CN102679938B - 表面形貌测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种表面形貌测量装置，其包括：具有能够摆动的测量臂、设置于测量臂的末端的一对触针和被构造成检测测量臂的摆动量的检测单元的触针位移检测器；被构造成在其上载置被测量物体的台架；和被构造成引起检测器和台架之间的相对运动的相对运动机构。该装置包括：被构造成在测量臂在一个摆动方向上被施力的姿态和测量臂在另一个摆动方向上被施力的姿态之间转换测量臂的姿态的姿态转换机构；和被构造成当通过姿态转换机构转换测量臂的姿态时，将测量臂的姿态转换的转换速度控制为预定的速度的速度控制机构。

Description

表面形貌测量装置
技术领域
本发明涉及表面形貌测量装置。更具体地，本发明涉及具有与被测量物体的表面接触的触针的表面形貌测量装置。
背景技术
已知表面形貌测量装置在保持触针与被测量物体的表面接触的情况下沿着被测量物体的表面移动触针，检测由被测量物体的表面形状、表面粗糙度等引起的触针的位移，并基于检测到的触针的位移识别被测量物体的诸如表面形状、表面粗糙度等表面形貌。
通常，表面形貌测量装置配备有具有测量臂的检测器、设置于测量臂末端的触针和用于检测测量臂的摆动量的检测单元，其中测量臂以能够绕转动轴(支撑点)摆动的方式被支撑。表面形貌测量装置还配备有用于载置被测量物体的台架和用于引起检测器和台架之间的相对运动的相对运动机构。
当在触针保持与被测量物体的表面接触的情况下相对运动机构引起检测器和台架之间的相对运动时，检测单元检测测量臂的摆动量。基于检测到的摆动量识别被测量物体的表面形貌。
例如，为了使用以上种类的表面形貌测量装置测量筒状工件的上内表面和下内表面，必需通过将末端具有向下指向的触针的臂安装到检测器主体而在筒状工件的下内表面执行测量，然后拆卸该臂并且将触针的方向改变为向上，最后再次通过将该臂安装到检测器主体而在筒状工件的上内表面执行测量。因为臂需要被拆卸并且被再次安装，所以测量需要长的时间。
鉴于此，提出了被构造成能够测量筒状工件的上内表面和下内表面而不需要拆卸和再次安装测量臂的表面形貌测量装置(参考专利文献1)。
在该表面形貌测量装置中，在测量臂的末端设置有向上的触针和向下的触针。在测量臂的末端被向上施力的情况下测量筒状工件的上内表面，然后通过转换测量臂的姿态使得它的末端被向下施力而测量筒状工件的下内表面。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开昭58-83201号公报
然而，在以上的传统表面形貌测量装置中，在测量臂和转动轴之间几乎不产生摩擦力，使得触针可以跟随被测量物体的表面形状等而动。这产生了如下问题，如图11所示，在测量臂24的转换操作过程中，触针26A或者26B会与被测量物体W碰撞而损坏触针26A或者26B的末端或者被测量物体W。
发明内容
本发明的典型实施方式提供了一种表面形貌测量装置，在该表面形貌测量装置中，即使在测量孔的内表面时转换测量臂的姿态也几乎不会损坏触针或者被测量物体。
根据本发明的表面形貌测量装置用于基于测量臂的摆动量测量被测量物体的表面形貌的表面形貌测量装置，所述表面形貌测量装置包括：
检测器，所述检测器具有以能够以转动轴为支撑点地摆动的方式被支撑的测量臂和被构造成检测所述测量臂的摆动量的检测单元；
姿态转换机构，所述姿态转换机构被构造成使所述测量臂的姿态在所述测量臂在一个摆动方向上被施力的姿态和所述测量臂在另一个摆动方向上被施力的姿态之间转换；和
速度控制机构，所述速度控制机构被构造成：当通过所述姿态转换机构使所述测量臂转换姿态时，将所述测量臂的姿态转换的转换速度控制为预定的速度。
所述表面形貌测量装置可进一步包括：
