CN116379897A - 传感器配置的屏蔽和坐标测量机探头的对准 - Google Patents

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CN116379897A CN202211643595.3A CN202211643595A CN116379897A CN 116379897 A CN116379897 A CN 116379897A CN 202211643595 A CN202211643595 A CN 202211643595A CN 116379897 A CN116379897 A CN 116379897A
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Abstract

一种用于坐标测量机的扫描探头包括：触针悬挂模块；触针位置检测模块；干扰器配置；以及信号处理和控制电路模块。该触针位置检测模块包括：传感器配置，该传感器配置包括各种线圈；以及屏蔽配置，该屏蔽配置围绕该传感器配置定位并且包括用于屏蔽该传感器配置的导电材料。该触针位置检测模块使用模块安装配置安装到该触针悬挂模块，该模块安装配置使得能够在该扫描探头的组装期间调整该传感器配置的相对位置以用于对准。

Description

传感器配置的屏蔽和坐标测量机探头的对准
背景技术
技术领域
本公开涉及精密计量，并且更具体地涉及坐标测量机探头。
相关技术描述
坐标测量机(CMM)可获得所检查工件的测量结果。在美国专利第8,438,746号中所描述的一种示例性现有技术CMM包含用于测量工件的探头、用于移动探头的移动机构以及用于控制移动的控制器，所述美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。在美国专利第7,652,275号中描述了包括表面扫描探头的CMM，该美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。如所述美国专利中所公开的，机械接触探头或光学探头可以扫描跨过工件表面。
在美国专利第6,971,183中还描述了采用机械接触探头的CMM，该美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。所述美国专利中所公开的探头包含具有探头尖端(即，表面接触部分)的触针、轴向运动机构和旋转运动机构。轴向运动机构包含允许探头尖端在测量探头的中心轴线方向(也被称为Z方向或轴向方向)上移动的移动构件。旋转运动机构包含允许探头尖端垂直于Z方向移动的旋转构件。轴向运动机构嵌套在旋转运动机构内部。基于旋转构件的位移和轴向运动移动构件的轴向位移确定探头尖端位置和/或工件表面坐标。
在美国专利公开号2020/0141714和2020/0141717中公开了CMM扫描探头中的用于进行触针位置测量的感应式位置检测器，所述美国专利公开中的每一个特此以全文引用的方式并入本文中。所公开的配置包含旋转感测线圈配置和相应轴向感测线圈配置。触针耦接的传导干扰器在运动体积中沿Z(轴向)和X-Y(旋转)方向移动。生成线圈生成围绕干扰器和线圈的变化磁通量，并且线圈信号指示干扰器和/或触针位置。
可改善或以其它方式增强此类CMM扫描探头的配置(例如，关于易组装性和/或改善的操作特性等)将是期望的。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化形式引入在下文的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在标识要求保护的主题的关键特征，也并非旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
根据一个方面，提供了一种用于坐标测量机的扫描探头的模块化配置。用于该扫描探头的该模块化配置包括触针悬挂模块，该触针悬挂模块包括：触针耦接部分，该触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；以及触针运动机构，该触针运动机构使得该触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得该触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动。
用于该扫描探头的该模块化配置还包括触针位置检测模块，该触针位置检测模块被配置成与该触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装该扫描探头的一部分安装到该触针悬挂模块。当已安装时，该触针位置检测模块被配置成沿平行于该轴向方向并且名义上与该旋转中心对准的中心轴线布置。该触针位置检测模块包括传感器配置，该传感器配置包括：场生成线圈配置，该场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；底部轴向感测线圈配置，该底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；以及多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈。
该扫描探头的干扰器配置被配置成耦接到该触针悬挂模块。该干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件，其中该干扰器元件被配置成沿该中心轴线定位于干扰器运动体积中并且通过干扰器耦接配置耦接到该触针悬挂模块，并且响应于该触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在该干扰器运动体积中移动，其中该干扰器元件响应于该轴向运动而沿该轴向方向在操作运动范围+/-Rz内移动并且响应于该旋转运动而沿正交于该轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内移动。该场生成线圈配置被配置成响应于线圈驱动信号而在该干扰器运动体积中生成总体上沿该轴向方向的变化磁通量。
用于该扫描探头的该模块化配置还包括信号处理和控制电路模块，该信号处理和控制电路模块被配置成与该触针位置检测模块和该触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装该扫描探头的一部分刚性地耦接到该触针位置检测模块。该信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到该触针位置检测模块的(例如，该场生成线圈配置、轴向感测线圈配置和旋转感测线圈的)这些线圈以提供该线圈驱动信号，并且输入包括由相应的这些旋转感测线圈和这些轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示该干扰器元件、该触针耦接部分或该探头尖端中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号(例如，在各个具体实施中，所输出的这些信号可指示该干扰器元件、该触针耦接部分和该探头尖端中的每一者的轴向位置和旋转位置)。
根据另一个方面，提供了一种用于坐标测量机的扫描探头。该扫描探头包括触针悬挂模块，该触针悬挂模块包括：触针耦接部分，该触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；以及触针运动机构，该触针运动机构使得该触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得该触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动。
该扫描探头还包括触针位置检测模块，该触针位置检测模块沿平行于该轴向方向并且名义上与该旋转中心对准的中心轴线布置。该触针位置检测模块包括：
传感器配置，该传感器配置包括：
场生成线圈配置，所述场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；
顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；
底部轴向感测线圈配置，该底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；以及
多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈；以及
屏蔽配置，该屏蔽配置围绕该传感器配置定位并且包括用于屏蔽该传感器配置的导电材料。
该扫描探头还包括干扰器配置，该干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件。该干扰器元件沿该中心轴线定位于干扰器运动体积中，并且该干扰器元件通过干扰器耦接配置耦接到该触针悬挂模块。该干扰器元件响应于该触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在该干扰器运动体积中移动，该干扰器元件响应于该轴向运动而沿该轴向方向在操作运动范围+/-Rz内移动并且响应于该旋转运动而沿正交于该轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内移动。所述场生成线圈配置响应于线圈驱动信号而在所述干扰器运动体积中生成总体上沿所述轴向方向的变化磁通量。
该扫描探头还包括信号处理和控制电路模块，该信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到该触针位置检测模块的这些线圈以提供该线圈驱动信号，并且输入包括由相应的这些旋转感测线圈和这些轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示该干扰器元件、该触针耦接部分或该探头尖端中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号。
附图说明
图1是示出了测量系统的各个典型部件的图，该测量系统包括使用诸如本文公开的扫描探头的扫描探头的CMM；
图2是示出了耦接到CMM并且提供旋转位置信号和轴向位置信号的扫描探头的各个元件的框图；
图3是示出了耦接到触针的触针悬挂模块的第一示例性具体实施和用于检测触针悬挂模块的位置的触针位置检测模块的第一示例性具体实施的部分的图；
图4A-图4C是示出了经组装扫描探头的触针悬挂模块、触针位置检测模块以及信号处理和控制电路模块的具体实施的图；
图5是示出了图3和图4A-图4C中所示的触针位置检测模块的另选具体实施的局部示意性等距图；
图6是示出了图5中所示的触针位置检测模块以及信号处理和控制电路模块的某些元件的局部示意性等距图；
图7是示出了图4A的信号处理和控制电路模块的具体实施并且可包括与图6的电路类似的电路的图；
图8A-图8D是示出了图4A的触针位置检测模块的具体实施的图；
图9是示出了图4A的触针悬挂模块的具体实施的图；
图10是示出了用于将图8A-图8D的触针位置检测模块安装到图9的触针悬挂模块的模块安装配置的具体实施的图；
图11是示出了结合信号处理和控制电路模块在图4A的具体实施中所用的干扰器组件的具体实施的图；
图12是示出了根据本文所公开的原理的用于组装扫描探头的模块化配置的方法的一个示例的流程图；以及
图13是示出了用于使用扫描探头测量工件表面的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
图1是示出了测量系统100的各个典型部件的图，该测量系统包括使用诸如本文公开的扫描探头的扫描探头300的CMM 200。测量系统100包含操作单元110、控制CMM 200的移动的运动控制器115、主计算机120和CMM 200。操作单元110耦接到运动控制器115并且可以包含用于手动操作CMM 200的操纵杆111。主计算机120耦接到运动控制器115，并且操作CMM200并处理工件W的测量数据。主计算机120包括用于输入例如测量条件的输入装置125(例如，键盘等)和用于输出例如测量结果的输出装置130(例如，显示器、打印机等)。
CMM 200包括定位于平面板210上的驱动机构220和用于将扫描探头300附接到驱动机构220的驱动机构附接部分224。驱动机构220包括分别用于使扫描探头300三维移动的X轴移动机构222、Y轴移动机构221和Z轴移动机构223(例如，滑动机构)。附接到扫描探头300的端部的触针306包含探头尖端348(例如，所述探头尖端也可以或可替代地被称为接触部分348)。如下文将更详细描述的，触针306附接到扫描探头300的触针悬挂模块，当探头尖端348沿测量路径在工件W的表面上移动时，该触针悬挂模块允许探头尖端348在三个方向上自由改变该探头尖端的位置。
图2是示出了耦接到CMM 200并且提供旋转(例如，X、Y)位置信号和轴向(例如，Z)位置信号的扫描探头300的各个元件的框图。在各个具体实施中，扫描探头300可包括触针悬挂部分307P、触针位置检测部分311P以及信号处理和控制电路部分380P。每个部分可包括对应模块，诸如触针悬挂模块307、触针位置检测模块311以及信号处理和控制电路模块380，它们中的每一者将在下文更详细描述。在各个具体实施中，探头主体302可包括扫描探头300的模块中的每个模块。
触针悬挂模块307包括触针耦接部分342和触针运动机构309。触针耦接部分342刚性地耦接到触针306。触针运动机构309被配置成使得触针耦接部分342和附接的触针306能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得触针耦接部分342和附接的触针306能够绕旋转中心进行旋转运动，如下文将关于图3和图4A更详细描述的。包括在扫描探头300中的信号处理和控制电路模块380连接到触针位置检测模块311并且管控该触针位置检测模块的操作，并且可执行相关信号处理，全部如下文更详细描述的。
如图2中所示，触针位置检测模块311使用感应式感测原理并且包括接收器线圈部分370和场生成线圈配置360。触针位置检测模块311感测干扰器元件351(其可以是干扰器配置350的一部分，在一些具体实施中，该干扰器配置可包括多个部分)的位置。在各个具体实施中，具有干扰器元件351的干扰器配置350可以是触针位置检测部分311P的一部分(例如，包括在或不包括在触针位置检测模块311中)，或者可以是单独配置和/或元件。
接收器线圈部分370可包括旋转感测线圈部分(也称为旋转感测线圈)RSC和轴向感测线圈配置ASCC。简而言之，移动的干扰器元件351(或更一般地，干扰器配置350)会引起由场生成线圈配置360生成的变化磁场中的位置相关变化。接收器线圈部分370对变化磁场和由干扰器元件351引起的所述变化磁场中的变化有响应。具体地，例如，旋转感测线圈部分RSC输出指示触针耦接部分342在对应的信号线上的旋转位置(例如，X和Y位置信号)的至少第一和第二旋转信号分量RSig，并且轴向感测线圈配置ASCC输出指示触针耦接部分342在对应的信号线上的轴向位置(例如，Z位置信号)的一个或多个轴向信号分量ASig，如下文参考图3、5和6更详细描述的。在各个具体实施中，信号处理和控制电路模块380接收旋转信号分量RSig和轴向信号分量ASig，并且可在各个具体实施中执行各种等级的相关信号处理。例如，在一个具体实施中，信号处理和控制电路模块380可使来自各个接收器线圈的信号分量以各种关系组合和/或得到处理，并且通过附接部分224以期望输出格式提供结果作为旋转位置信号输出RPSOut和轴向位置信号输出APSOut。一个或多个接收部分(例如，在CMM 200、运动控制器115、主计算机120等中)可以接收旋转位置信号输出RPSOut和轴向位置信号输出APSOut，并且可以使用一个或多个相关联的处理和控制部分来确定触针耦接部分342的三维位置和/或附接的触针306的探头尖端348在所述附接的触针的所述探头尖端沿工件W的正在被测量的表面移动时的三维位置。
