CN117516362A - 测量力控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开描述一种测量力控制系统，测量力控制系统控制由测针接触被测对象产生的作用于被测对象的测量力，包括测杆、支撑机构、磁体、磁导体、缠绕在磁导体上的至少一个线圈以及控制模块；测针和磁体固定设置于测杆，测杆可转动地设置于支撑机构并在测杆转动时带动磁体沿预设运动路径进行运动，同时带动测针接触被测对象，磁导体相对于支撑机构固定设置并配置为使磁体产生的磁场在磁导体内部形成磁回路，且缠绕在磁导体上的线圈形成覆盖磁体的预设运动路径的预设区域，控制模块配置为根据被测对象的材质控制线圈产生的作用于磁体的作用力，进而控制测杆上的测针作用于被测对象的测量力。根据本公开的测量力控制系统，能够获得较恒定的测量力。

Description

测量力控制系统

本申请是申请日为2023年10月9日，申请号为2023112999720、发明名称为恒测量力装置的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开大体涉及智能制造装备产业，具体涉及一种测量力控制系统。

背景技术

轮廓测量仪，也可以被称为轮廓仪，是一种通过测针测量被测对象表面轮廓的真实形貌和综合特性的仪器。在实际应用中，测针一般由金刚石或者其他高硬度材料制成，在测量过程中，测针在被测对象表面横向移动，并随着被测对象的表面轮廓几何形状的起伏而产生竖直方向的起伏运动，轮廓仪的传感器可以检测到测针在竖直方向产生的位移并输出与被测对象的轮廓相匹配的电信号，以获得被测对象的表面轮廓参数。

在轮廓仪的测量过程中，测量力是影响测针与被测对象的接触是否良好的重要因素。在实际测量时，为了使轮廓仪能够测量比较深的凹坑或沟槽，并使测针保持较快的移动速度，测针应当具有较大的测量力。但是如果测量力过大，测针可能划伤被测对象的表面，此时具有较大的测量力的测针可能无法适用于材质较软的被测对象。如果测量力过小，测针与被测对象的表面接触时可能发生跳动(也即测针脱离了被测对象的表面)，从而影响测量的准确度和精确度。由此可知，对于不同材质的被测对象，需要采用不同的测量力，并且若能够在测量过程中尽可能地保持测量力恒定，则能够减少由于测量力的变化而带来的跳动或失真的情况。

因此，亟需研发一种用于轮廓仪的恒测量力装置。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种恒测量力装置，该恒测量力装置能够基于被测对象的材质控制测针以较恒定的测量力接触被测对象，由此，在测量过程中，一方面能够减少发生被测对象被测针划伤的情况，另一方面能够使测针与被测对象保持较好的接触而减少测针发生跳动的情况。

为此，本公开提供一种恒测量力装置，所述恒测量力装置控制由测针接触被测对象产生的作用于被测对象的测量力，包括测杆、支撑机构、磁体、磁导体、缠绕在所述磁导体上的至少一个线圈以及控制模块；所述测针和所述磁体固定设置于所述测杆，所述测杆可转动地设置于所述支撑机构并在所述测杆转动时带动所述磁体沿预设运动路径进行运动，同时带动所述测针接触被测对象，所述磁导体相对于所述支撑机构固定设置并配置为使所述磁体产生的磁场在所述磁导体内部形成磁回路，且缠绕在所述磁导体上的所述线圈形成覆盖所述磁体的所述预设运动路径的预设区域，所述控制模块配置为根据被测对象的材质控制所述线圈产生的作用于所述磁体的作用力，进而控制所述测杆上的所述测针作用于被测对象的所述测量力。