台架，所述台架被构造成在其上载置被测量物体；和
相对运动机构，所述相对运动机构被构造成引起所述检测器和所述台架之间的相对运动，
其中：
所述检测器具有在所述测量臂的摆动方向上从所述测量臂的末端突出的一对触针，
在所述一对触针中的一个触针与所述被测量物体的表面接触的状态下，在所述相对运动机构引起所述检测器和所述台架之间的相对运动的同时，所述检测单元检测所述测量臂的摆动量。
通过该构造，为了测量孔的内表面，首先通过姿态转换机构转换测量臂的姿态，使得测量臂的末端在一个摆动方向上被施力，由此一对触针中的一个与孔的内表面接触。
例如，测量臂被支撑成能够以转动轴为支撑点在竖直方向上摆动，通过姿态转换机构转换测量臂的姿态，使得测量臂的末端在摆动方向上被向上施力，由此一对触针中的一个(例如，向上的触针)与孔的上表面接触。在该状态下，随着相对运动机构引起检测器和台架之间的在孔的轴线方向上的相对运动，检测单元检测测量臂的摆动量。基于检测到的摆动量，识别孔的上表面的表面形貌。
然后，为测量孔的下表面，通过姿态转换机构转换测量臂的姿态，使得测量臂的末端沿另一个摆动方向(向下)被施力，由此一对触针中的另一个(例如，向下的触针)与孔的下表面接触。当测量臂的姿态被转换时，即当施力方向由一个方向(向上)改变为另一个方向(向下)时，通过速度控制机构将测量臂的姿态转换的转换速度控制为预定的速度。由于可以使得测量臂的转换速度小于或者等于预定的速度，所以可以抑制当各个触针与孔(被测量物体)的内表面碰撞时产生的冲击，因此可以使各个触针和被测量物体的损坏小
然后，随着相对运动机构引起检测器和台架之间的在孔的轴线方向上的相对运动，检测单元检测测量臂的摆动量。基于检测到的摆动量来识别孔的下表面的表面形貌。
在表面形貌测量装置中，
所述检测单元可以包括位置检测器，所述位置检测器沿着所述测量臂的摆动范围布置并且被构造成输出与所述测量臂的摆动量对应的脉冲信号，
所述姿态转换机构可以包括音圈，所述音圈被构造成在以所述转动轴为支撑点的所述一个摆动方向上或者所述另一个摆动方向上对所述测量臂施力，和
所述速度控制机构可以包括：速度检测器，所述速度检测器被构造成基于所述位置检测器提供的脉冲信号检测所述测量臂的转换速度；信号发生器，所述信号发生器被构造成产生表示与转换方向对应的指令速度的指令速度信号；差分输出模块，所述差分输出模块被构造成输出所述指令速度和所述转换速度之间的差；和恒流电路，所述恒流电路被构造成基于所述差分输出模块提供的差产生流过所述音圈的电流。
通过该构造，当测量臂末端的施力方向通过相对运动机构由一个摆动方向转换为另一个摆动方向时，位置检测器输出对应于测量臂的摆动量的脉冲信号。基于位置检测器提供的脉冲信号，速度检测器检测测量臂的转换速度。确定检测到的转换速度和由信号发生器提供的指令速度信号表示的指令速度之间的差，并且基于确定的差控制流过音圈的电流。以这种方式，可以保持测量臂的转换速度等于由信号发生器输出的指令速度信号表示的指令速度。由于测量臂的转换速度可以保持在任意的指令速度，所以可以将它设定在适合被测量物体的材料和其他因素的速度。
此外，由于速度控制机构使用检测测量臂的摆动量的位置检测器提供的脉冲信号，所以不必设置用于检测测量臂的转换速度的专门的速度检测器。因此，可以以低的成本构造紧凑的速度控制机构。
在表面形貌测量装置中，
所述检测单元可以包括位置检测器，所述位置检测器沿着所述测量臂的摆动范围布置并且被构造成输出与所述测量臂的摆动量对应的脉冲信号，
所述姿态转换机构可以包括音圈，所述音圈被构造成在以所述转动轴为支撑点的所述一个摆动方向上或者所述另一个摆动方向上对所述测量臂施力，和
