[发明专利]基于隧道电流反馈瞄准的小盲孔测量方法及测量装置

摘要

基于隧道电流反馈瞄准的小盲孔测量方法及测量装置，涉及对小孔径深盲孔的直径、圆度、锥度、直线度和表面粗糙度的测量。测量装置包括扫描隧道显微镜，带反馈的xy电动平移台和电动回转台。测量方法是：待测工件安装在扫描隧道显微镜的三维压电平移台上，分别通过对扫描隧道显微镜的电动升降柱、xy电动平移台、电动回转台以及压电平移台的调整，实现对隧道电流反馈探针的3维姿态调整和3维平移调节，用隧道电流实现纳米精度定位，用针尖的坐标作为测量点的坐标，根据电动平移台和压电平移台反馈的位置信息获取亚微米分辨率的三维坐标值，进而实现上述几何量测量。本发明可测最小孔径为0.5mm，孔深30mm。

主权项

一种基于隧道电流反馈瞄准的小孔径深盲孔测量方法，其特征在于该测量方法的步骤如下：第1、将隧道电流反馈探针夹持器固定在电动回转台下方，该电动回转台用x向和y向电动平移台支撑，x向和y向电动平移台通过支架由扫描隧道显微镜的三个电动升降柱支撑；第2、用光学显微镜标定探针针尖位置随回转角变化的关系后，将待测零件固定在扫描隧道显微镜的三维压电平移台上；第3、将隧道电流反馈探针插入待测零件的小孔径深盲孔中，分别通过对第一步所述的三个电动升降柱、xy电动平移台、电动回转台以及第二步所述的三维压电平移台的调整，实现对隧道电流反馈探针的3维姿态调整和3维平移调节；当隧道电流反馈探针针尖靠近待测表面，使所述针尖与待测表面上最接近的原子之间的距离接近1nm时，产生明显的隧道电流，将隧道电流控制在1nA以下，此时所述针尖的坐标即可作为待测表面上对应该测量点的坐标；第4、重复上述第三步操作，即可得到所需各测量点的坐标值；第5、根据测量要求，通过对第四步得到的各测量点的坐标值的分析计算，就能够计算出待测零件的小孔径深盲孔的直径、圆度、锥度、直线度；第6、扫描测量待测表面的微观结构，计算表面粗糙度。