在本公开中，通过将测针和磁体固定设置于测杆，在测量过程中，测杆能够在支撑机构上转动，从而能够带动磁体沿预设运动路径进行运动，同时带动测针接触被测对象，并且在磁体随测杆的摆动过程中，磁体产生的磁场能够穿过线圈的导体，并进入磁导体形成闭合的磁回路，并且磁导体能够引导磁场，减少磁场多次穿过线圈的情况，当通过控制模块对线圈通电后，线圈在磁体的磁场中，被磁场穿过的导体能够产生可控的安培力，并且该安培力与线圈通电的电流值相关，同时磁体能够受到安培力的反作用力(可以称为第一磁力)，第一磁力能够通过测杆传递至测针，由此，能够通过控制模块控制调整线圈的通电电流，较精确地控制安培力，进而能够控制第一磁力，进一步能够控制测量力；另外，由于缠绕在磁导体上的线圈形成覆盖磁体的预设运动路径的预设区域，换言之，在磁体随测杆的摆动过程中，磁体产生的磁场能够几乎全部穿过线圈的导体，从而在磁体随测杆的摆动过程中，穿过线圈的导体的磁场强度是几乎不变的，从而能够有利于产生较恒定的安培力，进一步能够有利于获得较恒定的测量力。由此，在测量过程中，能够基于被测对象的材质，通过令控制模块输出所需的恒定的电流至线圈，以获得较所需的且恒定的测量力，从而在测量过程中，能够有利于获得较恒定的测量力，并能够减少发生被测对象被测针划伤的情况和测针发生跳动的情况。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述磁导体包括依次连接的第一部分、第三部分和第二部分，所述磁体位于所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分形成的空间内，所述第一部分具有靠近所述磁体的第一内表面，所述第二部分具有靠近所述磁体的第二内表面。在这种情况下，第一部分、第三部分和第二部分能够依次首尾相连，相互串联，从而能够形成引导和集中磁场的磁回路；磁体产生的磁场能够通过第一部分、第三部分及第二部分形成磁回路，具体而言，以磁体的第一磁极是北极，第二磁极是南极为例，磁场线能够从第一磁极发出进入磁导体的内部，依次沿第一部分、第三部分及第二部分回归至第二磁极，从而在测杆在摆动过程中，当测杆位于任意位置时，能够有利于使磁体产生的磁场尽可能在磁导体中形成闭合的磁回路，从而能够使得磁场线尽可能沿着指定的磁回路回归至第二磁极，由此，当磁体处于不同的摆动角度时，能够减少磁体产生的磁场发生多次穿过线圈的情况，由此能够更加精确地获得测量力。另外，磁体能够在第一部分、第二部分和第三部分形成的空间内，在第一转动面中沿预设运动路径摆动，从而能够有利于使磁体具有较充裕的运动空间，由此，能够有利于测针实现较大的摆动幅度，进而能够有利于测针实现较大的测量量程，从而有利于轮廓仪实现较大的测量量程。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述线圈包括缠绕在所述第一部分的第一线圈，所述第一线圈在所述第一内表面形成第一导体面，所述预设运动路径所在的平面平行于所述第一导体面。在这种情况下，在测量过程中，当测杆在摆动过程中，磁体产生的磁场所覆盖的第一导体面上的导体数量是大致不变的，由此，在测杆处于不同的摆动位置时，第一导体面上的导体能够获得较恒定的安培力，进而恒测量力装置能够获得较恒定的测量力。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述线圈还包括设置在所述第二部分的第二线圈，所述第二线圈在所述第二内表面形成第二导体面，所述预设运动路径平行于所述第二导体面。