图3是示出了耦接到触针406的触针悬挂部分407P的示意性表示的触针悬挂模块407的第一示例性具体实施的部分以及用于检测触针悬挂模块407的至少一部分(例如，触针耦接部分442)和/或触针406的位置的触针位置检测部分411P的触针位置检测模块411的第一示例性具体实施的部分的局部示意性横截面的局部示意图。应当理解，图3的某些编号组件4XX可以对应于图2的类似编号的对应组件3XX和/或具有与之类似的操作，并且可以通过与对应组件进行类比来理解，并且可以理解为以其它方式在下文进行描述。用于指示具有类似设计和/或功能的元件的这种编号方案也适用于以下图4A-图11。如图3中所示，触针悬挂部分407包括触针运动机构409和触针耦接部分442。触针耦接部分442被配置成刚性地耦接到触针406，该触针具有用于接触工件W(例如，参见图1)的表面的探头尖端448。
如下文将关于图4A更详细描述的，触针运动机构409可附接到(例如，扫描探头的)框架并且被配置成使得触针耦接部分442和附接的触针406能够进行轴向运动和旋转运动，使得探头尖端448可沿工件W的表面的形状在三个方向上改变探头尖端的位置。出于说明的目的，图3中的纸平面上的竖直方向和水平方向分别被定义为Z方向和Y方向，并且纸平面的垂直方向被定义为X方向。测量探头300的中心轴线CA的方向(也被称为轴向方向)在这个图示中与Z方向一致。
在图3中，表示了触针运动机构409的旋转运动部分，所述旋转运动部分包含旋转构件436、挠曲元件440和设置在旋转构件436内的移动构件412。如下文将关于图4A更详细描述的，挠曲元件440使得旋转构件436能够绕旋转中心RC进行旋转运动。如下文将更详细描述的，在各个具体实施中，触针位置检测模块411的旋转感测线圈TRSCi和BRSCi(其中i是标识特定线圈的索引整数)能够感测到干扰器元件451的旋转后位置并且由此感测到移动构件412的旋转后位置(例如，在X方向和Y方向上)，并且轴向感测线圈配置TASCC和BASCC(也称为轴向感测线圈)能够感测到干扰器元件451的轴向位置并且由此感测到移动构件412的轴向位置(例如，在Z方向上)。
如图3中所示，干扰器元件451(或更一般地，干扰器配置450)耦接到移动构件412并且相对于扫描探头框架(例如，其中该框架被包括为扫描探头主体的一部分等)在分别定位于顶部线圈基板471T与底部线圈基板471B之间的干扰器运动体积MV内移动。如图3中所示，移动构件412延伸穿过沿中心轴线CA定位于底部线圈基板471B中的孔491B并在该孔中移动。附接的干扰器元件451响应于触针悬挂模块407和移动构件412的偏转而相对于未偏转位置UNDF(例如，该未偏转位置也可对应于零或参考位置)在干扰器运动体积MV中移动。在各个具体实施中，具有干扰器元件451的干扰器配置450可以是触针位置检测部分411P的一部分(例如，包括在或不包括在触针位置检测模块411中)，或者可以是单独配置和/或元件。
在图3中所示的具体实施中，场生成线圈配置460包括大致定位于干扰器运动体积MV的中平面处并且名义上是平面的且正交于中心轴线CA的单个平面场生成线圈461。如先前关于图2概述的，接收器线圈部分470通常可以包括旋转感测线圈部分(也被称为旋转感测线圈)RSC和轴向感测线圈配置ASCC。旋转位置检测配置RSC通常包含顶部旋转感测线圈TRSCi和底部旋转感测线圈BRSCi。
在图3的示例中，平面顶部线圈基板471T包括N个顶部旋转感测线圈TRSC(例如，TRSC1-TRSC4，其中N＝4，围绕中心轴线CA位于均匀间隔位置)和顶部轴向感测线圈配置TASCC(例如，在该具体实施中包括单个单独线圈)，并且平面底部线圈基板471B包括N个底部旋转感测线圈BRSC(例如，BRSC1-BRSC4，其中N＝4，围绕中心轴线CA位于均匀间隔位置)和底部轴向感测线圈配置BASCC(例如，在该具体实施中包括单个单独线圈)。顶部线圈基板471T和底部线圈基板471B可名义上彼此平行且名义上正交于中心轴线CA，并且沿中心轴线CA以定位于该顶部线圈基板与该底部线圈基板之间的干扰器运动体积间隔开。应当理解，虽然为了说明的简单，图3和图4中所示的各个感测线圈在一些情况下可由“闭合环路”表示，但所有线圈包括具有第一连接端部和第二连接端部的绕组或导体，该第一连接端部和第二连接端部被配置成作为一个或多个感应耦接“匝”操作并且耦接到相关联电路(例如，信号处理和控制电路模块480的电路)。
在图3中所示的横截面中，仅两个顶部旋转感测线圈TRSC1和TRSC2以及两个底部旋转感测线圈BRSC1和BRSC2可见。这些旋转感测线圈可以提供指示干扰器元件451沿Y方向的位置的信号分量。具体地，这些旋转感测线圈的信号分量根据干扰器元件451沿Y方向的位移ΔY的量而变化，并且因此指示位移ΔY的量。位移ΔY确定干扰器元件451与各个旋转感测线圈TRSCi和BRSCi之间的相关联“重叠”量，并且由此确定各个旋转感测线圈与由场生成线圈461生成的变化磁场的耦接量(该耦接量确定合成信号分量)。其它旋转感测线圈(例如，顶部旋转感测线圈TRSC3和TRSC4以及底部旋转感测线圈BRSC3和BRSC4)提供类似地指示干扰器元件451沿X轴方向的位置的信号分量。旋转感测线圈TRSC3、TRSC4、BRSC3和BRSC4将在相对于图3的视图围绕中心轴线CA旋转90°的视图中可见(例如，并且在旋转视图中将分别处于与图3中当前分别针对旋转感测线圈TRSC1、TRSC2、BRSC1和BRSC2示出的那些位置类似的位置)。
轴向感测线圈配置ASCC包括顶部轴向感测线圈配置TASCC和底部轴向感测线圈配置BASCC。在图3中所示的具体实施中，顶部轴向感测线圈配置TASCC包括至少部分地围绕中心轴线CA的单个顶部轴向感测线圈，并且底部轴向感测线圈配置BASCC包括至少部分地围绕中心轴线CA的单个底部轴向感测线圈，如图所示。在此特定示例性实施方案中，这些轴向感测线圈始终与干扰器元件451完全“重叠”。因此，所述轴向感测线圈的信号分量名义上仅对干扰器元件451沿轴向或Z方向的位置有响应并且指示干扰器元件451沿Z方向的位置。
与先前参考图2概述的操作类似，在操作中，移动的干扰器元件451引起由场生成线圈461生成的沿轴向方向的变化磁场中的位置相关局部变化。接收器线圈部分470对变化磁场和由干扰器元件451引起的所述变化磁场中的变化有响应，并且输出旋转信号分量RSig和轴向信号分量ASig，可以对所述旋转信号分量和轴向信号分量进行处理以确定干扰器元件451的旋转位置(例如，Y和X位置，以及对应的信号)和所述干扰器元件的轴向位置(例如，Z位置)，如先前关于图2概述的并且如下文进一步详细描述的。应当了解，干扰器元件451的位置通过已知的几何形状与触针耦接部分442和/或所述触针的探头尖端448的位置相关，使得指示所述位置之一的信号/位置也是指示其它位置。例如，对于较小旋转角度，对于干扰器元件451沿Y方向远离空(null)(例如，距未偏转位置UNDF)的移动或位移ΔY：
ΔY＝HθY(等式1)
其中H是从旋转中心RC到干扰器元件451的名义平面的距离，并且θY是旋转构件436(和移动构件412)在平行于Y方向的平面中的旋转运动倾斜(也就是说，在旋转中心RC处绕平行于X轴线的轴线进行的旋转)。如果在各个实施方案中使用了较大的旋转角度，则可以使用对于较大的旋转角度而言准确的类似表达式，如本领域中已知的。触针406的探头尖端448远离空(例如，对应于未偏转位置UNDF)的Y方向移动或位移Y触针相对于旋转运动倾斜分量θY可以被近似为：
ΔY触针＝θY*(hS+lS)(等式2)
其中hS是从触针耦接部分442的端部到旋转中心RC的距离，并且lS是触针406的长度。将等式1和2组合，干扰器元件451的位移ΔY相对于探头尖端448处的Y方向位移的比率可以被近似为：
ΔY/ΔY触针＝H/(hS+lS)(等式3)
应当了解，X坐标运动分量与上述表达式类似，并且本文将不再进一步解释。各个触针的触针长度lS可用于等式(例如，关于系统的三角学)中以基于来自旋转感测线圈RSC的信号(即，正如指示干扰器元件451的X-Y位置)确定探头尖端448的X-Y位置。关于Z坐标位移或位置分量，干扰器元件451沿轴向或Z方向远离空(例如，对应于未偏转位置UNDF)的位移ΔZ(未示出)相对于触针接触部分(例如，探头尖端448)处的Z方向位移ΔZ触针可以被近似为：
ΔZ/ΔZ触针≈1(等式4)
图4A-图4C是示出了经组装扫描探头400的具体实施的图。图4A是示出了触针悬挂部分407P'的触针悬挂模块407'(例如，如可能够用作图3中表示的触针悬挂模块407)的横截面的局部示意图。图4A中还示出了触针位置检测部分511P的触针位置检测模块511(例如，类似于图3中所示的触针位置检测模块411)以及信号处理和控制电路部分480P的信号处理和控制电路模块480。前述元件可至少部分地包括在扫描探头400的探头主体402的探头盖403和主体框架408内。在各个具体实施中，探头盖403可以是圆柱形的(例如，如图4C中所示)，并且被配置成在扫描探头400已组装时围绕触针悬挂模块407'和触针位置检测模块511(例如，在垂直于中心轴线CA的方向上径向地围绕)。
触针位置检测模块511的传感器配置SNC的基板571T、571B以及场生成线圈561或该场生成线圈的基板(例如，印刷电路式基板)可被定位成用于使用对准和安装部分417或其它已知技术在扫描探头400中进行正确操作。与触针位置检测模块511相关联的各种信号连接可根据已知技术由电连接器419(例如，419B和419T；柔性印刷和/或导线连接)等提供。在一些具体实施中，信号处理和控制电路部分480P的一些或全部电路可提供为如图4A中所表示的单独电路组件(即，包括在信号处理和控制电路模块480中)。在其它具体实施中，如果期望的话，可将信号处理和控制电路部分480P的一些电路组合在触针位置检测模块511的基板上。
如图4A中所示，触针悬挂模块407'包括触针运动机构409和耦接到触针406的触针耦接部分442。触针运动机构409可包括移动构件412、旋转构件436、挠曲元件440(例如，耦接到触针悬挂模块407'的框架，该触针悬挂模块耦接到主体框架408以用于支撑旋转构件436并使得该旋转构件能够进行旋转运动)和支撑移动构件412并将该移动构件耦接到旋转构件436以使得移动构件412能够进行轴向运动的挠曲元件414和415(即，被称为第一挠曲元件)。扫描探头400包括具有用于确定触针运动机构409和/或触针406的探头尖端448的位置和/或运动的部件和操作的触针位置检测模块511。
挠曲元件440(即，被称为第二挠曲元件)可在轴向方向O上设置在一对挠曲元件414和415(即，被称为第一挠曲元件)的相应平面之间。适合于挠曲元件414、415和440的挠曲设计可根据本领域已知的原理来确定。例如，美国专利第9,791,262号中说明了一种可能的实施方案，所述美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。旋转构件436可具有关于第二挠曲元件440对称的形状，并且可一体地包括：两个环部分436A；两个连接部分436B；和圆柱形部分436C。第一挠曲元件414和415的外围部分固定到环部分436A。连接部分436B在环部分436A的内部延伸以连接到具有中空中心的圆柱形部分436C。第一挠曲元件414和415可相对于第二挠曲元件440以对称距离设置，但应当理解，这种具体实施仅是示例性的而非限制性的。
包含移动构件412的轴向运动机构410被支撑在旋转构件436的内部，并且旋转构件436和轴向运动机构410一起构成作为触针运动机构409的一部分的运动模块。轴向运动机构410允许探头尖端448在轴向方向O上移动。包括旋转构件436的旋转运动机构434允许触针406的探头尖端448通过绕旋转中心RC的旋转运动横向(例如，大致垂直)于轴向方向O移动。
移动构件412一体地包括：下部部分412A；杆部分412B；和上部部分412C。如先前参考图3概述，附接到移动构件412的上部部分412C的干扰器元件551用作旋转位置指示元件和轴向位置指示元件两者。杆部分412B安置在一对第一挠曲元件414和415之间。杆部分412B容纳在旋转构件436中。下部部分412A在杆部分412B下方形成，并且触针耦接部分442(例如，凸缘构件)附接到下部部分412A。提供了凸缘部件444用于触针406的附接。凸缘部件444和触针耦接部分442可一起构成允许在可重复定位的情况下(例如，在碰撞撞落触针的情况下，或在有意地改变触针时等)进行各种触针406与触针耦接部分442之间的附接和拆卸的可拆卸耦接机构(例如，已知类型的运动接头或耦接件)。
扫描探头400包括自动接头连接部分401(例如，用于附接到CMM的附接部分，诸如图1的CMM 200的驱动机构附接部分224)。在各个具体实施中，根据已知原理，自动接头连接部分401可包括提供各个可互换CMM探头或传感器所共有的物理接口的精确运动安装特征和电连接。可用于将CMM探头自动交换到自动接头处的运动安装件以及从自动接头处的运动安装件自动交换CMM探头的示例性已知技术和机构描述于美国专利号4,651,405中，该美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。在各个具体实施中，自动接头连接部分401可包括可连接到或通过自动接头部件部分401C中的部件的自动接头连接元件ACON(例如，电连接元件等)。
图4B示出了扫描探头400的包括触针位置检测模块511的部分。某些电连接器419在图4B中未示出，以便更清楚地示出相对于探头盖403的某些空间关系。至少部分地如图4B中所示，探头盖403在任何点处都不接触触针位置检测模块511(例如，包括触针位置检测模块511的刚性部件中的任何部件)，并且其中应当理解，在围绕触针位置检测模块511的所有点处在探头盖403与触针位置检测模块511之间存在对应间距。在各个具体实施中，探头盖403与触针位置检测模块511之间(例如，探头盖403的内表面与触针位置检测模块511的外表面诸如屏蔽配置SHC的外表面之间)的间距量可在围绕触针位置检测模块511的不同点处有所变化。最小间距SPS(例如，如图4B中所示)可被指定为出现在探头盖403与触针位置检测模块511之间的最近距离处，其中，在围绕触针位置检测模块511的所有其它点处与探头盖403的间距可等于或大于最小间距SPS。例如，在一些具体实施中，最小间距SPS可落在0.2mm与2.0mm之间的范围内(例如，诸如具有大约0.8mm的值)。
根据各个实施方案，屏蔽配置SHC允许传感器配置SNC与扫描探头400内的影响电磁地且机械地隔离。根据特定应用，屏蔽配置SHC可以是单件部件或多件部件。
类似地，探头盖403也在任何点处都不接触信号处理和控制电路模块480(例如，包括信号处理和控制电路模块480的刚性部件中的任一个刚性部件)(例如，如图4A中最佳地示出的)，并且其中应当理解，在围绕信号处理和控制电路模块480的所有点处在探头盖403与信号处理和控制电路模块480之间存在对应间距。在各个具体实施中，探头盖403与信号处理和控制电路模块480之间(例如，探头盖403的内表面与信号处理和控制电路模块480的外表面之间)的间距量可在围绕信号处理和控制电路模块480的不同点处有所变化。最小间距SPA(例如，如图4A中所示)可被指定为出现在探头盖403与信号处理和控制电路模块480之间的最近距离处，其中，在围绕信号处理和控制电路模块480的所有其它点处与探头盖403的间距可等于或大于最小间距SPA。
在各个具体实施中，屏蔽配置SHC包括水平狭槽SL(例如，SLB和SLT；垂直于中心轴线CA取向)，以使得电连接器419能够穿过。如下文将关于图8A-图8D更详细地描述的，在各个具体实施中，可能期望任何狭槽是水平的(即，而非竖直的等)。如图4B中所指示，屏蔽配置SHC包括：顶部水平狭槽SLT，该顶部水平狭槽SLT被配置成接收来自信号处理和控制电路模块480的顶部电连接器419T以用于连接到顶部线圈基板571T的线圈(如图4A中所指示)；以及底部水平狭槽SLB，该底部水平狭槽SLB被配置成接收来自信号处理和控制电路模块480的底部电连接器419B以用于连接到底部线圈基板571B的线圈(如图4A中所指示)。如图4A中所指示，电连接器419T和419B的部分被提供并且穿过触针位置检测模块511与探头盖403之间的间距。
