CN108007626B - 一种局部接触式薄膜张力测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于柔性薄膜加工制造相关设备领域，并公开了一种局部接触式薄膜张力测量装置，其包括位置调节模块、力检测模块、滚轮模块、下压深度检测模块和人机交互模块，其中位置调节模块用于实现调节滚轮的下压位置与下压深度；力检测模块用于测量滚轮下压后所受到的反作用力；下压深度检测模块用于精确检测滚轮的下压深度；滚轮模块用于实现将薄膜的反作用力传递给力检测模块，并同时实现薄膜进给速度的测量；人机交互模块用于参数输入与信号的处理运算等。本发明还公开了相应的测量方法。通过本发明，可以在不改变卷到卷设备整体布局的情况下，将该张力检测装置灵活布置于卷到卷设备的各个区域，并具备高精度、高效率和操控方便等特点。

Description

一种局部接触式薄膜张力测量装置及方法

技术领域

本发明属于柔性薄膜加工制造相关设备领域，更具体地，涉及一种局部接触式薄膜张力测量装置及方法。

背景技术

张力检测系统广泛应用于RFID、柔性太阳能电池、薄膜传感器、柔性电路板等柔性电子产品之类薄膜的制备中。基板的输送张力是影响薄膜产品的关键因素之一，因此需要在其制备过程中必需对输送张力进行稳定的闭环控制。而张力检测是张力闭环控制的源头，只有实现张力的准确、稳定的测量，才能实现张力的有效控制。随着柔性电子技术的发展，基板的进给速度越来越快，这就需要卷到卷设备在各个模块中均需要实现张力控制，要实现柔性电子产品的稳定、高效、可靠的生产，有效的张力检测手段便显得尤为重要。

最常见的薄膜张力检测方法是通过检测张力辊上的受力或者是摆辊上受到的力矩来获取张力。市面上如美国Maxcess、德国E+L、瑞士FMS、武汉楚鹰科技、东莞博兴等公司的张力检测装置大多是按此种方法设计，这种张力检测方法简单有效，但是通常需要配合惰辊使用，而且需要较大的安装空间，此外如果在设备上布置各个模块容易改变设备整体布局，同时造成设备整体体积庞大。现有技术中也提出了一些非接触测量方法，如通过位移传感器监测薄膜振动来获取张力，由于该方法在使用中发现实际设备中振动源较多且操作复杂，导致该方法的张力检测精度不高。相应地，本领域亟需对此作出进一步的研究和改进，以便更好地满足实际生产制造中的实施应用需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种局部接触式薄膜张力测量装置及方法，其中对其整体构造布局进行了重新设计，并重点针对一些关键组件如力检测模块、下压深度检测模块和位置调节模块等的具体组成结构和设置方式等进行改进，相应不仅能够高精度、高效率实现对柔性电子之类薄膜的局部接触式张力检测功能，而且与现有技术相比装置体积不受薄膜宽度的限制，整体构造显著小型化，可灵活布置于设备的各个模块，实现各个区域的灵活测量，因而尤其适用于各类小型化卷到卷的柔性电子之类产品的制备场合。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，此装置包括位置调节模块、力检测模块、滚轮模块、下压深度检测模块和人机交互模块，并且所述滚轮模块、所述力检测模块与所述位置调节模块在空间上自下而上分布，所述位置调节模块与所述滚轮模块分别安装于所述力检测模块的上端与下端，所述下压深度检测模块与所述人机交互模块分别安装于所述位置调节模块的前端与两侧，其中：

所述位置调节模块作为其他模块的安装基础，包括沿着水平方向分别布置的x向模组和y向模组以及沿着竖直方向布置的z向模组，并且这三个模组彼此垂直，由此带动安装其上的其他模块执行多轴方向上的来回移动，进而实现所述滚轮模块中的滚轮相对于薄膜的下压位置及下压深度的调节；此外，所述z向模组包括z向模组安装板和设置在其下端的z向模组滑杆；

所述力检测模块包括第一连接件、力传感器和第二连接件，其中该第一连接件与所述z向模组滑杆在竖直方向上配合安装，由此实现此力检测模块与所述位置调节模块之间的联接；该第二连接件继续沿着竖直方向设置在所述第一连接件的下端；该力传感器则用于来自所述薄膜的反作用力执行实时测量和反馈；