在这种情况下，磁体能够受到第一线圈和第二线圈共同作用的第一磁力，由此，能够获得较大的第一磁力，从而能够提高测杆响应于第一磁力的响应速度，进而能够使测针尽快地获得恒定的测量力，从而能够提高轮廓仪的测量速度。另外，预设运动路径平行于第二导体面，在测量过程中，当测杆在摆动过程中，磁体产生的磁场所覆盖的第二导体面上的导体数量是大致不变的，由此，能够获得较恒定的安培力，进而能够获得较恒定的测量力。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述磁导体还包括连接所述第一部分和所述第二部分的第四部分，所述第一部分、所述第三部分、所述第二部分及所述第四部分依次首尾相接。在这种情况下，第一部分、第三部分、第二部分及第四部分能够依次首尾相接，依次串联，能够形成封闭的磁导体，从而，磁场线能够在磁导体形成封闭的磁回路，能够有利于减少发生磁场线泄漏的情况，从而降低磁体产生的磁场和线圈通电之后产生的磁场对其它周边部件磁化所带来的风险。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述磁体的磁极所在的磁轴线垂直于所述第一导体面和/或所述第二导体面。在这种情况下，以第一导体面中导线为例进行说明，由于磁轴线垂直于第一导体面，在磁体随测杆的摆动过程中，第一导体面受到的磁体的磁场强度能够几乎保持一致，从而在磁体随测杆的摆动过程中，穿过第一线圈的导体的磁场强度是几乎不变的，由此，能够有利于产生较恒定的安培力，进一步能够有利于获得较恒定的测量力。同样地，由于磁轴线垂直于第一导体面和第二导体面，在磁体随测杆的摆动过程中，第一导体面和第二导体面受到的磁体的磁场强度能够几乎保持一致，从而在磁体随测杆的摆动过程中，穿过第一线圈和第二线圈的导体的磁场强度是几乎不变的，从而能够有利于产生较恒定的安培力，进一步能够有利于获得较恒定的测量力。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述控制模块向所述第一线圈和所述第二线圈输入预设电流时，流经所述第一导体面的电流方向与流经所述第二导体面的电流方向相同。在这种情况下，能够使得第一导体面上的导体受到的安培力与第二导体面上的导体受到的安培力的方向是相同的，从而磁体受到的由第一导体面与第二导体面受到磁场作用而产生的第一磁力的方向也是相同，从而能够使第一磁力不被相互抵消，进而能够有利于控制测量力，以获得较恒定的测量力。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述磁体的几何中心至所述第一导体面与所述第二导体面的距离相同。在这种情况下，当第一线圈与第二线圈通电后，磁导体的第一部分与第二部分被磁化，并对磁体形成平行于磁体的磁轴线的方向的磁力，磁体位于第一导体面与第二导体面的正中间，能够使得对磁体形成的平行于磁体的磁轴线的方向的磁力保持平衡。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述第一内表面和所述第二内表面为匹配所述预设运动路径的扇环状。在这种情况下，由于测杆带动磁体摆动的预设运动路径是以一个以旋转中心为中心的扇形弧状，通过将第一内表面和第二内表面设置为匹配预设运动路径的扇环状，能够减小磁导体的体积，由此，能够节约磁导体的材料和磁力控制装置的体积，进而能够减小轮廓仪的体积，从而能够增加轮廓仪的便携性。