如图4A和图4B中所指示，触针位置检测模块511可通过模块安装配置MMC安装到触针悬挂模块407'，并且信号处理和控制电路模块480可通过模块耦接配置MCC耦接到触针位置检测模块511。如下文将(例如，关于图8D、图9和图10)更详细描述的，作为模块安装配置MMC的一部分，触针位置检测模块511可包括第一安装部分FMP，并且触针悬挂模块407'可包括第二安装部分SMP。第一安装部分FMP可包括下部延伸部分LEP，该下部延伸部分LEP被配置成作为安装过程的一部分至少部分地定位于第二安装部分SMP的上部延伸部分UEP下方并且接触该上部延伸部分UEP。
在各个具体实施中，作为模块耦接配置MCC的一部分，触针位置检测模块511包括第一耦接部分FCP(例如，如包括在触针位置检测模块511的模块盖子部分MLD上)，并且信号处理和控制电路模块480包括第二耦接部分SCP。作为耦接过程的一部分，第二耦接部分SCP被配置成耦接到第一耦接部分FCP，以用于将信号处理和控制电路模块480耦接到触针位置检测模块511。在各个具体实施中，第一耦接部分FCP包括接收部分CGR(例如，圆形凹槽，参见图8C)，该接收部分CGR被配置成接收第二耦接部分SCP的固定部件SCC(例如，定位螺钉)。更具体地，作为耦接过程的一部分，固定部件SCC(例如，定位螺钉)在第二耦接部分SCP的螺纹孔中旋转以延伸到第一耦接部分FCP的接收部分CGR中，以用于将第二耦接部分SCP固定到第一耦接部分FCP，并且因此将信号处理和控制电路模块480刚性地耦接到触针位置检测模块511。
如下文将关于图11更详细地描述的，扫描探头的干扰器组件554包括干扰器配置550(包括干扰器元件551)、凹坑元件596、调整部件597(例如，定位螺钉)和心轴598。在各个具体实施中，作为干扰器耦接配置553的一部分，触针悬挂模块407'的移动构件412的上部部分412C可包括或具有指定上部耦接部分412CP(例如，作为上部部分412C的一部分或刚性地附接到该上部部分)，心轴598刚性地耦接到该指定上部耦接部分。关于干扰器组件554，如图4B中所示，顶部孔591T和底部孔591B包括在基板571T和571B中，且中间孔591M包括在用于场生成线圈配置560的基板中。如下文将更详细描述的，在组装过程期间，基板571T中的顶部孔591T可提供到干扰器配置550的通路(例如，用于调整干扰器元件551的位置)。中间孔591M和底部孔591B可分别为干扰器元件561和心轴598提供空间以在扫描探头400的操作期间移动(例如，相对于探头尖端448的旋转运动等)。
图4C是扫描探头400的三维视图。如图4C中所指示，具有探头尖端448的触针406附接在扫描探头400的底部处(例如，如附接到触针悬挂模块407'，该触针悬挂模块可包括在主体框架408内，如图4A中所指示)。探头盖403设置在扫描探头400的上部部分上(例如，如可围绕信号处理和控制电路模块480以及触针位置检测模块511，如图4A中所指示)。自动接头连接部分401被示为在扫描探头400的顶部(即，近侧端部)处(例如，用于附接到CMM的附接部分，诸如图1的CMM 200的驱动机构附接部分224)。在各个具体实施中，包括自动接头连接元件ACON(参见图4A)的自动接头连接部分401可被配置成仅以一种方式(例如，相对于围绕中心轴线CA的旋转以单个指定角取向)连接到CMM。
在各个具体实施中，可能通常期望扫描探头的模块相对于驱动机构附接部分224以优选角取向(即，相对于围绕中心轴线的旋转)大致对准(例如，使得扫描探头的旋转(例如，X、Y)位置信号与X轴移动机构222和Y轴移动机构221的X位置信号和Y位置信号大致对准，和/或相对于自动地更换预期作为自动化过程的一部分处于特定取向的硬件的系统大致对准等)。为了实现此类对准，通常期望扫描探头的模块相对于自动接头连接部分和对应地驱动机构附接部分224具有优选角对准(例如，其中，自动接头连接部分401可仅以一种方式连接到驱动机构附接部分224，在这两个部分之间具有设定角取向)。因此，可能期望组装扫描探头400包括模块的角取向，以便具有此类优选角取向和对应对准。
例如，关于图4A-图4C的配置，作为扫描探头组装过程的一部分，自动接头连接部分401可以是最后安设部分中的一个部分，并且可相对于触针悬挂模块407'和扫描探头的其它模块成角度调整(例如，利用围绕中心轴线的旋转调整)以便处于优选角取向。这种过程还可被描述为将自动接头连接部分401“按时针方向固定(clock)”到模块中的一个或多个模块(例如，触针悬挂模块407')。在各个具体实施中，圆形附接部分401AT可用于将自动接头连接部分401附接到扫描探头的其余部分(例如，使用粘合剂附接到探头盖403的顶部部分)。圆形附接部分401AT可具有刚性地附接到自动接头连接部分401的顶部部分，以及(例如，使用粘合剂)附接到扫描探头的其余部分(例如，附接到探头盖403的顶部部分)的底部部分。在一个具体实施中，圆形附接部分401AT的底部部分可能够在粘合剂凝固之前在探头盖403的顶部部分内旋转。这种配置使得自动接头连接部分401能够相对于触针悬挂模块407'和/或其它模块进行“按时针方向固定”或以其它方式成角度地调整，以便实现期望角取向和对应对准，之后允许粘合剂凝固以维持取向。
在操作中，扫描探头400可用于测量工件W的表面(例如，参见图1)。在各个具体实施中，(例如，传感器配置SNC的感测线圈的指示干扰器元件551、触针耦接部分442、触针406和/或探头尖端448的轴向位置和旋转位置的信号的)至少一些信号误差可由于部件之间(例如，第一模块的一个或多个部件与第二模块的一个或多个部件之间和/或探头外部的其它影响之间)的串扰或其它干扰而出现。例如，在一些具体实施中，串扰可是指由系统的一个电路、信道或部件生成或在其中生成的信号或场在系统的另一个电路、信道或部件中产生非期望影响(例如，由于非期望电磁耦接或其它方式)的情况。此外，某些外部部件或系统(例如，工作场所环境中的工件和/或其它部件或系统等)可能是非期望影响的源。例如，关于扫描探头的某些配置诸如本文所述的那些配置，串扰原本可能出现于触针位置检测模块511的传感器配置SNC(例如，场生成线圈配置、感测线圈配置和/或干扰器配置)的部件或该传感器配置SNC中的部件中的任一者与其它模块(例如，信号处理和控制电路模块480和/或触针悬挂模块407')的部件之间和/或探头外部(例如，工作场所环境中的工件和/或其它部件或系统等)的其它影响之间。根据本文中所公开的原理，屏蔽配置SHC减少串扰或其它干扰，该串扰或其它干扰原本将由信号处理和控制电路模块480或触针悬挂模块407'中的至少一者的部件和/或操作(例如，和/或其它外部影响)引起并且原本将在屏蔽配置SHC不存在于传感器配置周围的情况下(例如，其中，此类影响原本可导致基于由扫描探头400的传感器配置SNC的感测线圈生成的信号确定的三维位置信息的误差)影响传感器配置SNC的感测线圈的信号。关于此类概念，由扫描探头的感测线圈生成的信号的各个操作原理下文关于图5和图6更详细地描述。
图5是类似于图4A中所示的触针位置检测部分511P的触针位置检测模块511的触针位置检测部分511P'的触针位置检测模块511'的具体实施的局部示意性等距图，其强调了某些方面。触针位置检测模块511'和511是类似的，不同之处在于场生成线圈配置560，如下文进一步解释。一般来说，触针位置检测模块511'包括与图2、图3和图4的触针位置检测模块311、411和511的部件类似的某些部件，并且将被理解为类似地操作，除非下文另有描述。
在图5中所示的具体实施中，触针位置检测模块511'包括接收器线圈部分570、包括干扰器元件551'的干扰器配置550'以及场生成线圈配置560。在各个具体实施中，干扰器元件551'(或更一般地，干扰器配置550)可包括传导板或传导环路，或平行传导板或传导环路(例如，正如在印刷电路基板的两侧上制造的、通过印刷电路板制造技术图案化的)，或提供干扰器区域(例如，该干扰器元件的内部区域)的任何其它期望操作配置。在图5和图6的示例中，干扰器元件551'通常表示为具有正方形形状的传导板。在其它具体实施中(例如，在图4A和图4B的示例中)，干扰器元件(例如，干扰器元件551)可以是具有不同形状(例如，可具有圆形形状)的传导元件，其中传导元件的配置和尺寸如图4A、图4B和图11中所指示。一般来说，应当理解，具有不同形状的干扰器元件可根据本文所公开的原理使用。
关于图5的示例，干扰器元件551'沿中心轴线CA定位于顶部线圈基板571T与底部线圈基板571B之间的干扰器运动体积MV中并且通过干扰器耦接配置553(例如，包括移动构件512)耦接到触针悬挂部分507P的触针悬挂模块507。出于解释的目的，干扰器元件551'可被描述为响应于触针悬挂模块507和/或触针506和/或移动构件512的偏转而相对于图5中所示的未偏转位置(参见图3中的未偏转位置UNDF)移动。该干扰器元件可被描述为响应于轴向运动而沿轴向方向在操作运动范围+/-Rz内以位移增量ΔZ移动，并且响应于旋转运动沿正交于轴向方向(Z方向)的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内以位移增量ΔX和ΔY移动。下文更详细地描述了指定的或预期的操作运动范围。
接收器线圈部分570可包括有包括N个顶部旋转感测线圈TRSC(例如，TRSC1-TRSC4，其中N＝4)和顶部轴向感测线圈配置TASCC(例如，在该具体实施中包括单个所示单独线圈)的平面顶部线圈基板571T，以及包括N个底部旋转感测线圈BRSC(例如，BRSC1-BRSC4，其中N＝4)和底部轴向感测线圈配置BASCC(例如，在该具体实施中包括单个所示单独线圈)的平面底部线圈基板571B。顶部线圈基板571T和底部线圈基板571B以固定关系安装，其中底部线圈基板更靠近触针506和/或触针悬挂模块507。顶部线圈基板571T和底部线圈基板571B可以名义上彼此平行并且名义上正交于中心轴线CA，并且沿中心轴线CA以定位于所述顶部线圈基板与所述底部线圈基板之间的干扰器运动体积MV间隔开。应当理解，虽然为了说明的简单，图5中所示的各个感测线圈由“闭合环路”来表示，但所有线圈都包括具有被配置成作为一个或多个感应耦接“匝”操作的第一连接端部和第二连接端部(例如，如图6中所表示)的绕组或导体。
通常，场生成线圈配置(例如，场生成线圈配置560)至少包括定位于干扰器运动体积MV附近并且名义上是平面的且正交于中心轴线CA的第一场生成线圈。与图3中所示出的实施方案中的单个平面场生成线圈461(其大致定位于干扰器运动体积MV的中平面处)相比，在图5中所示出的实施方案中，场生成线圈配置560包括沿中心轴线CA与干扰器运动体积MV的中平面大致等距并且名义上是平面的且正交于中心轴线CA的一对平面场生成线圈561T和561B(分别定位于顶部线圈基板571T和底部线圈基板571B上)。一般而言，场生成线圈配置460或560中的任一个场生成线圈配置可以与接收器线圈部分570一起使用。在某些具体实施中，可能期望场生成线圈配置至少包括第一场生成线圈，该第一场生成线圈被配置成使得该第一场生成线圈的线圈区域沿轴向方向(Z方向)的投影涵盖提供干扰器配置550的(例如，干扰器元件551'的)干扰器区域以及定位于顶部线圈基板571T和底部线圈基板571B上的所有旋转感测线圈RSCi和轴向感测线圈ASCC的线圈区域的传导板或环路。一般来说，场生成线圈配置被配置成响应于线圈驱动信号而在干扰器运动体积MV中生成总体上沿轴向方向的变化磁通量，如触针位置检测模块511'的操作所期望。应当理解，虽然为了说明的简单，图5中所示的各个场生成线圈由包括宽扁传导迹线(示出了这些场生成线圈的边缘)的单个“闭合环路”表示，但在实际装置中，所有线圈都包括具有第一连接端部和第二连接端部(例如，如图6中所表示)并且被配置成作为一个或多个场生成“匝”操作的绕组或导体。
如图5中所示，干扰器元件551'沿轴向方向穿过顶部轴向感测线圈配置TASCC的内部线圈区域的投影(例如，如图5中细虚线PRJ所示)限定了顶部轴向感测重叠区域TASOA(由填充该内部线圈区域的点图案指示)，并且干扰器元件551'沿轴向方向穿过底部轴向感测线圈配置BASCC的内部线圈区域的投影限定了底部轴向感测重叠区域BASOA(由填充该内部线圈区域的点图案指示)。类似地，干扰器元件551'沿轴向方向穿过任何相应顶部旋转感测线圈TRSCi(例如，TRSC1-TRSC4)的内部线圈区域的投影限定了如图5中中所示的填充各个相应重叠区域的点图案所指示的相应顶部旋转线圈感测重叠区域TRSCOAi(例如，TRSCOA1-TRSCOA4)，其中i是范围为1至N的单独线圈标识索引。干扰器元件551'沿轴向方向穿过任何相应底部旋转感测线圈BRSCi(例如，BRSC1-BRSC4)的内部线圈区域的投影限定了如图5中中所示的填充各个相应重叠区域的点图案所指示的相应底部旋转线圈感测重叠区域BRSCOAi(例如，TRSCOA1-TRSCOA4)。
关于触针位置检测模块(例如，511')中的轴向位置检测，接收器线圈部分(例如，570)和干扰器元件(例如，551')通常被配置成提供顶部轴向感测重叠区域TASOA和底部轴向感测重叠区域BASOA，其中重叠区域TASOA和BASOA中的每一者的量是不变的或独立于干扰器元件551'在操作运动范围+/-Rz、+/-Rx和+/-Ry内的位置。应当理解，对于特定扫描探头，如果需要的话，操作运动范围可与探头的特定触针位置检测模块的配置结合规定或指定，以便满足此要求。以这种方式，在顶部轴向感测线圈配置TASCC和底部轴向感测线圈配置BASCC中生成的信号分量名义上独立于旋转运动(也就是说，干扰器元件551'沿X方向和Y方向的位置)，并且名义上仅对干扰器元件551'的“附近”或与该干扰器元件的间隙的变化敏感，该“附近”或间隙根据干扰器元件551'的轴向(Z)位置或位移ΔZ而有所变化。在操作中，由场生成配置560的变化磁场在干扰器元件551'中感应的电流引起相反的磁场。一般而言，在干扰器元件551'沿图5中的轴向(Z)方向向上移动时，相反的磁场更牢固地耦接到顶部轴向感测线圈配置TASCC，从而减小由变化磁场引起的该相反的磁场的信号分量。相反地，相反的磁场更弱地耦接到底部轴向感测线圈配置BASCC，从而增加由变化磁场引起的所述相反的磁场的信号分量。根据本公开中使用的惯例，可以将信号分量SIGTASCC称为源自特定顶部轴向感测线圈配置(或线圈)TASCC的信号分量等等。
应当了解，在未偏转位置UNDF处，净信号分量SIGTASCC和SIGBASCC可以近似平衡。对于小位移ΔZ，诸如在操作中预期的那些小位移，净信号分量SIGTASCC和SIGBASCC可大致线性地且相较于彼此反比例地变化。在一个实施方案中，轴向位移或位置ΔZ可以由以下信号关系来指示或对应于以下信号关系：
ΔZ＝[(SIGBASCC-SIGTASCC)/(SIGBASCC+SIGTASCC)]的函数
(等式5)
这种信号关系仅是示例性的而非限制性的。在各个具体实施中，如果期望的话，这种信号关系可通过另外的校准或信号处理操作来调整或补偿，这些另外的校准或信号处理操作包括减小各个位移方向或信号分量之间的几何和/或信号交叉耦接的影响的操作。在各个具体实施中，顶部轴向感测线圈配置可包括不是N个顶部旋转感测线圈之一并且比顶部旋转感测线圈更靠近中心轴线布置的至少一个顶部轴向感测线圈，并且至少一个顶部轴向感测线圈和干扰器元件的特征在于：至少一个顶部轴向感测线圈具有比干扰器元件小的内部线圈区域，并且对于干扰器元件在操作运动范围+/-Rz、+/-Rx和+/-Ry内的任何位置，干扰器元件沿轴向方向的投影完全填充至少一个顶部轴向感测线圈的内部线圈区域，由此顶部轴向感测重叠区域TASOA不会因干扰器元件的位置而改变。类似地，在各个此类具体实施中，底部轴向感测线圈配置可包括不是N个底部旋转感测线圈之一并且比底部旋转感测线圈更靠近中心轴线布置的至少一个底部轴向感测线圈，并且至少一个底部轴向感测线圈和干扰器元件的特征在于：至少一个底部轴向感测线圈具有比干扰器元件小的内部线圈区域，并且对于干扰器元件在操作运动范围+/-Rz、+/-Rx和+/-Ry内的任何位置，干扰器元件沿轴向方向的投影完全填充至少一个底部轴向感测线圈的内部线圈区域，由此底部轴向感测重叠区域TASOA不会因干扰器元件的位置而改变。可看出，图5中所示的触针位置检测模块511'的特定具体实施符合本说明书，其中顶部轴向感测线圈配置TASCC和底部轴向感测线圈配置BASCC各自包括单个感测线圈。应当了解，可以使用顶部轴向感测线圈配置TASCC和底部轴向感测线圈配置BASCC的各种配置，并且图5中所示出的特定配置仅是示例性的而非限制性的。