所述滚轮模块整体布置在所述力检测模块的下端，并包括滚轮模块连接杆、滚轮支架、所述滚轮和速度传感器，其中该滚轮模块连接杆的上端与所述第二连接件的下端相连，由此实现所述滚轮模块与所述力检测模块之间的联接；该滚轮经由所述滚轮支架安装于所述滚轮模块连接杆的下端，并用于与输送中的所述薄膜保持接触，同时将来自该薄膜的所述反作用力传递给所述力检测模块；该速度传感器则用于对所述薄膜的进给速度执行实时测量和反馈；

所述下压深度检测模块包括第一位移传感器和第二位移传感器，其中该第一位移传感器通过第一位移传感器安装板)设置在所述z向模组安装板的左侧，该第二位移传感器通过第二位移传感器安装板设置在所述z向模组滑杆的右侧且可随之一同沿着竖直方向移动，并与所述第一位移传感器配合用于执行所述滚轮与所述薄膜之间的接触状态及下压深度的测量及反馈；

所述人机交互模块用于采集来自所述力传感器、所述速度传感器、所述第一位移位移传感器和第二位移传感器的信号，同时实现参数输入和实时显示的功能。

作为进一步优选地，对于上述位置调节模块而言，它优选还包括x向锁紧机构、y向锁紧机构和z向锁紧机构，该x向锁紧机构、y向锁紧机构和z向锁紧机构用于当所述滚轮到达预定位置后将其在XYZ三轴方向上予以锁紧，并排除滚轮位置变化对薄膜张力检测的影响。

作为进一步优选地，对于所述力检测模块的第一连接件而言，它的上端优选加工有第一圆柱面，且经由该第一圆柱面插入至所述z向模组滑杆的安装孔中；它的下端优选加工有第一螺纹面，且经由该第一螺纹面执行与所述力传感器的连接；此外，它的中端优选还加工有第一环状梯形槽，且经由该第一环状梯形槽与第一紧定螺钉彼此压紧。

作为进一步优选地，对于所述力检测模块的第二连接件而言，它的下端优选加工有第二圆柱面，且经由该第二圆柱面插入至所述滚轮模块连接杆的安装孔中；它的上端优选加工有第二螺纹面，且经由该第二螺纹面执行与所述力传感器的连接；此外，它的中端优选还加工有第二环状梯形槽，且经由该第二环状梯形槽与第二紧定螺钉彼此压紧。

作为进一步优选地，对于所述第一位移传感器而言，它优选还配备有第一位移传感器挡板，该第一位移传感器挡板设置在所述z向模组滑杆的左侧且可随之一同沿着竖直方向移动；此外，所述第一位移传感器安装板、第一位移传感器挡板上各自加工有沿着竖直方向延伸的第一滑槽、第二滑槽，由此可自由调节该第一位移传感器与所述第一位移传感器挡板之间的距离；；以此方式，使得所述第一位移传感器与所述第一位移传感器挡板在竖直方向上在一定范围可调，同时通过两者的配合使用，用于执行所述滚轮与所述薄膜之间接触状态的判定及下压深度的测量。

作为进一步优选地，上述薄膜张力测量装置可根据工况需要布置于卷到卷设备的各个区域，并且无需改变卷到卷设备的整体布局。

作为进一步优选地，对于下压深度检测模块，其具体可通过下述方式来设置所述滚轮的下压深度：假设欲使滚轮下压深度为d1，首先，在滚轮下方水平放置一刚性平板，z向模组垂直于该刚性平板，调节z向模组使滚轮与刚性平板接触，记录此时第二位移传感器的读数为d2；然后，移除刚性平板，调节x向模组与y向模组，移动滚轮至薄膜中部上方，调节z向模组使滚轮下压，直至第二位移传感器的读数为d2，记录此时第一位移传感器读数d3；最后，调节z向模组使滚轮下压，直至第一位移传感器读数d1+d3，此时滚轮下压深度即为d1。

按照本发明的另一方面，还提供了相应的局部接触式薄膜张力测量方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(i)由所述人机交互模块输入所需的一系列参数，包括所述薄膜的几何参数、以及期望达到的预设滚轮下压深度d1；