另外，根据本公开所涉及的恒测量力装置，可选地，所述测针与所述磁体和所述磁导体位于所述支撑机构的一侧或两侧。在这种情况下，当所述测针与所述磁体和所述磁导体位于所述支撑机构的一侧时，在支撑机构的另一侧能够具有较多的空余空间，用于放置轮廓仪其他相关的设备，从而有利于减小恒测量力装置的体积，也即能够有利于减小轮廓仪的体积，提高轮廓仪的便携性；当所述测针与所述磁体和所述磁导体位于所述支撑机构的两侧时，能够有利于利用测杆形成的杠杆机构，提高对测量力进行控制的灵敏度。换言之，通过对磁体施加一个较小的第一磁力，即能够通过测杆的杠杆机构获得一个较大的测量力。

根据本公开，能够提供一种恒测量力装置，该恒测量力装置能够基于被测对象的材质控制测针以较恒定的测量力接触被测对象，由此，在测量过程中，一方面能够减少发生被测对象被测针划伤的情况，另一方面能够使测针与被测对象保持较好的接触而减少发生跳动的情况。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开。

图1是示出了本公开示例所涉及的测量力的示意图。

图2A是示出了本公开示例所涉及的轮廓仪的示意图。

图2B是示出了本公开示例所涉及的轮廓仪的结构框图。

图3A是示出了本公开示例所涉及的测量组件与第一滑块配合的示意图。

图3B是示出了本公开示例所涉及的恒测量力装置静态的示意图。

图3C是示出了本公开示例所涉及的恒测量力装置动态的示意图。

图4是示出了本公开示例所涉及的支撑机构的示意图。

图5A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第一种实施例的示意图。

图5B示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第一种实施例的立体示意图。

图5C是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置采用磁导体的磁路的示意图。

图5D是示出了本公开示例所涉及的第一种实施例中的磁体的受力分析示意图。

图5E是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置不采用磁导体的磁场线的示意图。

图5F是示出了本公开示例所涉及的磁导体不包括第二部分的磁场线的示意图。

图5G是示出了本公开示例所涉及的第一种实施例中的线圈没有紧密缠绕在磁导体上的示意图。

图6是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第二种实施例的示意图。

图7A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第三种实施例的示意图。

图7B是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第三种实施例中磁场线的示意图。

图8A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第四种实施例的示意图。

图8B是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第四种实施例的立体示意图。

图9A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第五种实施例的立体示意图。

图9B是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置的第五种实施例的侧视图。

图10是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置与支撑机构的位置关系的示意图。

图11A是示出了本公开示例所涉及的磁体的质心位于测杆的轴线上的示意图。

图11B是示出了本公开示例所涉及的磁体的质心未位于测杆的轴线上的受力分析示意图。

图12是示出了本公开示例所涉及的恒测力装置的标定方法的流程图。

图13是示出了本公开示例所涉及的测杆摆动角度的示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所填充的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

本公开提供的恒测量力装置可以适用于接触式轮廓测量仪(可以简称为轮廓仪)，能够为轮廓仪的测针提供较恒定的测量力。本公开提供的恒测量力装置也可以被称为测量力调节装置、测量力控制装置、测量力控制系统、恒测力装置等。本公开提供的恒测量力装置也可以适用于其他种类的测量仪器。本公开以轮廓仪为例，对恒测量力装置进行说明。

需要说明的是，本公开提供的恒测量力装置可以提供较恒定的测量力，这个较恒定的测量力是一种能够满足测量要求的测量力，并不要求在测量过程中，该测量力必须绝对地保持恒定。

在一些示例中，轮廓仪可以是一种用于测量被测对象表面轮廓和形状的测量仪器，轮廓仪还可以被称为触针式轮廓测量仪、表面轮廓测量仪、表面形貌测量设备。在一些示例中，被测对象可以是长轴类、筒类、曲面零件、丝杠、螺纹等高精度部件。

为了更好的对本公开所涉及的轮廓仪及恒测量力装置进行介绍，本公开定义了X轴、Y轴及Z轴，并定义了以X轴、Y轴及Z轴为基础的三维坐标系。

X轴、Y轴及Z轴可以是相互垂直的关系，X轴的方向可以平行于测针沿被测对象表面滑动的方向，Z轴的方向可以是竖直方向，也即可以是垂直于X轴和Y轴方向，Y轴方向可以是垂直于X轴和Z轴方向。需要说明的是，在X轴方向移动或滑动是指可以沿X轴的两个方向做往复运动，同样的，在Z轴方向移动或滑动是指可以沿Z轴的两个方向做往复运动。

在本公开中，定义了第一方向和第二方向，其中第一方向可以与X轴方向平行，第二方向可以与Z轴平行。

以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

图1是示出了本公开示例所涉及的测量力F1的示意图。

在本公开中，在测量过程中，轮廓仪10的测针121在被测对象20的表面滑动，参见图1，测针121推挤被测对象20会产生作用于被测对象20的接触力F，接触力F的方向是根据被测对象20的表面形貌的变化而变化的，为了便于分析和研究，通常将接触力F在竖直方向的分力定义为测量力F1。如背景技术所述，测量力F1是测量过程中影响测针121与被测对象20的接触是否良好的重要因素。