关于触针位置检测模块(例如，511')中的旋转位置检测，接收器线圈部分(例如，570)和干扰器元件(例如，551')通常被配置成提供各自包括顶部旋转感测线圈TRSCi和底部旋转感测线圈BRSCi的N个旋转感测线圈互补对CPi(例如，CP1-CP4，其中N＝4)，其中对于任何互补对CPi，并且对于操作运动范围+/-Rz、+/-Rx和+/-Ry内的任何干扰器元件位移增量，与该干扰器位移增量相关联的重叠区域TRSCOAi和BRSCOAi的变化的幅值名义上在该互补对中是相同的。应当理解，对于特定扫描探头，如果需要的话，操作运动范围可与该特定扫描探头的特定触针位置检测模块的配置结合规定或指定，以便满足此要求。图5中的表CPTable指示用于图5中所示出的实施方案的每个相应互补对CPi的相应成员TRSCi和BRSCi。
通过符合上述原理，可使用图5中所示的互补对CPi来补偿或消除某些交叉耦接误差和/或来简化提供精确旋转位置或位移测量值(例如，沿X方向和/或Y方向)所需的信号处理。具体地，在图5中所示的具体实施中的旋转感测线圈互补对CPi中出现的信号分量对可以提供名义上对“附近”或互补对的单独线圈与干扰器元件551'之间的间隙的变化不敏感的合成输出信号的关系组合或处理。也就是说，合成输出信号可能对干扰器元件551'的轴向(Z)位置或位移ΔZ不敏感，并且名义上仅对旋转位置或位移(例如，沿X方向和/或Y方向)敏感，如下文更详细描述的。对于图5中所示的特定具体实施，应当理解，干扰器元件551'的具有沿Y轴方向的位移分量ΔY的位移将增加(减小)互补对CP2中的重叠区域TRSCOA2和BRSCOA2并且减小(增加)互补对CP1中的重叠区域TRSCOA1和BRSCOA1。类似地，干扰器元件551'的具有沿X轴线方向的位移分量ΔX的位移将增加(或减小)互补对CP3中的重叠区域TRSCOA3和BRSCOA3并且减小(或增加)互补对CP4中的重叠区域TRSCOA4和BRSCOA4。
如先前概述，在操作中，由场生成配置560的变化磁场在干扰器元件551'中感应的电流引起相反的磁场。一般而言，在任何旋转感测线圈TRSCi(或BRSCi)中生成的信号分量SIGTRSCi(或SIGBRSCi)将随着干扰器元件551'的近侧部分沿轴向方向更靠近该旋转感测线圈或增加该干扰器元件与旋转感测线圈的重叠TRSCOAi(或BRSCOAi)而减小。
应当理解，对于图5中所指示的互补对CP1-CP4(其中互补对CPi中的线圈可以是相同的并且沿轴向方向对准)，在所示的未偏转位置UNDF处，每个互补对中的信号分量(例如，SIGTRSC1和SIGBRSC1)可大致平衡。根据先前概述的原理，对于干扰器元件551'的在互补对(例如，CP1)附近的一部分，对于小位移ΔZ诸如在操作中预期的那些小位移，净信号分量(例如，SIGTRSC1和SIGBRSC1)可大致线性地且相较于彼此反比例地变化。因此，互补对CPi的此类信号之和可名义上对与干扰器元件551'的近侧部分相关联的ΔZ不敏感。此外，在图5中所示的具体实施中，干扰器元件551'的边缘可平行于X方向和Y方向，使得在操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内，Y方向位移分量不会改变旋转线圈感测重叠区域TRSCOA3、BRSCOA3和/或TRSCOA4和BRSCOA4，并且X方向位移分量不会改变旋转线圈感测重叠区域TRSCOA2、BRSCOA2和/或TRSCOA1和BRSCOA1。因此，在一个具体实施中，理想地，无论ΔZ和/或ΔY如何，沿X方向的旋转位移或位置分量ΔX可由以下信号关系来指示或对应于以下信号关系：
ΔX＝[(SIGTRSC3+SIGBRSC3)-(SIGTRSC4+SIGBRSC4)]÷
[(SIGTRSC3+SIGBRSC3)+(SIGTRSC4+SIGBRSC4)]的函数
(等式6)
类似地，在一个实施方案中，理想地无论ΔZ和/或ΔX如何，沿Y方向的旋转位移或位置分量ΔY都可以由以下信号关系来指示或对应于以下信号关系：
ΔY＝[(SIGTRSC2+SIGBRSC2)-(SIGTRSC1+SIGBRSC1)]÷
[(SIGTRSC2+SIGBRSC2)+(SIGTRSC1+SIGBRSC1)]的函数
(等式7)
这些信号关系仅是示例性的而非限制性的。在各个具体实施中，如果期望的话，这些信号关系可通过另外的校准或信号处理操作来调整或补偿，这些另外的校准或信号处理操作包括减小各个位移方向或信号分量之间的几何和/或信号交叉耦接的影响的操作。
在一些特别有利的具体实施中，接收器线圈部分(例如，570)和干扰器元件(例如，551')被配置成：其中对于任何互补对CPi和操作运动范围+/-Rz、+/-Rx和+/-Ry内的任何干扰器元件位移增量，与该干扰器位移增量相关联的重叠区域TRSCOAi和BRSCOAi的变化的幅值和符号两者在该互补对中都是相同的。在一些此类实施方案中，接收器线圈部分被配置成其中每个互补对CPi包括顶部旋转感测线圈TRSCi和底部旋转感测线圈BRSCi，其特征在于所述顶部旋转感测线圈和所述底部旋转感测线圈的内部面积的形状在沿轴向方向投影时名义上是一致的。可看出，图5中所示的触针位置检测模块511'的特定具体实施符合本说明书。然而，应当了解，可以使用互补对的各种配置，并且图5中所示出的特定配置仅是示例性的而非限制性的。
在一些具体实施中，接收器线圈部分(例如，570)和干扰器元件(例如，551')可被配置成：其中干扰器元件包括至少N条直边，并且对于任何相应互补对CPi，干扰器元件的直边中的相应直边横切该相应互补对的顶部旋转感测线圈TRSCi和底部旋转感测线圈BRSCi两者。在一些此类实施方案中，N＝4，并且至少N条直边包含平行于矩形或正方形形状的边布置的4条边。可看出，图5中所示的触针位置检测模块511'的特定具体实施符合本说明书。然而，应当了解，可以使用互补对配置和干扰器元件边缘配置的各种组合，并且图5中所示出的特定配置的组合仅是示例性的而非限制性的。具体地，在其它具体实施中，干扰器可具有圆形或其它形状(例如，如可对应于图4A-图4C的具体实施等)。
图6是图5中所示的触针位置检测模块511'的某些元件的局部示意性等距图，其包括到信号处理和控制电路部分680P的信号处理和控制电路模块680的一个示例性具体实施的框图的示意性表示的连接CONN。如图6中所示，信号处理和控制电路模块680可操作地连接到触针位置检测模块511'的各个线圈。在图6中所示的具体实施中，信号处理和控制电路模块680包括可管控其各个互连部件之间的各个定时和信号连接或交换操作的数字控制器/处理器681，这些互连部件包括驱动信号发生器682、放大/开关部分683、采样和保持部分684、多路复用部分685和A/D转换器部分686。数字控制器/处理器681还可执行各个数字信号处理操作以确定输出信号APSOut和RPSOut，如先前参考图2概述。根据已知原理，信号处理和控制电路模块680的设计和操作的部分通常可由本领域普通技术人员认识和理解。例如，在一个具体实施中，信号处理和控制电路模块680的某些元件可通过与美国专利号5,841,274中公开的对应元件进行类比来设计和操作，该美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。
在操作中，对驱动信号发生器682进行操作以向场生成线圈配置560提供变化线圈驱动信号Dsig(例如，脉冲)，该场生成线圈配置响应于线圈驱动信号而在干扰器运动体积MV中生成总体上沿轴向方向的变化磁通量。在所展示的配置中，顶部场生成线圈561T和底部场生成线圈561B被配置成提供增强彼此的变化磁通量。放大/开关部分683被配置成输入来自接收器线圈部分570的信号RSIG和ASIG，这些信号包括由定位于顶部线圈基板和底部线圈基板上的相应旋转感测线圈和轴向感测线圈提供的相应信号分量(例如，先前概述的信号分量SIGTASCC、SIGBASCC、SIGTRSC1-SIGTRSC4和SIGBRSC1-SIGBRSC4)。在一些具体实施中，放大/开关部分683可包括开关电路，该开关电路可将各种模拟信号组合以提供各种期望和信号或差信号(例如，通过适当的串联连接或并联连接等)，例如，如等式5-7中所示的关系等中规定。然而，在其它实施方案中，在所有信号组合操作在其它电路部分中执行的情况下，放大/开关部分683可以仅执行放大和信号调节操作(例如，以及可能地信号反相操作)。
采样和保持部分684输入来自放大/开关部分683的各种模拟信号，并且根据已知原理执行采样和保持操作，例如以同时对由接收器线圈部分570的各个相应感测线圈产生的所有相应信号分量进行采样和保持。在一个具体实施中，多路复用部分685可将各个信号相继连接到A/D转换器部分686，和/或以与各种期望信号关系(例如，如等式5-7中所示出的关系中规定等)相关的组合连接。A/D转换器部分686向数字控制器/处理器681输出对应数字信号值。
然后，数字控制器/处理器681可根据各种期望关系(例如，如等式5-7中所示出的关系中规定等)处理和/或组合数字信号值，以确定并输出输出信号APSOut和RPSOut，这些输出信号指示干扰器元件551'或触针506中的至少一者(例如，相对于扫描探头的框架)的轴向位置和旋转位置。在一些具体实施中，数字控制器/处理器681可被配置成使得输出信号APSOut和RPSOut直接指示触针506或该触针的探头尖端548(例如，相对于扫描探头的框架)的三维位置。在其它具体实施中，数字控制器/处理器可被配置成输出间接指示触针506或该触针的探头尖端548(例如，相对于扫描探头的框架)的三维位置的信号，并且主系统(例如，CMM)可输入此类信号，并且执行另外的处理以进一步组合或细化此类信号，并且确定触针506或该触针的探头尖端548相对于扫描探头和/或相对于用于CMM测量的总体坐标系的三维位置。
图7是示出了图4A的信号处理和控制电路模块480的具体实施的图。在各个具体实施中，信号处理和控制电路模块480可包括与图6的电路类似的电路(例如，如可被包括在电路板和/或其它部件上或其中)。信号处理和控制电路模块480包括第二耦接部分SCP(例如，作为用于耦接到触针位置检测模块511的第一耦接部分FCP的模块耦接配置MCC的一部分)。示出了第二耦接部分SCP的固定部件SCC(例如，定位螺钉)。如上所述，作为耦接过程的一部分，固定部件SCC(例如，定位螺钉)在第二耦接部分SCP的螺纹孔中旋转以延伸到第一耦接部分FCP的接收部分CGR中，以用于将第二耦接部分SCP固定到第一耦接部分FCP，并且因此将信号处理和控制电路模块480刚性地耦接到触针位置检测模块511。
图8A-图8D是示出了图4A的触针位置检测模块511的具体实施的图。如图8A所指示，触针位置检测模块511包括基板571T、571B以及场生成线圈561及其基板(例如，印刷电路式基板)以及传感器配置SNC的对准和安装部分417，如由屏蔽配置SHC围绕。上文关于图4B更详细地描述了图8A的触针位置检测模块511的各种其它部件和方面。
图8B示出了屏蔽配置SHC的至少一部分的一个具体实施。在各个具体实施中，屏蔽配置SHC包括导电材料(例如，铝或不锈钢等)。图8C示出了经组装触针位置检测模块511的具体实施，其将屏蔽配置SHC示为围绕传感器配置SNC(参见图8A)。在各个具体实施中，模块盖子部分MLD可被包括为屏蔽配置SHC的一部分，或者可以是单独元件。
在各个具体实施中，屏蔽配置SHC提供由传感器配置SNC生成的电磁场(例如，根据由场生成线圈配置560生成的变化磁通量/电磁场)的经限定稳定边界。因此，屏蔽配置SHC的使用降低了潜在信号误差(例如，对应于测量信号误差)的风险，这些潜在信号误差原本可能由各种因素(例如，诸如触针悬挂模块407'和/或信号处理和控制电路模块480的操作和/或部件，或对探头盖403的损坏等)引起。屏蔽配置SHC还使得传感器配置SNC能够与探头盖403和CMM安装机械地隔离(例如，如在自动接头连接部分401处出现)。
在各个具体实施中，屏蔽配置SHC的导电材料的最小期望厚度可根据射频穿透深度来确定和使用。例如，在其中射频穿透深度在所用操作频率下为大约20um(例如，对于场生成线圈配置560)的一个特定示例性具体实施中，可能期望使用具有至少该厚度或更大厚度的屏蔽配置。
在各个具体实施中，对于包括在屏蔽配置SHC中的任何狭槽(例如，用于允许电连接器穿过)或中断部(例如，用于形成多于一片材料的屏蔽配置)，可能期望此类元件具有主要在垂直于中心轴线CA/轴向方向O的方向上的取向(例如，水平取向)。例如，屏蔽配置SHC中的平行于中心轴线CA/轴向方向O定向的狭槽或中断部(例如，竖直狭槽或中断部)可更可能降低屏蔽性能(例如，关于由场生成线圈配置560产生的电磁场)。因此，如果屏蔽件由多片材料形成，则其可优选地具有堆叠配置(例如，堆叠圆柱形部分或盘)，该堆叠配置具有垂直于中心轴线CA/轴向方向O的对应中断部。
如图8B和图8C中所示，屏蔽配置SHC包括顶部水平狭槽SLT、中间水平狭槽SLM和底部水平狭槽SLB。顶部水平狭槽SLT被配置成接收顶部电连接器419T，该顶部电连接器被配置成将顶部线圈基板571T的线圈耦接到信号处理和控制电路模块480。中间水平狭槽SLM被配置成接收中间电连接器419M，该中间电连接器被配置成将场生成线圈配置560的线圈耦接到信号处理和控制电路模块480。底部水平狭槽SLB被配置成接收底部电连接器419B，该底部电连接器被配置成将底部线圈基板571B的线圈耦接到信号处理和控制电路模块480。应当理解，狭槽SL和对应电连接器419的位置可指示信号处理和控制电路模块480在其耦接到触针位置检测模块511时的期望角取向(例如，使得电连接器419将容易且直接从触针位置检测模块511向上延伸到信号处理和控制电路模块480上的对应连接点)。
图8D示出了位于触针位置检测模块511的底部处的第一安装部分FMP的具体实施。第一安装部分FMP包括下部板部分LPP，该下部板部分LPP包括下部延伸部分LEP(例如，在所示的示例中包括四个下部延伸部分LEP)，并且其中，下部延伸部分LEP之间的间隙/间距被称为下部间隙部分LGP(例如，在所示的示例中包括四个下部间隙部分LGP)。第一安装部分FMP还包括旋转限制部分RLP，该旋转限制部分可限制第一安装部分FMP相对于第二安装部分SMP的旋转/移动(即，相对于围绕中心轴线CA的旋转)，如下文将更详细描述的。螺纹杆THR刚性地附接到第一安装部分FMP(例如，在所示示例中大致在旋转限制部分RLP的位置处)，并且向上延伸。如由图8C中的图示所指示，当触针位置检测模块511已组装时，在各个具体实施中，各个部件可具有螺纹杆THR可滑动通过的孔，其中为了组装，每个部件可依次向下下降到螺纹杆THR之上(例如，包括基板/部件571B、561、571T以及各种其它对准和安装部分417，如图8A中所指示)。