(ii)在所述滚轮的下方水平放置一刚性平板且使得所述z向模组与该刚性平板保持垂直；通过调节所述z向模组，使得所述滚轮正好与该刚性平板相接触，并记录此时所述第二位移传感器的读数d2；接着移除所述刚性平板，通过调节所述x向模组与y向模组，使得所述滚轮移动至所述薄膜的中部上方，接着调节所述z向模组驱使该滚轮下压，直至所述第二位移传感器的读数为d2，同时记录此时所述第一位移传感器的读数d3；接着，继续调节所述z向模组驱使所述滚轮下压，直至所述第一位移传感器的读数为d1+d3，此时所述滚轮实际达到的下压深度即为d1；

(iii)将所述x向模组、y向模组和z向模组予以锁紧，实现所述滚轮的位置固定；接着，由所述人机交互模块采集来自所述力传感器、所述速度传感器、所述第一位移位移传感器和第二位移传感器的信号，由此计算得出张力测量结果。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，一方面根据柔性电子之类薄膜产品的张力检测工艺特征，对整体装置的构造布局以及一些关键组件的具体结构和设置方式等重新进行了设计，相应使得装置体积不再受到薄膜宽度的制约，可以实现整体装置的小型化，使之灵活的布置于卷到卷设备的各个模块；另一方面还通过对其测量原理及操作方式的设计，在采用本装置进行薄膜张力检测时，仅通过适当调整下压深度即可实现大范围张力测量而不用考虑会超出传感器量程，同时具备高精度、高效率、适应性强和便于操控等优点，因而尤其适用于各类小型化卷到卷的柔性电子之类产品的稳定、高效和可靠的制备场合。

附图说明

图1是按照本发明优选实施方式所构建的张力测量装置的整体构造示意图；

图2是更为具体地显示了图1中所示力检测模块的具体结构示意图；

图3是更为具体地显示了图1中所示下压深度检测模块的局部具体结构示意图；

图4是按照本发明的张力检测装置的操作工艺流程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

10-位置调节模块，103-x向模组，102-y向模组、101-z向模组，105-x向锁紧机构，104-y向锁紧机构，106-z向锁紧机构，101b-z向模组安装板，101a-z向模组滑杆，20-下压深度检测模块，201-第一位移传感器，202-第一位移传感器安装板，203-第一位移传感器挡板，204-第二位移传感器安装板，205-第二位移传感器，30-滚轮模块，301-滚轮模块连接杆，302-滚轮锁紧机构，303-滚轮支架，304-滚轮，305-速度传感器，401-第一连接件，402-力传感器，403-第二连接件，405-第一紧定螺钉，404-第二紧定螺钉，401c-第一螺纹面，401b-第一环状梯形槽，401a-第一圆柱面，403c-第二螺纹面，403b-第二环状梯形槽，403a-第二圆柱面，50-人机交互模块，60-薄膜

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明优选实施方式所构建的张力测量装置的整体构造示意图。该张力测量装置紧密结合柔性电子之类薄膜产品的张力检测所面临的实际问题和需求，对其整体构造和布局形式重新进行了全新设计，同时重点针对多个关键功能模块的具体结构和设置方面等进行了研究和改进。如图1所示，它主要包括位置调节模块10、下压深度检测模块20、滚轮模块30、力检测模块40和人机交互模块50，下面将对这些功能模块逐一进行解释说明。

如图1所示，位置调节模块10作为其他模块的安装基础，包括沿着水平方向分别布置的x向模组103和y向模组102以及沿着竖直方向布置的z向模组101，并且这三个模组彼此垂直，由此带动安装其上的其他模块执行多轴方向上的来回移动，进而实现滚轮模块30中的滚轮304相对于薄膜60的下压位置及下压深度的调节；此外，所述z向模组101包括z向模组安装板101b和设置在其下端的z向模组滑杆101a。

更具体地，按照本发明的一个优选实施例，该位置调节模块10可以包括x向模组103、y向模组102、z向模组101、x向锁紧机构105、y向锁紧机构104以及z向锁紧机构106。其中，z向模组101包含有z向模组安装板101b与z向模组滑杆101a，通过第一连接件401与z向模组滑杆101a的配合将位置调节模块10连接与力检测模块40上方。x向模组103、y向模组102与z向模组101用于实现滚轮304下压位置与下压深度的调节；x向锁紧机构104、y向锁紧机构105以及z向锁紧机构106用于固定滚轮304位置，排除滚轮位置变化对张力检测的影响。

作为本发明的关键改进之一，所述力检测模块40包括第一连接件401、力传感器402和第二连接件403，其中该第一连接件401与所述z向模组滑杆101a在竖直方向上配合安装，由此实现此力检测模块与所述位置调节模块10之间的联接；该第二连接件403继续沿着竖直方向设置在所述第一连接件401的下端；该力传感器402则用于来自薄膜60的反作用力执行实时测量和反馈。