所述速度控制机构可以包括：信号输出模块，所述信号输出模块被构造成基于所述位置检测器提供的脉冲信号计算所述测量臂的转换速度，并且所述信号输出模块被构造成输出赋予所述测量臂与预定的指令速度相等的转换速度的控制信号；和恒流电路，所述恒流电路被构造成基于所述信号输出模块提供的控制信号产生流过所述音圈的电流。
通过该构造，当测量臂末端的施力方向通过相对运动机构由一个摆动方向转换为另一个摆动方向时，位置检测器输出对应于测量臂的摆动量的脉冲信号。计算控制器基于位置检测器提供的脉冲信号计算测量臂的姿态转换的当前的转换速度，并且产生这样的控制信号：使得测量臂被赋予与预定的指令速度相等的转换速度。基于计算控制器提供的控制信号，控制恒流电路产生流过音圈的电流。以这种方式，可以保持测量臂的转换速度等于指令速度。由于测量臂的转换速度可以保持在任意的指令速度，所以可以将它设定在适合被测量物体的材料和其他因素的速度。
此外，由于速度控制机构使用检测测量臂的摆动量的位置检测器提供的脉冲信号，所以不必设置用于检测测量臂的转换速度的专门的速度检测器。因此可以以低的成本构造紧凑的速度控制机构。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的表面形貌测量装置的立体图。
图2是示出实施方式中的X轴驱动机构和触针位移检测器的视图。
图3是示出实施方式中的测量臂的姿态转换机构的视图。
图4是实施方式中的速度控制机构的框图。
图5是示出在第一实施方式中测量孔的内表面的状态的视图。
图6是示出如何测量孔的内表面的放大图。
图7是示出在实施方式中如何测量轴承的内径的视图。
图8是示出在实施方式中如何测量厚度的视图。
图9是示出在实施方式中如何测量厚度的放大图。
图10是根据实施方式的变形例的速度控制机构的框图。
图11是示出传统的测量臂的姿态转换机构的问题的视图。
具体实施方式
<表面形貌测量装置的构造(图1-4)>
如图1所示，根据实施方式的表面形貌测量装置配备有基部1、台架10、触针位移检测器20和相对运动机构40。台架10布置于基部1并且在其上表面将载置被测量物体。触针位移检测器20具有将与被测量物体的表面接触的触针26A和26B。相对运动机构40引起触针位移检测器20和台架10之间的相对运动。
相对运动机构40配备有Y轴驱动机构41、柱42、Z滑块43、Z轴驱动机构44和X轴驱动机构45。Y轴驱动机构41布置于基部1和台架10之间并且沿水平方向(Y轴方向)移动台架10。柱42从基部1的上表面竖立。Z滑块43以可在竖直方向(Z轴方向)上移动的方式安装于柱42。Z轴驱动机构44在竖直方向上升高和降低Z滑块43。X轴驱动机构45安装于Z滑块43并且在与台架10的运动方向(Y轴方向)和Z滑块43的升高/降低方向(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向)上移动触针位移检测器20。因而，相对运动机构40是包括在Y轴方向上移动台架10的Y轴驱动机构、在Z轴方向上移动触针位移检测器20的Z轴驱动机构44和在X轴方向上移动触针位移检测器20的X轴驱动机构45的三维运动机构。
虽然图1中未示出，例如，Y轴驱动机构41和Z轴驱动机构44中的每一个均具有包括滚珠丝杠(ball screw shaft)和与滚珠丝杠螺纹接合的螺母构件的进给螺杆机构(feedscrew mechanism)。
如图2所示，X轴驱动机构45配备有驱动机构主体46、导轨47、X滑块48、X轴位置检测器49和进给机构50。驱动机构主体46固定于Z滑块43。导轨47以与X轴方向平行的方式布置于驱动机构主体46。X滑块48被布置成可以沿着导轨47即沿着X轴方向移动。X轴位置检测器49检测X滑块48的在X轴方向上的位置。进给机构50使X滑块48沿着导轨47移动。