图2A是示出了本公开示例所涉及的轮廓仪10的示意图。图2B是示出了本公开示例所涉及的轮廓仪10的结构框图。

在一些示例中，参见图2A，轮廓仪10可以包括导轨组件11，导轨组件11可以导引轮廓仪10的测量组件12移动。在一些示例中，导轨组件11可以导引轮廓仪10的测量组件12沿着X轴方向移动。

在一些示例中，导轨组件11可以包括第一导轨112以及可沿第一导轨112滑动的第一滑块111。由此，第一滑块111与第一导轨112能够形成第一移动副，以使第一滑块111能够沿着第一导轨112滑动。

在一些示例中，第一导轨112的长度方向可以沿第一方向延伸设置。在一些示例中，轮廓仪10可以包括载物台13，被测对象20可以通过夹具15固定在载物台13上。

在一些示例中，测量组件12可以包括测针121(参见图2A)。在一些示例中，测量组件12可以通过连接件16固定连接在第一滑块111上。由此，第一滑块111能够带动测针121沿着第一导轨112在第一方向滑动，从而能够带动测针121沿着被测对象20的表面滑动。

在一些示例中，连接件16可以通过螺栓连接分别与第一滑块111和测量组件12固定连接。

在一些示例中，轮廓仪10可以包括立柱14，立柱14可以沿第二方向垂直设置于载物台13，在立柱14上可以设置有第二导轨141以及与第二导轨141形成第二移动副的第二滑块142。在一些示例中，第二滑块142可以沿着第二导轨141在第二方向上滑动。

在一些示例中，第一导轨112可以固定连接在第二滑块142上。在这种情况下，第二滑块142在第二导轨141上滑动时，能够带动第一导轨112在第二方向上滑动，进而能够通过第一滑块111带动测针121在第二方向上移动，由此能够根据被测对象20的尺寸改变测针121在第二方向上的位置。

在一些示例中，参见图2B，轮廓仪10可以包括驱动机构17。在一些示例中，驱动机构17可以驱动第一滑块111沿第一方向在第一导轨112上滑动。在一些示例中，驱动机构17可以驱动第二滑块142沿第二方向在第二导轨141上滑动。

在一些示例中，轮廓仪10可以包括位移传感器18(参见图2B)。在一些示例中，位移传感器18可以测量测针121在测量被测对象20表面轮廓时产生的位移及角度。在一些示例中，位移传感器18可以是光栅传感器。在这种情况下，通过使用光栅传感器，能够以较高精度和较高分辨率获得表征测针121在测量被测对象20表面轮廓时产生的位移的电信号。

在一些示例中，测量组件12可以包括恒测量力装置122(参见图2A)，恒测量力装置122可以控制由测针121接触被测对象20产生的作用于被测对象20的测量力。具体而言，测针121在被测对象20的表面沿第一方向滑动时，恒测量力装置122可以使测针121施加恒定的测量力F1，以作用于被测对象20。在这种情况下，一方面能够根据被测对象20的材质，选择适合的测量力F1，能够减少测针121划伤被测对象20的情况；另一方面，在测量过程中，能够有利于保持较恒定的测量力F1，从而能够减少测针121在与被测对象20的表面接触时发生跳动的情况，由此，测针121能够平稳地沿第一方向在被测对象20的表面滑动，以获取更加准确的轮廓信息。

图3A是示出了本公开示例所涉及的测量组件12与第一滑块111配合的示意图。图3B是示出了本公开示例所涉及的恒测量力装置122静态的示意图。图3C是示出了本公开示例所涉及的恒测量力装置122动态的示意图。图4是示出了本公开示例所涉及的支撑机构1222的示意图。