更具体地，如图2中所示，所述力检测模块40可以进一步包括第一连接件401、力传感器402、第二连接件403、第一紧定螺钉405以及第二紧定螺钉404等。力检测模块40譬如安装于滚轮模块30与位置调节模块10中间。通过第一连接件401与z向模组滑杆101a的配合安装，由此实现位置调节模块10与力检测模块40的连接；通过第二连接件403与滚轮模块连接杆301的配合安装，可实现力检测模块40与滚轮模块30的连接。力检测模块40用于实现滚轮所受薄膜60反作用力的测量，并将所检测到的信号发送给人机交互模块50。

鉴于力检测模块的特征和连接方式直接影响到最终的张力测量精度，本发明中还进一步对其具体构造和设置方式专门进行了研究和改进。同样参看图2，按照本发明的一个优选实施例，第一连接件401首先通过第一螺纹面401c实现第一连接件401与力传感器402的连接；然后，通过第一圆柱面401a插入z向模组滑杆101a的安装孔中；最后，通过第一紧定螺钉405压紧第一环状梯形槽401b实现位置调节模块10与力检测模块40的稳定。第二连接件403特征与第一连接件401相同，并通过相同的方式实现力检测模块40与滚轮模块30的稳定连接。

通过这对连接件的引入，保证了安装过层中力检测模块40的上下游模块之间的z轴旋转自由度相互独立，同时采用简单的插入压紧操作即可实现力检测模块40与滚轮模块30以及位置调节模块10的稳定连接。

重新参看图1，所述滚轮模块,30整体布置在力检测模块40的下端，并包括滚轮模块连接杆301、滚轮支架303、滚轮304和速度传感器305等，其中该滚轮模块连接杆301的上端与所述第二连接件403的下端相连，由此实现所述滚轮模块与所述力检测模块之间的联接；该滚轮304经由滚轮支架303安装于滚轮模块连接杆301的下端，并用于与输送中的薄膜60保持接触，同时将来自该薄膜的反作用力传递给所述力检测模块40；该速度传感器305则用于对薄膜60的进给速度执行实时测量和反馈。

此外，按照本发明的一个优选实施例，滚轮模块30还可配备有滚轮锁紧机构302，通过调节该滚轮锁紧机构302，可以滚轮304在铅垂面内的摆角，确保滚轮304轴线与薄膜60平行。同时速度传感器305实现薄膜进给速度的测量。

作为本发明的另一关键改进，所述下压深度检测模块20包括第一位移传感器201和第二位移传感器205，其中该第一位移传感器201通过第一位移传感器安装板202设置在z向模组安装板101b的左侧，该第二位移传感器205通过第二位移传感器安装板204设置在z向模组滑杆101a的右侧且可随之一同沿着竖直方向移动，并与所述第一位移传感器201配合用于执行滚轮304与薄膜60之间的接触状态及下压深度的测量及反馈。

图3是更为具体地显示了图1中所示下压深度检测模块的局部结构示意图，该下压深度检测模块20包括第一位移传感器201、第一位移传感器安装板202、第一位移传感器挡板203、第二位移传感器安装板204以及第二位移传感器205。其中第一位移传感器安装板202带有第一滑槽202a，第一位移传感器挡板203上带有第二滑槽203a。第一位移传感器201通过第一位移传感器安装板202安装于z向模组安装板101b左侧，第二位移传感器205通过第二位移传感器安装板204安装于z向模组滑杆101a右侧，第一位移传感器挡板203安装于z向模组滑杆101a左侧。第二位移传感器205与第一位移传感器挡板203可随z向模组滑杆101a上下运动，而第一位移传感器201自身无法上下运动。

在使用时，通过第一位移传感器201事先记录其与滚轮下端的距离，在检测时用于判断滚轮304与薄膜60是否接触；在判断了接触状态之后，再通过读取第一位移传感器201与第一位移传感器挡板203之间的距离变化即可测得滚轮下压量。通过第一滑槽202a与第二滑槽203a这样一对滑槽的设计，使得第一位移传感器201与第一位移传感器挡板203在z向有一定范围内可调，即使在谷滚轮调整下压位置的过程中，由于z向模组滑杆101a的过度伸出而超出第一位移传感器201的测量范围，依然可以通过第一滑槽202a与第二滑槽203a调节第一位移传感器201与第一位移传感器挡板203之间的距离在量程之内。通过一组位移传感器的配合使用，用于实现滚轮304与薄膜60接触状态的判定以及下压深度的测量，并将所检测到的信号发送给人机交互模块50。