在各个具体实施中，屏蔽配置SHC可被配置成使得能够在X方向和Y方向上调整传感器配置SNC(例如，以便实现偏移校正等)。作为这种可调整性的一部分，应当注意，如图8D中所示，第一安装部分FMP可刚性地附接到螺纹杆THR。传感器配置SNC的对应部件(例如，包括基板/部件571B、561、571T以及如图4A和图8A所示位于上方和下方的各个对准和安装部分417)可各自具有对应孔，以用于在传感器配置SNC的组装期间在螺纹杆THR之上向下滑动，并且其中，传感器配置SNC的部件中的每个部件可保持处于彼此相对对准。在各个具体实施中，螺纹杆THR延伸穿过的位于屏蔽配置SHC的顶部和底部处(例如，包括模块盖子部分MLD中)的孔或其它开口可具有足够直径或区域以使得螺纹杆THR能够相对于屏蔽配置SHC在X方向和Y方向上移动(例如，在向下拧紧螺纹螺母THN之前)。
根据此类特征，传感器配置SNC可能够在屏蔽配置SHC内且相对于屏蔽配置SHC在X方向和Y方向上移动，作为对准过程的一部分(例如，用于实现干扰器元件551相对于传感器配置SNC的期望定位/居中，其中，干扰器元件551耦接到触针悬挂模块407')。在各个具体实施中，为了调整传感器配置SNC在X方向和Y方向上的位置，传感器配置SNC可使用定位销或其它机构使用穿过屏蔽配置SHC的侧面中的对应孔的通路(例如，如图8B和8C所示)进行推动或以其它方式操纵，并且其中，附接在螺纹杆THR的底部处的第一安装部分FMP可对应地相对于第二安装部分SMP在X方向和Y方向上移动，作为模块安装配置MMC的操作的一部分。
一旦实现在X方向和Y方向上的期望对准，螺纹螺母THN就可作为模块固定配置MSC的一部分向下拧紧，以刚性地固定触针位置检测模块511到触针悬挂模块407'的对准和安装。应当理解，螺纹螺母THN的向下拧紧向下压缩模块盖子部分MLD，并且以固定且稳定的关系压缩和固定传感器配置SNC的部件中的所有部件。在各个具体实施中，模块盖子部分MLD可被包括为屏蔽配置SHC的一部分，或者可指定为单独元件。
在各个具体实施中，模块固定配置MSC包括一个或多个机械紧固配置MFC，该一个或多个机械紧固配置MFC用于将第一安装部分FPM刚性地固定到第二安装部分SMP，并且其中，不使用粘合剂来将触针位置检测模块511(包括传感器配置SNC)刚性地固定到触针悬挂模块407。在如图8C和图8D所示的示例性配置中，模块固定配置MSC包括四个机械紧固配置MFC，这些机械紧固配置各自包括刚性地附接到第一安装部分FMP的螺纹杆THR以及螺纹螺母THN(例如，其可被旋转以向下拧紧在对应螺纹杆THR上)。
图9是示出了图4A的触针悬挂模块407'的具体实施的图。如图9中所示，具有探头尖端448的触针406附接在触针悬挂模块407'的底部处。第二安装部分SMP(即，其与图8D的第一安装部分FMP接合)被示为位于触针悬挂模块407'的顶部处。第二安装部分SMP包括上部板部分UPP，该上部板部分UPP包括上部延伸部分UEP(例如，在所示的示例中包括四个上部延伸部分UEP)，并且其中，上部延伸部分之间的间隙/间距被称为上部间隙部分UGP(例如，在所示的示例中包括四个上部间隙部分UGP)。应当理解，触针位置检测模块511的下部板部分LPP(例如，参见图8D)被成形为向下装配穿过触针悬挂模块407'的上部板部分UPP中的板孔口PLA。板孔口PLA的外边界的形状通过上部延伸部分UEP和上部间隙部分UGP形成。下部板部分LPP在处于其中下部延伸部分LEP与上部间隙部分UGP对准的角取向(例如，根据围绕中心轴线CA的旋转)时将装配穿过/接收穿过板孔口PLA。
在各个具体实施中，作为扫描探头的组装的一部分(例如，用于将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407')，可确定触针位置检测模块511与触针悬挂模块407'之间的大致期望对准(例如，角取向)。在触针位置检测模块511以大致期望对准定位于触针悬挂模块407'附近之后，触针位置检测模块511可被旋转(例如，绕中心轴线，诸如在所示的示例中可能为逆时针)或以其它方式操纵(例如，使得下部延伸部分LEP与上部间隙部分UGP对准)，使得下部板部分LPP可下降穿过板孔口PLA。
如下文将关于图10更详细描述的，当下部板部分LPP在下方位于下部接收区域LRA中时，触针位置检测模块511可被旋转(例如，绕中心轴线，诸如在所示的示例中可能为顺时针)，使得下部延伸部分LEP旋转成至少部分地位于上部延伸部分UEP下方(例如，返回到触针位置检测模块511与触针悬挂模块407'之间的大致期望角对准)。应当注意，旋转限制部分RLP(和/或螺纹杆THR)可限制顺时针旋转超过某个点(即，在该点处，旋转限制部分RLP和/或螺纹杆THR可接触上部延伸部分UEP的边缘并且因此防止进一步旋转，如关于下文将更详细描述的图10的图示可进行可视化的)。对旋转的潜在限制指示为什么可能期望最初以大致期望对准将触针位置检测模块511定位于触针悬挂模块407'附近。更具体地，在执行逆时针旋转以使得下部板部分LPP能够下降穿过板孔口PLA之后，在下部板部分LPP已经下降之后，由于旋转限制部分RLP和/或其它因素，可能仅存在有限量的后续顺时针旋转，该后续顺时针旋转可被执行用于实现期望对准(例如，用于将触针位置检测模块511“按时针方向固定”到触针悬挂模块407'和/或用于以其它方式实现扫描探头400的模块的期望角对准，其中，自动接头连接部分401也可随后按时针方向固定到触针悬挂模块407'等)。
图10是示出了用于将图8A-图8D的触针位置检测模块511安装到图9的触针悬挂模块407'的模块安装配置MMC的具体实施的图。在图10的示例中，第一安装部分FMP已经根据如以上关于图9所述的过程与第二安装部分SMP接合，并且其中下部延伸部分LEP至少部分地位于上部延伸部分UEP下方(例如，在触针位置检测模块511与触针悬挂模块407'之间具有至少大致期望角对准)。当处于这种位置时，可相对于触针悬挂模块407'在X方向和Y方向上调整刚性地耦接到第一安装部分FMP(即，通过螺纹杆THR)的触针位置检测模块511的传感器配置SNC以实现与触针悬挂模块407'的期望对准(例如，根据下部板部分LPP在处于下部接收区域LRA内时在X方向和Y方向上调整的能力)。
如图10中所指示，在下部接收区域LRA中，下部板部分LPP可旋转并且具有足够间距以使得下部板部分LPP能够在X方向和Y方向上侧向地移动。在所示的具体实施中，下部接收区域LRA是圆形的，并且具有大于跨下部板部分LPP的尺寸DLPP(例如，跨两个相对定位的下部延伸部分LEP的外边缘到外边缘的最大尺寸和/或等同于跨由下部板部分LPP的下部延伸部分的外边缘限定的圆的直径)的直径DLRA。作为尺寸DLRA大于尺寸DLPP的结果，下部板部分LPP具有在下部接收区域LRA内侧向地移动的空间。在所示的示例中，四个下部延伸部分LEP距可用移动区域的最近边缘(例如，可对应于下部接收区域LRA的边缘，或者其中，其它方面可限制可用移动区域)处于相应距离LD1-LD4，其中，那些距离各自对应于第一安装部分FMP可朝向可用运动区域的最近边缘侧向地移动(即，在X方向和Y方向上)的尺寸。在一个具体实施中，在下部板部分LPP精确地居中于下部接收区域LRA中的情况下，尺寸LD1-LD4可全部大致相等。
一旦在X方向和Y方向上的任何移动已经完成并且期望对准已经实现，模块固定配置MSC的机械紧固配置MFC(例如，如图8C中所示)就可用于压缩并且刚性地固定该配置，其中下部延伸部分LEP抵靠着上部延伸部分UEP向上压缩以用于防止下部延伸部分LEP相对于上部延伸部分UEP的进一步移动并且对应地防止包括传感器配置SNC的触针位置检测模块511相对于触针悬挂模块407'的进一步移动。在各个具体实施中，模块安装配置MMC可避免使用粘合剂或其它永久紧固技术将触针位置检测模块511(即，包括传感器配置SNC)固定到触针悬挂模块407'的需要。应当理解，机械紧固配置MFC还可使得能够相对简单地从触针悬挂模块407'拆卸触针位置检测模块511(例如，通过旋松螺纹螺母THN)，如可在(例如，用于更换和/或检查可能因重复使用或由于随时间推移的撞击等其它方式而磨损或损坏的部件等)的某些情况下期望的。
图11是示出了如结合触针位置检测模块511在图4A的具体实施中所用的干扰器组件554的具体实施的图。如图4B和图11所指示，干扰器组件554包括干扰器配置550(包括干扰器元件551)、凹坑元件596、调整部件597(例如，定位螺钉)和心轴598。在各个具体实施中，调整部件597可刚性地附接到心轴598(例如，通过拧紧并且不使用粘合剂)。对于将干扰器配置550耦接到触针悬挂模块407'，根据干扰器耦接配置553，心轴598刚性地附接到触针悬挂模块407'的移动构件412的上部部分412C。在各个具体实施中，附接可在干扰器组件554位于传感器配置SNC内部时(例如，其中，在传感器配置SNC的组装期间，干扰器组件554可能已经放置于传感器配置SNC内部)执行。为了接近传感器配置内部的干扰器组件554以执行到触针悬挂模块407'的移动构件412的上部部分412C的附接，基板571T可包括顶部孔591T，该顶部孔提供接近并且还提供到干扰器元件551和调整部件597的通路以进行调整。
在各个具体实施(例如，如图4A和图4B所示)中，上部部分412C可包括或具有指定上部耦接部分412CP(例如，作为上部部分412C的一部分或刚性地附接到该上部部分)，心轴598刚性地耦接到该上部耦接部分。调整部件597被配置成使得能够沿轴向方向O调整干扰器元件551的位置(例如，通过围绕带螺纹调整部件597旋转干扰器元件551以使干扰器元件551向上或向下移动)以在将触针位置检测模块安装到触针悬挂模块407'之后实现触针位置检测模块511内轴向方向上的期望对准(例如，在由场生成线圈561产生的磁场内对准)。在实现沿轴向方向的期望对准之后，可将干扰器元件551刚性地附接到调整部件597(例如，在插入到凹坑元件596中时使用粘合剂)。如上文所指出，基板571T中的顶部孔591T提供用于调整干扰器元件551的位置并且用于将粘合剂施加到凹坑元件596的通路。
以下是包括用于单独模块以及用于总体扫描探头400的各种组装过程的描述。在各个具体实施中，触针位置检测模块511的组装(例如，如图8A-图8D中所示)可包括螺纹杆THR到第一安装部分FMP的附接。屏蔽配置SHC可包括位于底部中的孔(例如，其大于螺纹杆THR的直径以便使得能够执行在X方向和Y方向上的位置调整)，这些孔使得屏蔽配置SHC能够随着螺纹杆THR穿过这些孔而向下下降直到屏蔽配置SHC的底部搁置于第一安装部分FMP上。传感器配置SNC的部件中的每个部件(例如，包括基板/部件571B、561、571T以及如图4A和图8A中所示位于上方和下方的各个对准和安装部分417)可各自依次向下下降，其中螺纹杆THR在它们下降时穿过这些部件中的每个部件中的相应孔。在基板571T向下下降之前，干扰器组件554可下降到部件的开放中间区域中，此后基板571T可向下下降(例如，其中，基板571B和571T中的中心孔591B和591T可小于干扰器元件551，从而防止在基板571B和571T处于适当位置时干扰器组件554从传感器配置SNC移除)。电连接器419B、419M和419T中的每个电连接器可在它们各自依次下降到其相应位置时通过相应狭槽SLB、SLM和SLT连接到相应基板/部件571B、561、571T。在传感器配置SNC的相应部件位于适当位置之后，模块盖子部分MLD可放置在顶部上。在各个具体实施中，模块盖子部分MLD可被包括为屏蔽配置SHC的一部分。类似于屏蔽配置SHC的底部，模块盖子部分MLD可包括位于顶部中的相对较大孔(例如，其大于螺纹杆THR的直径以便允许在X方向和Y方向上进行位置调整)，这些孔使得模块盖子部分MLD能够随着螺纹杆THR穿过这些孔向下下降以允许模块盖子部分MLD搁置在屏蔽配置SHC的顶部处。在组装过程的这一点上，在一些具体实施中，螺纹螺母THN(例如，连同对应垫圈)可松弛地安设在螺纹杆THR上，而可能尚未拧紧(例如，以便实现用于耦接到触针悬挂模块407'并且包括使得能够在X方向和Y方向上调整传感器配置SNC的模块安装配置MMC的操作)。
在各个具体实施中，信号处理和控制电路模块480可接下来、与之并行地或在其之前组装，并且可包括如图7的配置所指示安设印刷电路板。触针悬挂模块407'可类似地相对于其它模块的组装接下来、与之并行地或在其之前组装。
对于扫描探头400的组装，在各个具体实施中，触针位置检测模块511可安装到触针悬挂模块407'。在各个具体实施中，触针悬挂模块407'可被放置在保持器中，并且触针位置检测模块511可被定位成与触针悬挂模块407'处于大致对准(例如，处于大致旋转对准)并且向下下降到触针悬挂模块407'的顶部上。根据模块安装配置MMC的操作，触针位置检测模块511然后可被旋转(例如，逆时针)直到第一安装部分FMP的下部延伸部分LEP与上部间隙部分UGP对准并且向下下落到第二安装部分SMP的下部接收区域LRA中。在各个具体实施中，可能需要螺纹螺母THN尚未拧紧，以便下部延伸部分LEP向下下落足够远以继续该过程。在下部延伸部分LEP已经向下下落之后，触针位置检测模块511可被旋转(例如，顺时针)以返回到与触针悬挂模块407'的大致期望对准。应当注意，该旋转将对应地致使下部延伸部分LEP滑动到第二安装部分SMP的上部延伸部分UEP下方。
在各个具体实施中，然后，干扰器组件554(例如，如先前在组装期间放置于传感器配置SNC中)可耦接到触针悬挂模块407'的移动构件412的上部部分412C(例如，如作为触针位置检测模块511到触针悬挂模块407'的安装的一部分朝向传感器配置SNC向上延伸)。然后，调整部件597可用于调整干扰器元件551的Z对准(即，在轴向方向上)(例如，用于诸如相对于场生成线圈配置560在轴向方向上对准)。在实现沿轴向方向的期望对准之后，可将干扰器元件551刚性地附接到调整部件597(例如，在插入到凹坑元件596中时使用粘合剂)。如上文所指出，基板571T中的顶部孔591T提供在干扰器组件554位于传感器配置SNC内时用于调整干扰器元件551的位置并且用于将粘合剂施加到凹坑元件596的通路。
在各个具体实施中，根据模块安装配置MMC的操作，然后，可在X方向和Y方向上调整传感器配置SNC的相对位置(例如，以实现干扰器元件551相对于传感器配置SNC的期望定位/居中)。在各个具体实施中，为了在X方向和Y方向上调整传感器配置SNC的位置，可推动或以其它方式操纵传感器配置SNC(例如，使用定位销或其它机构，诸如使用穿过屏蔽配置SHC的侧面中的对应孔的通路，诸如图8B和图8C所示)。对应地，附接在螺纹杆THR的底部处的第一安装部分FMP可相对于第二安装部分SMP在X方向和Y方向上移动，作为模块安装配置MMC的操作的一部分。一旦实现在X方向和Y方向上的期望对准，螺纹螺母THN就可作为模块固定配置MSC的一部分被向下拧紧，以刚性地固定触针位置检测模块511到触针悬挂模块407'的对准和安装。
在已经固定模块安装配置MMC之后，在各个具体实施中，信号处理和控制电路模块480可耦接到触针位置检测模块511(例如，使用模块耦接配置MCC)。更具体地，第二耦接部分SCP的固定部件SEC(定位螺钉)可旋转到第一耦接部分的接收部分CGR(例如，圆形凹槽)中，以用于将信号处理和控制电路模块480刚性地耦接到触针位置检测模块511。作为耦接过程的一部分，信号处理和控制电路模块480可首先被旋转以成角度地对准，使得来自相应基板/部件571B、561、571T的连接器419B、419M和419T能够向上延伸成连接到信号处理和控制电路模块480上的对应附接位置(例如，如图4A所示)。
在各个具体实施中，探头盖403可接下来下降到信号处理和控制电路模块480和触针位置检测模块511之上，并且其中，探头盖403的下部部分可被配置成刚性地附接到触针悬挂模块407'。例如，探头盖403的下部部分可以是带螺纹的，或者以其它方式被配置成向下扭转到触针悬挂模块407'的对应接收部分上。
在附接探头盖403之后，在各个具体实施中，然后可安设/附接自动接头连接部分401(例如，如图4A中所示)。为了安设，自动接头连接部分401可相对于触针悬挂模块407'(以及扫描探头400的其它模块)进行成角度调整(例如，围绕中心轴线CA进行旋转调整)，以便处于优选角取向和对应对准。此类过程还可被描述为将自动接头连接部分401“按时针方向固定”到模块中的一个或多个模块(例如，触针悬挂模块407')。圆形附接部分401AT可用于将自动接头连接部分401附接到扫描探头400的其余部分(例如，使用粘合剂附接到探头盖403的顶部部分)。圆形附接部分401AT的底部部分可能够在粘合剂凝固之前在探头盖403的顶部部分内旋转。这种配置使得自动接头连接部分401能够相对于触针悬挂模块407'和/或其它模块进行“按时针方向固定”或以其它方式成角度地调整，以便实现如上所述的期望角取向和对应对准，之后允许粘合剂凝固以维持取向。