在一些示例中，参见图3A，恒测量力装置122可以包括测杆1221，测针121可以固定设置于测杆1221。

在一些示例中，参见图3A和图3B，恒测量力装置122可以包括支撑机构1222，测杆1221可以可转动地设置于支撑机构1222并在测杆1221转动时可以带动测针121接触被测对象20。在这种情况下，在测量过程中，测针121在被测对象20的表面沿第一方向滑动时，能够随着被测对象20的表面的起伏而在第二方向上发生摆动(参见图3C)，进而位移传感器18能够通过测量测针121在第二方向上的位移，获得被测对象20的表面轮廓参数。

在一些示例中，参见图3A，恒测量力装置122可以包括磁力控制装置1223。磁力控制装置1223可以用于对测杆1221施加较恒定的第一磁力F3(稍后描述)，并可以通过测杆1221传递至测针121，以使测针121以较恒定的测量力F1接触被测对象20。

在一些示例中，磁力控制装置1223可以包括磁体12231、磁导体12232、缠绕在磁导体12232上的至少一个线圈12233(稍后描述)。在这种情况下，在对缠绕在磁导体12232上的至少一个线圈12233输入恒定的电流的情况下，能够有利于对磁体12231施加较恒定的第一磁力F3，进而第一磁力F3能够通过测杆1221传递至测针121，通过调整线圈12233的输入电流，能够有利于基于被测对象20的材质，使测针121获得较恒定的测量力F1，以便于接触被测对象20。

在一些示例中，磁力控制装置1223还可以包括控制模块12234。在这种情况下，控制模块12234能够输出可变的电流至至少一个线圈12233，由此，能够有利于基于被测对象20的材质，使测针121获得较恒定的测量力F1，以便于接触被测对象20。

在一些示例中，参见图3A，磁力控制装置1223可以包括壳体12235。在一些示例中，壳体12235可以是电磁屏蔽罩。在这种情况下，电磁屏蔽罩能够起到电磁防护作用，减少外部电磁场对电磁屏蔽罩内部的干扰，从而能够获得较精确的第一磁力F3，进而能够获得较精确的测量力F1。同时，电磁屏蔽罩也能够减少电磁屏蔽罩内部的磁场对外部设备的干扰和磁化。

在一些示例中，参见图3A，壳体12235可以与连接件16固定连接。在一些示例中，支撑机构1222可以与壳体12235固定连接。在一些示例中，磁导体12232可以与壳体12235固定连接。

在一些示例中，参见图3C，磁体12231可以固定设置于测杆1221，测杆1221可以可转动地设置于支撑机构1222并在测杆1221转动时可以带动磁体12231沿预设运动路径J进行运动。

在一些示例中，磁导体12232可以相对于支撑机构1222固定设置。在一些示例中，磁导体12232可以与壳体12235固定连接，同时，支撑机构1222可以与壳体12235固定连接。在这种情况下，磁导体12232能够相对于支撑机构1222固定设置，由此，测杆1221能够带动磁体12231相对磁导体12232摆动。

在一些示例中，磁导体12232也可以被称为磁轭，磁导体12232可以是软磁导体。在这种情况下，磁导体12232是由对磁场有较高的传导性能或导磁性能的材料制成，能够使磁导体12232具有较高的导磁性，也即具有较高的磁导率，由此，在磁场作用下，磁导体12232能够有效地集中和引导磁场线122313(稍后描述)，能够将磁场引导到所需的位置，并且磁场能够在磁导体12232内部形成闭合的磁环路。