最后，所述人机交互模块50譬如可安装于z向模组101前端，并用于实现参数输入、传感器信号采集处理以及检测张力的实时显示等。更具体地，它可用于采集来自力传感器402、速度传感器305、第一位移位移传感器201和第二位移传感器205等多个部件的信号，同时实现参数输入和实时显示的功能。

下面将参照图4，更为具体地解释说明按照本发明的薄膜张力测量装置的工作原理及工艺操作流程。

步骤一：首先由人机交互模块50输入所需的一系列参数，包括薄膜60的几何参数、以及期望达到的预设滚轮下压深度d1等；

步骤二：在滚轮304的下方水平放置一刚性平板且使得所述z向模组101与该刚性平板保持垂直；通过调节所述z向模组101，使得所述滚轮正好与该刚性平板相接触，并记录此时所述第二位移传感器205的读数d2；

接着，移除刚性平板，通过调节所述x向模组103与y向模组102，使得滚轮304移动至薄膜60的中部上方，接着调节所述z向模组101驱使该滚轮304下压，直至所述第二位移传感器205的读数为d2，同时记录此时所述第一位移传感器201的读数d3；

接着，继续调节所述z向模组101驱使滚轮304下压，直至所述第一位移传感器201的读数为d1+d3，此时所述滚轮304实际达到的下压深度即为d1；

步骤三：)将所述x向模组103、y向模组102和z向模组101予以锁紧，实现所述滚轮的位置固定；接着，由人机交互模块50采集信号并计算得出张力测量结果，同时将该张力和薄膜进给速度等数据予以显示。

综上，本发明提供的局部接触式薄膜张力测量装置与现有的张力测量装置相比，该装置体积不受薄膜宽度的制约，可以实现整体装置的小型化，使之灵活的布置于卷到卷设备的各个模块，实现各个区域张力的灵活测量；尤其是，通过对其工作原理和操作工艺的研究和设计，当采用本装置进行张力检测时，通过适当调整下压深度即可实现大范围张力测量，而不用考虑会超出传感器量程，同时具备高精度、高效率、适应性强和便于操控等优点，因而尤其适用于各类小型化卷到卷的柔性电子制备场合。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，此装置包括位置调节模块(10)、力检测模块(40)、滚轮模块(30)、下压深度检测模块(20)和人机交互模块(50)，并且所述滚轮模块(30)、所述力检测模块(40)与所述位置调节模块(10)在空间上自下而上分布，所述位置调节模块(10)与所述滚轮模块(30)分别安装于所述力检测模块(40)的上端与下端，所述下压深度检测模块(20)与所述人机交互模块(50)分别安装于所述位置调节模块(10)的前端与两侧，其中：

所述位置调节模块(10)作为其他模块的安装基础，包括沿着水平方向分别布置的x向模组(103)和y向模组(102)以及沿着竖直方向布置的z向模组(101)，并且这三个模组彼此垂直，由此带动安装其上的其他模块执行多轴方向上的来回移动，进而实现所述滚轮模块(30)中的滚轮(304)相对于薄膜(60)的下压位置及下压深度的调节；此外，所述z向模组(101)包括z向模组安装板(101b)和设置在其下端的z向模组滑杆(101a)；

所述力检测模块(40)包括第一连接件(401)、力传感器(402)和第二连接件(403)，其中该第一连接件(401)与所述z向模组滑杆(101a)在竖直方向上配合安装，由此实现此力检测模块与所述位置调节模块(10)之间的联接；该第二连接件(403)继续沿着竖直方向设置在所述第一连接件(401)的下端；该力传感器(402)则用于来自所述薄膜(60)的反作用力执行实时测量和反馈；

所述滚轮模块(30)整体布置在所述力检测模块(40)的下端，并包括滚轮模块连接杆(301)、滚轮支架(303)、所述滚轮(304)和速度传感器(305)，其中该滚轮模块连接杆(301)的上端与所述第二连接件(403)的下端相连，由此实现所述滚轮模块与所述力检测模块之间的联接；该滚轮(304)经由所述滚轮支架(303)安装于所述滚轮模块连接杆(301)的下端，并用于与输送中的所述薄膜(60)保持接触，同时将来自该薄膜的所述反作用力传递给所述力检测模块(40)；该速度传感器(305)则用于对所述薄膜(60)的进给速度执行实时测量和反馈；