进给机构50由进给螺杆轴51、作为驱动源的马达52和转动力传递机构53组成。进给螺杆轴51以与导轨47平行并且与X滑块48螺纹接合的方式安装于驱动机构主体46。转动力传递机构53将马达52的转动力传递到进给螺杆轴51。例如，转动力传递机构53由齿轮系、皮带、皮带轮和其他组成部件组成。
如图2所示，触针位移检测器20包括支架22、测量臂24、一对触针26A和26B、检测单元27和壳体28。支架22通过螺栓21由X滑块48可拆装地支撑(悬挂)。测量臂24由支架22支撑成能够绕转动轴23(支撑点)在竖直方向上摆动。一对触针26A和26B设置于测量臂24的末端(tip)。检测单元27检测测量臂24的摆动量。壳体28遮盖支架22、测量臂24和检测单元27。
测量臂24由第一测量臂24A和第二测量臂24B组成。第一测量臂24A由支架22支撑成能够绕转动轴23(支撑点)在竖直方向上摆动。第二测量臂24B通过安装/拆卸机构25可更换地安装到第一测量臂24A的末端。
触针26A和26B从第二测量臂24B沿摆动方向突出。更具体地，向上的触针26A和向下的触针26B在竖直方向上从第二测量臂24B垂直地突出。
检测单元27具有位置检测器，该位置检测器沿着测量臂24的摆动范围布置并且以输出数量与测量臂24的摆动量对应的脉冲信号。例如，检测单元27配备有以沿着测量臂24的摆动范围延伸的方式安装到壳体28的刻度盘(scale)27A和以与刻度盘27相对的方式安装至测量臂24的检测头(未示出)。
测量臂24(更具体地，第一测量臂24A)在中途位置(halfway position)处设置有测量臂姿态转换机构60(下文中称为姿态转换机构60)和速度控制机构70。姿态转换机构60使测量臂24的姿态在测量臂24在一个摆动方向(即向上方向)上被施力的姿态和测量臂24在另一个摆动方向(即向下方向)上被施力的姿态之间转换。当测量臂24的姿态通过姿态转换机构60转换时，速度控制机构70将测量臂24的转换速度控制为预定的速度。
如图3所示，姿态转换机构60由筒状磁体61和音圈62组成。筒状磁体61布置于第一测量臂24A的中途位置。插入筒状磁体61的音圈62固定于壳体28，并且用于在绕转动轴23(支撑点)的一个摆动方向(向上)和另一个摆动方向(向下)上给测量臂24施力。因此，当电流流过音圈62时，音圈62通过由音圈62产生的电磁力和磁体61的磁力之间的相互作用而吸引测量臂24的磁体61，以使得测量臂24采取其末端被向上或者向下施力的姿态。当没有电流流过音圈62时，不生成用于测量的力，即第一测量臂24A的重量和第二测量臂24B的重量以转动轴23为支撑点而保持彼此平衡。
如图4所示，速度控制机构70包括指令速度信号发生器(下文中称为信号发生器72)(即CPU)、数模转换器73、频率电压转换器74、减法器75和恒流电路76。信号发生器根据转换指令(向上或者向下的转换指令)产生与预定的速度对应的电压A(指令速度信号)，该转换指令自控制装置71(例如，个人电脑(PC))输出。数模转换器73将信号发生器72提供的电压A(数字信号)转换成模拟信号。频率电压转换器(速度检测器)74基于检测单元27提供的脉冲信号(表示为频率)产生与测量臂24的姿态转换的转换速度相对应的电压B(转换速度信号)。减法器(差分输出模块(difference output module))75输出指令速度信号(电压A)和转换速度信号(电压B)之间的差电压C。恒流电路76将减法器75提供的差电压C转换成电流并且将该电流提供给姿态转换机构60的音圈62。由信号发生器72产生的电压A(指令速度信号)被设定成代表这样的速度：使得当触针26A或者26B与被测量物体接触时，触针26A或者26B或者被测量物体不被损坏。
<测量例-1(图5和图6)>
测量例-1是测量被测量物体W1的孔H的内表面的示例。