应当理解，上文关于图3-图11所述的原理可与触针位置检测模块的其它配置一起使用。作为一些具体示例，此类原理可与以下配置一起使用：先前并入的美国专利公开号2020/0141717中所公开的配置以及2020年12月28日提交的名称为“Inductive PositionDetection Configuration for Indicating aMeasurement Device Stylus Position”的共同未决且共同转让的美国专利申请号17/135,665和2020年12月28日提交的名称为“Inductive Position Detection Configuration for Indicating a MeasurementDevice Stylus Position and Including Coil Misalignment Compensation”的共同未决且共同转让的美国专利申请号17/135,672中所公开的配置，这些美国专利中的每一者特此以全文引用的方式并入本文中。应当理解，这些并入的参考文献示出了在感测线圈、场生成线圈、干扰器元件等的位置、大小和/或形状方面有所变化的某些配置(例如，具有包括线圈板配置的所有线圈的单个印刷电路板，和/或具有被配置成在线圈板配置的中间孔591M内移动和装配的圆柱形干扰器元件等)，但其中，这些线圈和/或相关联操作在其它方面与本文所述的触针位置检测模块411、511、511'的那些线圈和/或相关联的操作类似，并且其中，这些配置可类似地用如本文所公开的模块和配置和/或作为这些模块和/或配置的一部分来使用/实现。
图12是示出了用于组装扫描探头300/400的模块化配置的方法的一个示例的流程图。该方法大体包括两个步骤(框)。
在框1202中，第一步骤包括：将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'(例如，使用模块安装配置MMC)。触针悬挂模块407'包括触针耦接部分342和触针运动机构309，该触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端348的触针306，该触针运动机构使得触针耦接部分342能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得触针耦接部分342能够绕旋转中心进行旋转运动，并且触针位置检测模块511在安装到触针悬挂模块407'之前与触针悬挂模块407'分开组装，并且当已安装时，触针位置检测模块511沿平行于轴向方向并且名义上与旋转中心对准的中心轴线布置，并且触针位置检测模块511包括传感器配置SNC，该传感器配置SNC包括：场生成线圈配置460，该场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈461；顶部轴向感测线圈配置TASCC，该顶部轴向感测线圈配置TASCC包括至少一个顶部轴向感测线圈；底部轴向感测线圈配置BASCC，该底部轴向感测线圈配置BASCC包括至少一个底部轴向感测线圈；以及多个顶部旋转感测线圈TRSC和多个底部旋转感测线圈BRSC。
在框1204中，第二步骤包括：将信号处理和控制电路模块480刚性地耦接到触针位置检测模块511(例如，使用模块耦接配置MCC)。信号处理和控制电路模块480在刚性地耦接到触针位置检测模块511之前与触针位置检测模块511和触针悬挂模块407'分开组装，其中信号处理和控制电路模块480可操作地连接到触针位置检测模块511的线圈，以向至少一个场生成线圈461提供线圈驱动信号，并且输入包括由触针位置检测模块511的相应旋转感测线圈和轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示探头尖端348的轴向位置和旋转位置的信号。
图13是示出了用于使用扫描探头300/400来测量工件的表面的方法的一个示例的流程图。该方法大体包括两个步骤(框)。
在方框1302中，第一步骤包括：移动扫描探头300/400，以便对应地使探头尖端348沿工件W的表面移动。
在框1304中，第二步骤包括：基于在探头尖端348沿工件的表面移动时由扫描探头300/400的感测线圈生成的信号生成三维位置信息。
一般来说，应当理解，本文中对顶部部件和底部部件或上部部件和下部部件的参考旨在以诸如图1和图4A所示的取向参考扫描探头(例如，其中中心轴线CA处于竖直取向并且其中探头尖端448位于底部处并且自动接头连接部分401位于顶部处)。在各个具体实施中，自动接头连接部分401可被称为扫描探头400的近侧端部或靠近该近侧端部，并且触针耦接部分442和/或探头尖端448可被称为扫描探头200的远侧端部或靠近该远侧端部。如本文所用，相对术语“顶部”和“底部”是关于比更靠近扫描探头的远侧端部的对应底部部件更靠近扫描探头的近侧端部的顶部部件。类似地，相对术语“上部”和“下部”是关于比更靠近扫描探头的远侧端部的对应下部部件更靠近扫描探头的近侧端部的上部部件。
应当理解，本文所公开的配置存在各种优点。例如，触针悬挂模块407'、触针位置检测模块511以及信号处理和控制电路模块480可各自单独组装，然后附接用于组装扫描探头400。这些特征使得能够在扫描探头400已组装之前针对单独模块中的每个模块执行有效且并行的组装和测试。经组装扫描探头还可通过移除单独模块中的一个或多个模块而相对容易地拆卸(例如，从而使得能够更换磨损或故障部件等)。
如上文所指出，在各个具体实施中，探头盖403不与触针位置检测模块511或信号处理和控制电路模块480接触。触针位置检测模块511使用模块安装配置MMC安装到触针悬挂模块407'。信号处理和控制电路模块480使用模块耦接配置MCC刚性地耦接到触针位置检测模块511。触针悬挂模块407'通过探头盖403刚性地耦接到自动接头连接部分401(即，其中，触针悬挂模块407'刚性地耦接到探头盖403的底部部分，并且探头盖403的顶部部分刚性地耦接到自动接头连接部分401)。因此，探头盖403环绕触针位置检测模块511以及信号处理和控制电路模块480但并不与它们接触或以其它方式直接刚性地耦接到它们。与探头盖403的隔离有助于保护触针位置检测模块511以及信号处理和控制电路模块480免受与探头盖相关的(例如，由于粗暴处置、装运期间的事件、使用期间的冲击等而造成的)冲击或其它事件的影响。
作为模块安装配置MMC的一部分，触针位置检测模块511包括第一安装部分FMP，并且触针悬挂模块407'包括第二安装部分SMP。第一安装部分FMP包括下落到第二安装部分SMP中的上部间隙部分UGP(例如，在一些情况下其可被称为一种类型的“切口”)中的下部延伸部分LEP(例如，在一些情况下其可被称为一种类型的“瓣片”)。然后，下部延伸部分LEP可在第二安装部分的上部延伸部分UEP(例如，在一些情况下其可被称为第二安装部分的“悬伸”部分)下方滑动。模块安装配置MMC(例如，在一些情况下其被称为一种类型的夹持配置)将触针位置检测模块511保持到触针悬挂模块407'上。如本文所述，模块安装配置MMC使得触针位置检测模块511(例如，包括传感器配置SNC)的至少一部分能够在X方向和Y方向上调整成与触针悬挂模块407'对准(例如，与耦接到触针悬挂模块407'的干扰器元件551对准)。在各个具体实施中，模块安装配置MMC可实现相对简单的安设(例如，使得触针位置检测模块511能够盲安设到触针悬挂模块407'上)，这对于各个应用而言可能是期望的。在各个具体实施中，模块安装配置MMC使得能够在不使用粘合剂的情况下进行安装，使得触针位置检测模块511和触针悬挂模块407'可相对快速且容易地被拆卸/分离(例如，允许扫描探头400被翻新和/或容易地更换有缺陷或磨损的触针位置检测模块511等)，并且这避免了原本可能出现的与使用粘合剂有关的问题(例如，诸如粘合剂膨胀并且可能影响模块和/或部件的对准或其它方面等)。
应当理解，模块安装配置MMC的使用使得触针位置检测模块511能够安装到触针悬挂模块407'，其中，触针位置检测模块511不直接刚性地附接到探头盖403，并且因此与探头盖403机械地隔离。模块安装配置MMC进一步使得能够调整和对准触针位置检测模块511的至少一部分(例如，至少包括可在X方向和Y方向上进行调整以诸如关于耦接到触针悬挂模块407'的干扰器元件551实现对准的传感器配置SNC等)。
应当理解，传感器配置SNC的部件(例如，包括基板/部件571B、561、571T以及如图4A和图8A中所示位于上方和下方的各个对准和安装部分417)形成经压缩且稳定配置(例如，特别是在使用模块安装配置MMC和通过模块固定配置MSC固定时)并且有效地用于作为三维感应式传感器执行操作。
在各个具体实施中，传感器配置SNC的部件中的至少一些部件(例如，包括基板/部件571B、561、571T以及如图4A和图8A中所示位于上方和下方的各个对准和安装部分417)可由热稳定材料共形地涂覆或构造以防止环境漂移。
以下描述了本公开的各个示例性实施方案，其中各种特征和元件用图1-图13中存在的附图标号注释。应当理解，添加附图标号以指示示例性实施方案，并且特征和元件不限于图1-图13中所示的特定实施方案。
根据一个方面，提供了一种用于坐标测量机200的扫描探头400的模块化配置MCF。用于扫描探头的模块化配置MCF包括触针悬挂模块407'，该触针悬挂模块包括：触针耦接部分442，该触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端448的触针406；以及触针运动机构409，该触针运动机构使得触针耦接部分442能够沿轴向方向O进行轴向运动并且使得触针耦接部分442能够绕旋转中心RC进行旋转运动。
用于扫描探头的模块化配置MCF还包括触针位置检测模块511，该触针位置检测模块被配置成与触针悬挂模块407'分开组装，之后才作为组装扫描探头400的一部分安装到触针悬挂模块。当已安装时，触针位置检测模块511被配置成沿平行于轴向方向O并且名义上与旋转中心RC对准的中心轴线CA布置。触针位置检测模块511包括传感器配置SNC，该传感器配置SNC包括：场生成线圈配置560，该场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈561；顶部轴向感测线圈配置TASCC，该顶部轴向感测线圈配置TASCC包括至少一个顶部轴向感测线圈；底部轴向感测线圈配置BASCC，该底部轴向感测线圈配置BASCC包括至少一个底部轴向感测线圈；以及多个顶部旋转感测线圈TRSC和多个底部旋转感测线圈BRSC。
扫描探头的干扰器配置550被配置成耦接到触针悬挂模块407'。干扰器配置550包括提供干扰器区域的传导干扰器元件551，其中干扰器元件551被配置成沿中心轴线CA定位于干扰器运动体积MV中并且通过干扰器耦接配置553耦接到触针悬挂模块407'，并且响应于触针悬挂模块407'的偏转而相对于未偏转位置UNDF在干扰器运动体积MV中移动，其中干扰器元件551响应于轴向运动而沿轴向方向O在操作运动范围+/-Rz内移动，并且响应于旋转运动而沿正交于轴向方向O的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内移动。场生成线圈配置560被配置成响应于线圈驱动信号而在干扰器运动体积MV中生成总体上沿轴向方向O的变化磁通量。
用于扫描探头的模块化配置MCF还包括信号处理和控制电路模块480，该信号处理和控制电路模块被配置成在作为组装扫描探头400的一部分刚性地耦接到触针位置检测模块511之前与触针位置检测模块511和触针悬挂模块407'分开组装。信号处理和控制电路模块480被配置成可操作地连接到触针位置检测模块511的(例如，场生成线圈配置560、轴向感测线圈配置TASCC和BASCC以及旋转感测线圈TRSC和BRSC的)线圈，以提供线圈驱动信号，并且输入包括由相应旋转感测线圈和轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示干扰器元件551、触针耦接部分442或探头尖端448中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号(例如，在各个具体实施中，所输出的信号可指示干扰器元件551、触针耦接部分442和探头尖端448中的每一者的轴向位置和旋转位置)。
模块化配置MCF还可包括探头盖403。
探头盖403可被配置成在扫描探头400已组装时围绕触针位置检测模块511。
在一个方面，探头盖403不被配置成在扫描探头400已组装时直接刚性地附接到触针位置检测模块511。
模块化配置MCF至少还可包括探头盖403与触针位置检测模块511之间的最小间距SPS，该最小间距SPS在扫描探头400已组装时将探头盖403与触针位置检测模块511机械地隔离。间距SPS被配置成减少原本可能由于对探头盖403的外表面的冲击而对触针位置检测模块511发生的任何损坏。
探头盖403可被配置成在扫描探头400已组装时围绕信号处理和控制电路模块480。
在一个方面，探头盖403不被配置成在扫描探头400已组装时直接刚性地附接到信号处理和控制电路模块480。
在一个方面，经组装扫描探头400被配置成在探头盖403与信号处理和控制电路模块480之间具有至少最小间距SPA，该最小间距SPA在扫描探头400已组装时将探头盖403与信号处理和控制电路模块480机械地隔离。间距SPA被配置成减少原本可能由于对探头盖403的外表面的冲击而对信号处理和控制电路模块480发生的任何损坏。
在一个方面，探头盖403可被配置成刚性地附接到触针悬挂模块407'。
在一个方面，探头盖403被配置成在扫描探头400已组装时围绕信号处理和控制电路模块480以及触针位置检测模块511，但不被配置成直接刚性地附接到信号处理和控制电路模块480或触针位置检测模块511。
在一个方面，触针位置检测模块511还包括第一安装部分FMP，并且触针悬挂模块407'还包括第二安装部分SMP。第一安装部分和第二安装部分形成模块安装配置MMC，其中第二安装部分SMP被配置成由第一安装部分FMP接合，以用于将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'。
在一个方面，在扫描探头400的组装期间，模块安装配置MMC被配置成使得能够相对于触针悬挂模块407在X方向和Y方向上调整触针位置检测模块511的至少一部分的相对位置，以用于将触针位置检测模块511与触针悬挂模块407对准。
在一个方面，模块化配置MCF还包括模块固定配置MSC，该模块固定配置MSC被配置成在触针位置检测模块511已经与触针悬挂模块407'对准之后将第一安装部分FMP刚性地固定到第二安装部分SMP，以用于将触针位置检测模块511刚性地固定到触针悬挂模块407'。
在一个方面，信号处理和控制电路模块480还包括第一耦接部分FCP，并且触针位置检测模块511还包括第二耦接部分SCP。第一耦接部分和第二耦接部分形成模块耦接配置MCC，其中第二耦接部分SCP被配置成耦接到第一耦接部分FCP，以用于将信号处理和控制电路模块480耦接到触针位置检测模块511。
根据另一个方面，提供了一种用于组装坐标测量机200的扫描探头400的模块化配置MCF的方法。该方法通常包括两个步骤。
第一步骤包括：将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'(例如，根据如本文所公开的配置)。
第二步骤包括：将信号处理和控制电路模块480刚性地耦接到触针位置检测模块511(例如，根据如本文所公开的配置)。