所述下压深度检测模块(20)包括第一位移传感器(201)和第二位移传感器(205)，其中该第一位移传感器(201)通过第一位移传感器安装板(202)设置在所述z向模组安装板(101b)的左侧，该第二位移传感器(205)通过第二位移传感器安装板(204)设置在所述z向模组滑杆(101a)的右侧且可随之一同沿着竖直方向移动，并与所述第一位移传感器(201)配合用于执行所述滚轮(304)与所述薄膜(60)之间的接触状态及下压深度的测量及反馈；

所述人机交互模块(50)用于采集来自所述力传感器(402)、所述速度传感器(305)、所述第一位移位移传感器(201)和第二位移传感器(205)的信号，同时实现参数输入和实时显示的功能。

2.如权利要求1所述的一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，对于所述力检测模块(40)的第一连接件(401)而言，它的上端加工有第一圆柱面(401a)，且经由该第一圆柱面插入至所述z向模组滑杆(101a)的安装孔中；它的下端加工有第一螺纹面(401c)，且经由该第一螺纹面执行与所述力传感器(402)的连接；此外，它的中端还加工有第一环状梯形槽(401b)，且经由该第一环状梯形槽与第一紧定螺钉(405)彼此压紧；而对于所述力检测模块(40)的第二连接件(403)而言，它的下端加工有第二圆柱面(403a)，且经由该第二圆柱面插入至所述滚轮模块连接杆(301)的安装孔中；它的上端加工有第二螺纹面(403c)，且经由该第二螺纹面执行与所述力传感器(402)的连接；此外，它的中端还加工有第二环状梯形槽(403b)，且经由该第二环状梯形槽与第二紧定螺钉(404)彼此压紧。

3.如权利要求1或2所述的一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，对于所述第一位移传感器(201)而言，它还配备有第一位移传感器挡板(203)，该第一位移传感器挡板设置在所述z向模组滑杆(101a)的左侧且可随之一同沿着竖直方向移动；此外，所述第一位移传感器安装板(202)、第一位移传感器挡板(203)上各自加工有沿着竖直方向延伸的第一滑槽(202a)、第二滑槽(203a)，由此可自由调节该第一位移传感器(201)与所述第一位移传感器挡板(203)之间的距离；以此方式，使得所述第一位移传感器(201)与所述第一位移传感器挡板(203)在竖直方向上在一定范围可调，同时通过两者的配合使用，用于执行所述滚轮(304)与所述薄膜(60)之间接触状态的判定及下压深度的测量。

4.如权利要求1或2所述的一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，上述薄膜张力测量装置可根据工况需要布置于卷到卷设备的各个区域，并且无需改变卷到卷设备的整体布局。

5.一种利用如权利要求1-4任意一项所述装置执行薄膜张力测量的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(i)由所述人机交互模块(50)输入所需的一系列参数，包括所述薄膜(60)的几何参数、以及期望达到的预设滚轮下压深度d1；

(ii)在所述滚轮(304)的下方水平放置一刚性平板且使得所述z向模组(101)与该刚性平板保持垂直；通过调节所述z向模组(101)，使得所述滚轮正好与该刚性平板相接触，并记录此时所述第二位移传感器(205)的读数d2；接着移除所述刚性平板，通过调节所述x向模组(103)与y向模组(102)，使得所述滚轮(304)移动至所述薄膜(60)的中部上方，接着调节所述z向模组(101)驱使该滚轮(304)下压，直至所述第二位移传感器(205)的读数为d2，同时记录此时所述第一位移传感器(201)的读数d3；接着，继续调节所述z向模组(101)驱使所述滚轮(304)下压，直至所述第一位移传感器(201)的读数为d1+d3，此时所述滚轮(304)实际达到的下压深度即为d1；

(iii)将所述x向模组(103)、y向模组(102)和z向模组(101)予以锁紧，实现所述滚轮的位置固定；接着，由所述人机交互模块(50)采集来自所述力传感器(402)、所述速度传感器(305)、所述第一位移位移传感器(201)和第二位移传感器(205)的信号，由此计算得出张力测量结果。