔|t_j-t_i|；

步骤h、计算尺寸关键参数：

根据步骤g提取的时间关键参数t_i和t_j、成像物镜(4-4)的物距l₁、像距l₂和平移台(4-9)的移动速度v，得到尺寸关键参数d为：

所述尺寸关键参数d为中部探针(1-4-2)的直径或上部探针(1-4-1)孔的内环直径或下部探针(1-4-3)孔的内环直径。