在一个方面，该方法还包括：将探头盖403刚性地耦接到触针悬挂模块407'，其中探头盖403被配置成在扫描探头400已组装时围绕信号处理和控制电路模块480以及触针位置检测模块511，但不被配置成直接刚性地附接到信号处理和控制电路模块480或触针位置检测模块511。
在一个方面，将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'包括：
使用模块安装配置MMC将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'，其中模块安装配置MMC使得能够相对于触针位置检测模块511在X方向和Y方向上调整触针位置检测模块511的至少一部分的位置；
调整触针位置检测模块511的至少一部分在X方向和Y方向上的位置，以将触针位置检测模块511与触针悬挂模块407'对准；以及
在X方向和Y方向上的调整完成之后，使用模块固定配置MSC将触针位置检测模块511刚性地固定到触针悬挂模块407'。
根据一个方面，一种系统(例如，包括如本文所公开的扫描探头400)还包括：
驱动机构220，该驱动机构被配置成附接到扫描探头400并且包括用于使扫描探头400三维地移动以测量工件W的表面的移动机构；以及
驱动机构附接部分224，该驱动机构附接部分被配置成将扫描探头400附接到驱动机构220。
根据另一方面，提供了一种用于坐标测量机200的扫描探头400(例如，根据如本文所公开的配置)。扫描探头400包括屏蔽配置SHC，该屏蔽配置SHC围绕传感器配置SNC定位并且包括用于屏蔽传感器配置SNC的导电材料。
在一个方面，屏蔽配置SHC被配置成形成传感器配置SNC的电磁边界。
在一个方面，屏蔽配置SHC被配置成减少串扰或其它干扰，该串扰或其它干扰原本将由信号处理和控制电路模块480或触针悬挂模块407'中的至少一者的部件或操作中的至少一者引起并且原本将在屏蔽配置SHC不存在于传感器配置SNC周围的情况下影响传感器配置SNC的感测线圈的信号。
在一个方面，屏蔽配置SHC包括一个或多个狭槽SL，其中每个狭槽SL具有使得来自信号处理和控制电路模块480的电连接器能够穿过屏蔽配置SHC中的狭槽SL以由传感器配置SNC接收的尺寸。每个狭槽SL沿垂直于轴向方向O的方向取向，使得狭槽SL沿轴向方向O的尺寸小于狭槽SL沿垂直于轴向方向O的方向的尺寸。
在一个方面，扫描探头400还包括围绕触针位置检测模块511的屏蔽配置SHC的探头盖403。探头盖403至少以探头盖403的内表面与屏蔽配置SHC的外表面之间的最小间距SPS与触针位置检测模块511机械地隔离。
在一个方面，触针位置检测模块511还包括第一安装部分FMP，并且触针悬挂模块407'还包括第二安装部分SMP。第一安装部分和第二安装部分形成模块安装配置MMC，其中第二安装部分SMP被配置成由第一安装部分FMP接合，以用于将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'。
在一个方面，第二安装部分SMP包括多个上部延伸部分UEP，并且第一安装部分FMP包括多个下部延伸部分LEP，该多个下部延伸部分LEP被配置成在第二安装部分SMP由第一安装部分FMP接合时至少部分地定位于多个上部延伸部分UEP下方。
在一个方面，模块安装配置MMC被配置成使得在第二安装部分SMP由第一安装部分FMP接合时多个下部延伸部分LEP能够在多个上部延伸部分UEP下方在X方向和Y方向上滑动。
在一个方面，模块安装配置MMC被配置成使得能够相对于触针悬挂模块407'在X方向和Y方向上调整触针位置检测模块511的至少一部分的相对位置，以用于将触针位置检测模块511与触针悬挂模块407'对准。
在一个方面，扫描探头400还包括模块固定配置MSC，该模块固定配置MSC被配置成在触针位置检测模块511已经与触针悬挂模块407'对准之后将第一安装部分FMP刚性地固定到第二安装部分SMP，以用于将触针位置检测模块511刚性地固定到触针悬挂模块407'。
在一个方面，模块固定配置MSC包括一个或多个机械紧固配置MFC，该一个或多个机械紧固配置MFC用于将第一安装部分FMP刚性地固定到第二安装部分SMP，并且其中，不使用粘合剂来将触针位置检测模块511刚性地固定到触针悬挂模块407'。
在一个方面，扫描探头400的干扰器组件554包括干扰器元件551，并且干扰器组件554通过干扰器耦接配置553刚性附接到触针悬挂模块407'的移动构件412的上部部分412C。干扰器组件554还包括调整部件597，该调整部件被配置成使得干扰器元件551相对于触针悬挂模块407'的移动构件412的位置能够沿轴向方向O进行调整，以在触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'之后实现触针位置检测模块511内轴向方向O上的期望对准。在实现期望对准之后，干扰器元件551的位置相对于触针悬挂模块407'的移动构件412刚性地固定。
在一个方面，传感器配置SNC包括顶部线圈基板571T和底部线圈基板571B，至少一些顶部线圈和底部线圈分别定位于这些顶部线圈基板和底部线圈基板上。顶部线圈基板571T包括顶部孔591T，该顶部孔使得能够接近干扰器元件551或调整部件597中的至少一者，以用于在作为组装扫描探头400的一部分信号处理和控制电路模块480刚性地耦接到触针位置检测模块511之前调整干扰器元件551的位置。
根据另一方面，提供了一种通常包括两个步骤的方法。
第一步骤包括：使扫描探头400移动，以便对应地使探头尖端448沿工件W的表面移动。
第二步骤包括：基于在探头尖端448沿工件W的表面移动时由扫描探头400的感测线圈生成的信号生成三维位置信息。
在一个方面，屏蔽配置SHC形成由场生成线圈配置560生成的变化磁通量的电磁边界。
在一个方面，屏蔽配置SHC减少串扰或其它干扰，该串扰或其它干扰原本将由信号处理和控制电路模块480或触针悬挂模块407'中的至少一者的部件或操作中的至少一者引起并且原本将在屏蔽配置SHC不存在于传感器配置SNC周围的情况下影响传感器配置SNC的感测线圈的信号。
在一个方面，作为在探头尖端448沿工件W的表面移动之前组装扫描探头400的一部分，使用模块安装配置MMC将触针位置检测模块511安装到触针悬挂模块407'，并且其中，如由模块安装配置MMC实现的，相对于触针悬挂模块407'在X方向和Y方向上调整触针位置检测模块511的至少一部分，以便将触针位置检测模块511与触针悬挂模块407'对准。
根据又一个方面，提供了一种系统，该系统包括：扫描探头400；驱动机构220；以及驱动机构附接部分224，该驱动机构附接部分将扫描探头400附接到驱动机构220。
根据一个方面，使用驱动机构220使扫描探头400移动，以便对应地使探头尖端448沿工件W的表面移动，并且其中，信号处理和控制电路对应地输出在探头尖端448沿工件W的表面移动时指示探头尖端448的轴向位置和旋转位置的信号。
尽管已经图示和描述了本公开的优选实施方案，但是基于本公开，所示和所描述的特征布置和操作序列的许多变化对于本领域技术人员来说将显而易见。可以使用各种替代形式来实施本文公开的原理。另外，可以组合上述各个实施方案以提供另外的实施方案。本说明书中提及的所有美国专利和美国专利申请以全文引用的方式并入本文中。如果需要采用各种专利和申请的概念以提供另外的实施方案，则可以修改实施方案的各方面。
可以根据上文详细的描述对具体实现进行这些和其他改变。一般来说，在以下权利要求书中，所用的术语不应被解释为将权利要求限制于本说明书和权利要求书中公开的实施方式，而应被解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求赋予的等效物的全部范围。

Claims (15)

1.一种用于坐标测量机的扫描探头，所述扫描探头包括：
触针悬挂模块，所述触针悬挂模块包括：
触针耦接部分，所述触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；和
触针运动机构，所述触针运动机构使得所述触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得所述触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动；
触针位置检测模块，所述触针位置检测模块被配置成沿平行于所述轴向方向并且名义上与所述旋转中心对准的中心轴线布置，所述触针位置检测模块包括：
传感器配置，所述传感器配置包括：
场生成线圈配置，所述场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；
顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；
底部轴向感测线圈配置，所述底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；和
多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈；和
屏蔽配置，所述屏蔽配置围绕所述传感器配置定位并且包括用于屏蔽所述传感器配置的导电材料；
干扰器配置，所述干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件，其中所述干扰器元件沿所述中心轴线定位于干扰器运动体积中，并且所述干扰器元件通过干扰器耦接配置耦接到所述触针悬挂模块，其中所述干扰器元件响应于所述触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在所述干扰器运动体积中移动，所述干扰器元件响应于所述轴向运动而沿所述轴向方向在操作运动范围+/-Rz内移动并且响应于所述旋转运动而沿正交于所述轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内移动，所述场生成线圈配置响应于线圈驱动信号而在所述干扰器运动体积中生成总体上沿所述轴向方向的变化磁通量；以及
信号处理和控制电路模块，所述信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到所述触针位置检测模块的所述线圈以提供所述线圈驱动信号，并且输入包括由相应的所述旋转感测线圈和所述轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示所述干扰器元件、所述触针耦接部分或所述探头尖端中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号。
2.根据权利要求1所述的扫描探头，其中所述屏蔽配置被配置成形成所述传感器配置的电磁边界。
3.根据权利要求1所述的扫描探头，其中所述屏蔽配置被配置成减少串扰或其它干扰，所述串扰或其它干扰原本将由所述信号处理和控制电路模块或所述触针悬挂模块中的至少一者的部件或操作中的至少一者引起并且原本将在所述屏蔽配置不存在于所述传感器配置周围的情况下影响所述传感器配置的所述感测线圈的所述信号。
4.根据权利要求1所述的扫描探头，其中所述屏蔽配置包括一个或多个狭槽，其中每个狭槽具有使得来自所述信号处理和控制电路模块的电连接器能够穿过所述屏蔽配置中的所述狭槽以由所述传感器配置接收的尺寸，并且每个狭槽沿垂直于所述轴向方向的方向取向，使得所述狭槽沿所述轴向方向的尺寸小于所述狭槽沿垂直于所述轴向方向的所述方向的尺寸。
5.根据权利要求1所述的扫描探头，还包括：探头盖，所述探头盖围绕所述触针位置检测模块的所述屏蔽配置，其中所述探头盖以所述探头盖的内表面与所述屏蔽配置的外表面之间的至少最小间距与所述触针位置检测模块机械地隔离。
6.根据权利要求1所述的扫描探头，其中所述触针位置检测模块还包括第一安装部分，并且所述触针悬挂模块还包括第二安装部分，所述第一安装部分和所述第二安装部分形成模块安装配置，其中所述第二安装部分被配置成由所述第一安装部分接合，以用于将所述触针位置检测模块安装到所述触针悬挂模块。
7.根据权利要求6所述的扫描探头，其中所述第二安装部分包括多个上部延伸部分，并且所述第一安装部分包括多个下部延伸部分，所述多个下部延伸部分被配置成在所述第二安装部分由所述第一安装部分接合时至少部分地定位于所述多个上部延伸部分下方。
8.根据权利要求7所述的扫描探头，其中所述模块安装配置被配置成使得在所述第二安装部分由所述第一安装部分接合时，所述多个下部延伸部分能够在所述多个上部延伸部分下方在X方向和Y方向上滑动。
9.根据权利要求6所述的扫描探头，其中：
所述模块安装配置被配置成使得能够相对于所述触针悬挂模块在所述X方向和所述Y方向上调整所述触针位置检测模块的至少一部分的相对位置，以用于将所述触针位置检测模块与所述触针悬挂模块对准；
所述扫描探头还包括模块固定配置，所述模块固定配置被配置成在所述触针位置检测模块已经与所述触针悬挂模块对准之后将所述第一安装部分刚性地固定到所述第二安装部分，以用于将所述触针位置检测模块刚性地固定到所述触针悬挂模块；并且
所述模块固定配置包括一个或多个机械紧固配置，所述一个或多个机械紧固配置用于将所述第一安装部分刚性地固定到所述第二安装部分。
10.根据权利要求1所述的扫描探头，其中所述扫描探头的干扰器组件包括所述干扰器元件，并且所述干扰器组件通过所述干扰器耦接配置刚性地附接到所述触针悬挂模块的移动构件的上部部分，所述干扰器组件还包括调整部件，所述调整部件被配置成使得所述干扰器元件相对于所述触针悬挂模块的所述移动构件的位置能够沿所述轴向方向进行调整，以在所述触针位置检测模块安装到所述触针悬挂模块之后实现所述触针位置检测模块内所述轴向方向上的期望对准，其中在实现所述期望对准之后，所述干扰器元件的所述位置相对于所述触针悬挂模块的所述移动构件刚性地固定。
11.根据权利要求10所述的扫描探头，其中所述传感器配置包括顶部线圈基板和底部线圈基板，所述顶部线圈和所述底部线圈中的至少一些线圈分别定位于所述顶部线圈基板和所述底部线圈基板上，所述顶部线圈基板包括孔，所述孔使得能够接近所述干扰器元件或所述调整部件中的至少一者，以用于调整所述干扰器元件的所述位置，之后才作为组装所述扫描探头的一部分将所述信号处理和控制电路模块刚性地耦接到所述触针位置检测模块。
12.一种方法，所述方法包括：
使扫描探头移动，以便对应地使探头尖端沿工件的表面移动；以及
基于在所述探头尖端沿所述工件的所述表面移动时由所述扫描探头的感测线圈生成的信号生成三维位置信息，其中所述扫描探头包括：
触针悬挂模块，所述触针悬挂模块包括：
触针耦接部分，所述触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；和
触针运动机构，所述触针运动机构使得所述触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得所述触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动；
触针位置检测模块，所述触针位置检测模块被配置成沿平行于所述轴向方向并且名义上与所述旋转中心对准的中心轴线布置，所述触针位置检测模块包括：
传感器配置，所述传感器配置包括：
场生成线圈配置，所述场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；
顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；
底部轴向感测线圈配置，所述底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；和
多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈；和
屏蔽配置，所述屏蔽配置围绕所述传感器配置定位并且包括用于屏蔽所述传感器配置的导电材料；