如图5所示，将被测量物体W1放置在台架10上。然后，通过驱动相对运动机构40而将测量臂24的触针26A和26B放置于被测量物体W1的孔H内。然后，通过姿态转换机构60转换测量臂24的姿态，例如使得测量臂24的末端被向下施力，因此向下的触针26B与孔H的下表面接触(见图6)。
在该状态下，随着相对运动机构40引起触针位移检测器20与台架10之间的在孔H的轴线方向(X轴方向)上的相对运动，检测单元27检测测量臂24的摆动量。基于检测到的摆动量来识别孔H的下表面的表面形貌。
然后，通过姿态转换机构60转换测量臂24的姿态，使得测量臂24的末端被向上施力，因此向上的触针26A与孔H的上表面接触。当测量臂24的姿态被转换时，即当施力方向由向下被改变为向上时，通过速度控制机构70将测量臂24的姿态转换的转换速度控制为预定的速度。
更具体地，当通过姿态转换机构60转换测量臂24的姿态使得测量臂24的末端被向上施力时，检测单元27输出数量与测量臂24的摆动量相对应的脉冲信号。基于由检测单元27提供的脉冲信号，频率电压转换器74(速度检测器)产生与测量臂24的转换速度相对应的电压B。确定电压B和与信号发生器72提供的指令速度信号相对应的电压A之间的差电压C，并且基于差电压C控制流过音圈62的电流。如此，测量臂24的转换速度可以被保持为与自信号发生器72输出的指令速度信号表示的指令速度相等。
由于可以使测量臂24的转换速度小于或者等于预定的速度，所以可以抑制当触针26A或者26B与孔H的内表面碰撞时产生的影响，因此可以使触针26A或者26B和被测量物体W1的损坏小。
由于可以将测量臂24的转换速度保持在任意指令速度，所以可以将测量臂24的转换速度设定为与被测量物体W1的材料和其他因素相适应的速度。
此外，由于速度控制机构70使用测量臂24的摆动量即自检测触针26A或者26B的位移的检测单元27提供的脉冲信号，所以不必设置检测测量臂24的摆动速度的专门的速度检测器。因此可以以低的成本构造紧凑的速度控制机构70。
然后，随着相对运动机构40引起触针位移检测器20和台架10之间的在孔H的轴线方向(X轴方向)上的相对运动，检测单元27检测测量臂24的摆动量。基于检测到的摆动量来识别孔H的上表面的表面形貌。
<测量例-2(图7)>
测量例-2是对被测量物体W2即滚珠轴承执行测量的示例。
如图7所示，在滚珠轴承80(由滚珠81和保持滚珠81的环形的保持件82组成)中，保持件82的内周面形成有在横截面中凸起的滚珠容纳槽83，滚珠81保持在滚珠容纳槽83中。为了评价滚珠轴承80，必须测量连接容纳于滚珠容纳槽83中的滚珠81的中心的节圆(pitchcircle)的直径PD。
在该情况下，以与测量例-1中相同的方式测量滚珠容纳槽83的下凸表面，并且基于测量结果确定下凸表面的中心。然后，测量臂24的施力方向被转换成向上并且测量滚珠容纳槽83的上凸表面。基于测量的结果确定上凸表面的中心。两个中心之间的距离确定为连接容纳于滚珠容纳槽83中的滚珠81的中心的节圆的直径PD。
<测量例-3(图8和图9)>
测量例-3是测量板状的被测量物体W3的厚度的示例。
如图8所示，被测量物体W3通过固定夹具91放置在台架10上。然后，通过驱动相对运动机构40移动测量臂24的触针26A和26B使得测量臂24的触针26A和26B位于被测量物体W3的下表面的下方。然后，通过姿态转换机构60转换测量臂24的姿态，例如使得测量臂24的末端被向上施力，因此向上的触针26A与被测量物体W3的下表面接触(见图9)。
在该状态下，随着相对运动机构40引起触针位移检测器20和台架10之间的在X轴方向上的相对运动，检测单元27检测测量臂24的摆动量。基于检测到的摆动量来识别被测量物体W3的下表面的表面形貌。