干扰器配置，所述干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件，其中所述干扰器元件沿所述中心轴线定位于干扰器运动体积中，并且所述干扰器元件通过干扰器耦接配置耦接到所述触针悬挂模块，其中所述干扰器元件响应于所述触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在所述干扰器运动体积中移动，所述干扰器元件响应于所述轴向运动而沿所述轴向方向在操作运动范围+/-Rz内移动并且响应于所述旋转运动而沿正交于所述轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/-Rx和+/-Ry内移动，所述场生成线圈配置响应于线圈驱动信号而在所述干扰器运动体积中生成总体上沿所述轴向方向的变化磁通量；和
信号处理和控制电路模块，所述信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到所述触针位置检测模块的所述线圈以提供所述线圈驱动信号，并且输入包括由相应的所述旋转感测线圈和所述轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示所述干扰器元件、所述触针耦接部分或所述探头尖端中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述屏蔽配置形成由所述场生成线圈配置生成的所述变化磁通量的电磁边界。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述屏蔽配置减少串扰或其它干扰，所述串扰或其它干扰原本将由所述信号处理和控制电路模块或所述触针悬挂模块中的至少一者的部件或操作中的至少一者引起并且原本将在所述屏蔽配置不存在于所述传感器配置周围的情况下影响所述传感器配置的所述感测线圈的所述信号。
15.根据权利要求12所述的方法，其中作为在所述探头尖端沿所述工件的所述表面移动之前组装扫描探头的一部分，使用模块安装配置将所述触针位置检测模块安装到所述触针悬挂模块，并且其中如由所述模块安装配置实现的，相对于所述触针悬挂模块在X方向和Y方向上调整所述触针位置检测模块的至少一部分，以便将所述触针位置检测模块与所述触针悬挂模块对准。
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Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2347899A1 (de) 1973-09-24 1975-04-03 Siemens Ag Kopierfuehleranordnung
US4451987A (en) * 1982-06-14 1984-06-05 The Valeron Corporation Touch probe
ATE39869T1 (de) 1983-07-05 1989-01-15 Elektroniktechnologie Get Induktive sensoranordnung und messanordnung zur verwendung derselben.
GB8330412D0 (en) 1983-11-15 1983-12-21 Renishaw Plc Tool change apparatus
US4866854A (en) 1986-12-05 1989-09-19 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Multiple axis displacement sensor
DE3813949A1 (de) 1988-04-26 1989-11-09 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Vorrichtung zur induktiven signaluebertragung bei tastkoepfen
US5209131A (en) 1989-11-03 1993-05-11 Rank Taylor Hobson Metrology
DE69127277T2 (de) 1990-03-23 1998-01-29 Geotronics Ab Analoger abweichungssensor
GB9111382D0 (en) 1991-05-25 1991-07-17 Renishaw Metrology Ltd Improvements in measuring probes
US5756997A (en) 1996-03-04 1998-05-26 General Nanotechnology, L.L.C. Scanning probe/optical microscope with modular objective/probe and drive/detector units
CH690934A5 (fr) 1996-04-29 2001-02-28 Suisse Electronique Microtech Dispositif de détection de position et de mouvement à variation de champ magnétique.
US5841274A (en) 1997-01-29 1998-11-24 Mitutoyo Corporation Induced current absolute position transducer using a code-track-type scale and read head
IT1305536B1 (it) 1998-09-21 2001-05-09 Marposs Spa Testata per il controllo di dimensioni lineari di pezzi meccanici
DE19928151B4 (de) * 1999-06-19 2006-01-12 Gth Fertigungstechnik Gmbh Meßtaster
GB0102324D0 (en) 2001-01-30 2001-03-14 Renishaw Plc Capacitance type displacement responsive device and a suspension system for a displacement responsive device
EP1478898B1 (de) 2002-02-28 2006-07-05 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH Tastkopf für koordinaten-messgeräte
US7135855B2 (en) 2004-05-17 2006-11-14 David Scott Nyce Simplified inductive position sensor and circuit configuration
US7652275B2 (en) 2006-07-28 2010-01-26 Mitutoyo Corporation Non-contact probe control interface
JP5410317B2 (ja) 2010-02-05 2014-02-05 株式会社ミツトヨ 三次元測定機
EP2381212B1 (en) 2010-04-26 2018-04-25 Tesa Sa Coordinate measuring system for rotationally symmetric workpieces
EP2384851B1 (en) 2010-05-03 2018-01-03 Tesa Sa Coordinate Measuring System with rotatory adapter
GB201012249D0 (en) 2010-07-21 2010-09-08 Renishaw Plc Metrology apparatus
DE102010034482A1 (de) 2010-08-10 2012-04-19 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Sensoranordnung und Verfahren zum Bestimmen einer räumlichen Position eines ersten Teils relativ zu einem zweiten Teil
DE102013219389A1 (de) 2013-09-26 2015-03-26 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Reduzierung von Fehlern einer Drehvorrichtung, die bei der Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks oder bei der Bearbeitung eines Werkstücks verwendet wird
US9829305B2 (en) 2014-05-14 2017-11-28 Faro Technologies, Inc. Metrology device and method of changing operating system
JP6049786B2 (ja) * 2015-03-05 2016-12-21 株式会社ミツトヨ 測定プローブ
JP6039718B2 (ja) * 2015-03-05 2016-12-07 株式会社ミツトヨ 測定プローブ
US9803972B2 (en) 2015-12-17 2017-10-31 Mitutoyo Corporation Optical configuration for measurement device
US9791262B2 (en) 2015-12-17 2017-10-17 Mitutoyo Corporation Measurement device with multiplexed position signals
US10184773B2 (en) 2015-12-22 2019-01-22 Mitutoyo Corporation Sensor signal offset compensation system for a CMM touch probe
JP6966471B2 (ja) 2016-04-21 2021-11-17 株式会社ミツトヨ 座標測定プローブ本体
US10215547B2 (en) 2016-06-24 2019-02-26 Mitutoyo Corporation Method for operating a coordinate measuring machine
US9970744B2 (en) 2016-06-24 2018-05-15 Mitutoyo Corporation Method for operating a coordinate measuring machine
JP7008044B2 (ja) 2016-07-01 2022-01-25 株式会社ミツトヨ 座標測定機のための取り外し可能なプローブに電力を供給するための電力伝達構成体
US10101141B2 (en) 2016-12-07 2018-10-16 Mitutoyo Corporation Trigger counter for measurement device with count values stored in flash memory
US10145666B2 (en) 2016-12-19 2018-12-04 Mitutoyo Corporation Touch probe for CMM including digital signal communication
US9835433B1 (en) 2017-05-09 2017-12-05 Tesa Sa Touch trigger probe
US10866080B2 (en) 2018-11-01 2020-12-15 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position
US10323928B2 (en) 2017-06-16 2019-06-18 Mitutoyo Corporation Optical configuration for measurement device using emitter material configuration
US10006757B1 (en) 2017-06-16 2018-06-26 Mitutoyo Corporation Optical configuration for measurement device using emitter material configuration with quadrant photodetectors
JP7053671B2 (ja) 2017-06-30 2022-04-12 株式会社ミツトヨ 座標測定機用の自己構成要素識別および信号処理システム
EP3688404B1 (en) 2017-09-29 2023-06-07 Mitutoyo Corporation Compact measurement device configuration for integrating complex circuits
US11740064B2 (en) * 2018-11-01 2023-08-29 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position
US11644298B2 (en) 2018-11-01 2023-05-09 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position
US10914570B2 (en) 2018-11-01 2021-02-09 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position
US11543899B2 (en) * 2018-11-01 2023-01-03 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position and including coil misalignment compensation
US11474127B2 (en) 2020-05-08 2022-10-18 Rutgers, The State University Of New Jersey Modular scanning probe microscope head
EP4019886B1 (en) * 2020-12-28 2024-05-01 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position
EP4019888B1 (en) * 2020-12-28 2024-04-24 Mitutoyo Corporation Inductive position detection configuration for indicating a measurement device stylus position and including coil misalignment compensation
US11644299B2 (en) * 2020-12-31 2023-05-09 Mitutoyo Corporation Inductive position sensor signal gain control for coordinate measuring machine probe

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