然后，通过驱动相对运动机构40移动测量臂24的触针26A和26B，使得测量臂24的触针26A和26B位于被测量物体W3的上表面的上方。然后，通过姿态转换机构60转换测量臂24的姿态，使得测量臂24的末端被向下施力，因此向下的触针26B与被测量物体W3的上表面接触。在该状态下，随着相对运动机构40引起触针位移检测器20和台架10之间的在X轴方向上的相对运动，检测单元27检测测量臂24的摆动量。基于检测到的摆动量来识别被测量物体W3的上表面的表面形貌。
基于测量到的被测量物体W3的下表面和上表面的表面形貌，可以正确地确定被测量物体W3的厚度t、阶跃高度(step height)d等。
<变形例(图10)>
本发明不限于以上实施方式，只要能够达到本发明的目的，本发明包括变形、改进等。
例如，速度控制机构70的构造不限于实施方式中使用的构造。例如，如图10所示，速度控制机构70可以由计算控制器77、数模转换器73和恒流电路76构成。计算控制器77基于检测单元27提供的脉冲信号(位置信息)计算测量臂24的姿态转换的转换速度，并且产生这样的电压(控制信号)：使得转换速度保持在预定的指令速度。数模转换器73将计算控制器77提供的电压(控制信号)转换成模拟信号。基于数模转换器73的输出，恒流电路76产生流过音圈62的电流。
通过以上构造，当测量臂24的姿态从在一个摆动方向上被施力的姿态转换为在另一个摆动方向上被施力的姿态时，检测单元27输出数量与测量臂24的摆动量对应的脉冲信号(位置信息)。计算控制器77测量自运动开始起经历的时间，并且基于测得的经历的时间和来自检测单元27的脉冲信号(位置信息)计算正在执行姿态转换的测量臂24的当前的转换速度。然后，计算控制器77将计算的转换速度与由控制装置71提供的转换指令表示的指令速度比较，并且产生这样的电压(控制信号)：使得转换速度等于指令速度。由于恒流电路76基于计算控制器77提供的控制信号产生流过音圈62的电流，所以测量臂24的转换速度可以被保持为指令速度。可以预期的是，变形例提供了和实施方式相同的优势。
虽然在实施方式中，姿态转换机构60包括在绕转动轴23(支撑点)的一个摆动方向或者另一个摆动方向上给测量臂24施力的音圈62，但是例如可以使用线性马达机构。
摆动方向不限于竖直方向，可以为水平方向或者倾斜方向。
虽然在实施方式中触针26A和26B在竖直方向上从测量臂24垂直地突出，但是本发明不限于该情况。触针26A和26B可以在相对于与测量臂24垂直的方向倾斜的方向上突出。只要触针26A和26B具有在测量臂24的摆动方向上突出的相当的分量，突出角度就不受限制。
在实施方式中，触针26A或者26B接触被测量物体时的压力(测量压力)取决于流过音圈62的电流。因此，除转换指令(向上或者向下的转换指令)外，控制装置71还可以发出表示等于或者小于不导致触针26A或者26B或者被测量物体损坏的速度的任意转换速度的指令，以调整触针26A或者26B接触被测量物体时的压力(测量压力)。这使得可以在最适合于被测量物体的材料的测量压力下执行测量。
虽然在实施方式中相对运动机构40在Y轴方向上移动台架10并且在X轴方向和Z轴方向上移动触针位移检测器20，但是本发明不限于该情况。其实，可以二选一地移动台架10或者触针位移检测器20，只要它们能够在三维上相对于彼此被移动即可。
例如，本发明可以应用于孔的内表面的表面形貌和板状的被测量物体的厚度的自动化测量。

Claims (3)

1.一种表面形貌测量装置，其用于基于测量臂的摆动量测量被测量物体的表面形貌，所述表面形貌测量装置包括：
检测器，所述检测器具有以能够以转动轴为支撑点地摆动的方式被支撑的测量臂和被构造成检测所述测量臂的摆动量的检测单元；
姿态转换机构，所述姿态转换机构被构造成使所述测量臂的姿态在所述测量臂在一个摆动方向上被施力的姿态和所述测量臂在另一个摆动方向上被施力的姿态之间转换；和
速度控制机构，所述速度控制机构被构造成：当通过所述姿态转换机构使所述测量臂转换姿态时，将所述测量臂的姿态转换的转换速度控制为预定的速度，
所述检测器具有从所述测量臂的末端分别沿所述测量臂的所述一个摆动方向和所述测量臂的所述另一个摆动方向突出的一对触针，
在所述测量臂处于所述测量臂在所述一个摆动方向上被施力的姿态时，所述一对触针中的一个触针能够基于所述测量臂的摆动量来测量被测物体的表面形貌；在所述测量臂处于所述测量臂在所述另一个摆动方向上被施力的姿态时，所述一对触针中的另一个触针能够基于所述测量臂的摆动量来测量被测物体的表面形貌，
所述检测单元包括位置检测器，所述位置检测器沿着所述测量臂的摆动范围布置并且被构造成输出与所述测量臂的摆动量对应的脉冲信号，
所述姿态转换机构包括音圈，所述音圈被构造成在以所述转动轴为支撑点的所述一个摆动方向上或者所述另一个摆动方向上对所述测量臂施力，和
所述速度控制机构包括：速度检测器，所述速度检测器被构造成基于所述位置检测器提供的脉冲信号检测所述测量臂的转换速度；信号发生器，所述信号发生器被构造成产生表示与转换方向对应的指令速度的指令速度信号；差分输出模块，所述差分输出模块被构造成输出所述指令速度和所述转换速度之间的差；和恒流电路，所述恒流电路被构造成基于所述差分输出模块提供的差产生流过所述音圈的电流。
2.根据权利要求1所述的表面形貌测量装置，其特征在于，所述表面形貌测量装置还包括：
台架，所述台架被构造成在其上载置被测量物体；和
相对运动机构，所述相对运动机构被构造成引起所述检测器和所述台架之间的相对运动，
其中：
在所述一对触针中的一个触针与所述被测量物体的表面接触的状态下，在所述相对运动机构引起所述检测器和所述台架之间的相对运动的同时，所述检测单元检测所述测量臂的摆动量。
3.一种表面形貌测量装置，其用于基于测量臂的摆动量测量被测量物体的表面形貌，所述表面形貌测量装置包括：
检测器，所述检测器具有以能够以转动轴为支撑点地摆动的方式被支撑的测量臂和被构造成检测所述测量臂的摆动量的检测单元；
姿态转换机构，所述姿态转换机构被构造成使所述测量臂的姿态在所述测量臂在一个摆动方向上被施力的姿态和所述测量臂在另一个摆动方向上被施力的姿态之间转换；和
速度控制机构，所述速度控制机构被构造成：当通过所述姿态转换机构使所述测量臂转换姿态时，将所述测量臂的姿态转换的转换速度控制为预定的速度，
所述检测器具有从所述测量臂的末端分别沿所述测量臂的所述一个摆动方向和所述测量臂的所述另一个摆动方向突出的一对触针，
在所述测量臂处于所述测量臂在所述一个摆动方向上被施力的姿态时，所述一对触针中的一个触针能够基于所述测量臂的摆动量来测量被测物体的表面形貌；在所述测量臂处于所述测量臂在所述另一个摆动方向上被施力的姿态时，所述一对触针中的另一个触针能够基于所述测量臂的摆动量来测量被测物体的表面形貌，
所述检测单元包括位置检测器，所述位置检测器沿着所述测量臂的摆动范围布置并且被构造成输出与所述测量臂的摆动量对应的脉冲信号，
所述姿态转换机构包括音圈，所述音圈被构造成在以所述转动轴为支撑点的所述一个摆动方向上或者所述另一个摆动方向上对所述测量臂施力，和
所述速度控制机构包括：信号输出模块，所述信号输出模块被构造成基于所述位置检测器提供的脉冲信号计算所述测量臂的转换速度，并且所述信号输出模块被构造成输出赋予所述测量臂与预定的指令速度相等的转换速度的控制信号；和恒流电路，所述恒流电路被构造成基于所述信号输出模块提供的控制信号产生流过所述音圈的电流。
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