在一些示例中，磁导体12232可以配置为使磁体12231产生的磁场在磁导体12232内部形成磁回路(也即磁环路)，在磁导体12232上可以缠绕线圈12233。在这种情况下，在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，磁体12231产生的磁场能够穿过线圈12233的导体，并能够进入磁导体12232形成闭合的磁回路，并且磁导体12232能够引导磁场，减少磁场多次穿过线圈12233的情况，当线圈12233通电后，线圈12233在磁体12231的磁场中，被磁场穿过的导体能够产生可控的安培力F2，并且该安培力F2与线圈12233通电的电流值相关，同时磁体12231能够受到安培力F2的反作用力(可以称为第一磁力F3)，第一磁力F3能够通过测杆1221传递至测针121，由此，能够通过控制线圈12233的通电的电流值，较精确地控制安培力F2，进而能够控制第一磁力F3，进一步能够控制测量力F1，由此，在测量过程中，通过对线圈12233输入恒定的电流值，恒测量力装置122能够获得较恒定的测量力F1。上述的安培力F2及第一磁力F3将在稍后详细描述。

在一些示例中，缠绕在磁导体12232上的线圈12233可以形成覆盖磁体12231的预设运动路径J(稍后描述)的预设区域。在这种情况下，由于缠绕在磁导体12232上的线圈12233形成覆盖磁体12231的预设运动路径J的预设区域，换言之，在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，磁体12231产生的磁场能够几乎全部穿过线圈12233的导体，从而在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，穿过线圈12233的导体的磁场强度是几乎不变的，从而能够有利于产生较恒定的安培力F2，进一步能够有利于获得较恒定的测量力F1。

在一些示例中，参见图4，支撑机构1222可以包括支撑座12221、支撑轴承12222及支撑轴12223，支撑轴12223可以套设于支撑轴承12222中，支撑轴承12222可以固定连接于支撑座12221，并且支撑轴12223的轴线D1可以与支撑轴承12222的轴线D2重叠。在这种情况下，在支撑座12221保持固定不动的情况下，支撑轴承12222能够令支撑轴12223仅能够在支撑轴承12222中转动，也即支撑轴承12222仅能够绕支撑轴12223的轴线D1转动。

在本公开中，支撑轴12223的轴线D1与支撑轴承12222的轴线D2的方向可以与Y轴方向平行。

在一些示例中，参见图4，测杆1221可以固定连接于支撑轴12223，并且测杆1221的轴线G1与支撑轴12223的轴线D1相正交，可以令测杆1221的轴线G1与支撑轴12223的轴线D1相交的点为旋转中心P，其中测杆1221的轴线G1可以是测杆1221的几何中心线。在这种情况下，在支撑座12221保持固定不动的情况下，测杆1221能够并且仅能够在第一转动面中以旋转中心P为中心点进行摆动，换言之，测杆1221仅能够在二维平面(也即第一转动面)内摆动，其中第一转动面平行于X轴和Z轴形成的平面，由此，在测量过程中，测针121在被测对象20的表面沿第一方向滑动时，能够限制测针121仅能够在第一转动面内摆动，也即仅能够在二维平面内摆动，从而能够减少测针121在Y轴方向上的移动，进而能够使得测针121平稳地沿第一方向在被测对象20的表面移动，以获取准确的轮廓信息。

在本公开中，测杆1221的轴线G1可以是指穿过测杆1221的几何中心和质心的轴线。

在一些示例中，控制模块12234可以配置为根据被测对象20的材质控制线圈12233产生的作用于磁体12231的作用力，进而控制测杆1221上的测针121作用于被测对象20的测量力F1。在这种情况下，能够先基于被测对象20的材质，确定所需要的测量力F1，例如若被测对象20的材质较软，则选择较小的测量力F1，然后令控制模块12234输出对应测量力F1的电流至线圈12233，从而能够对磁体12231施加第一磁力F3，并通过测杆1221传递至测针121，由此，在测量过程中，能够基于被测对象20的材质，通过令控制模块12234输出所需的恒定的电流至线圈12233，以获得较所需的且恒定的测量力F1，从而在测量过程中，能够有利于获得较恒定的测量力F1，并能够减少发生被测对象20被测针121划伤的情况和测针121发生跳动的情况。

在一些示例中，控制模块12234的电源可以是可调直流电源，可调直流电源可以输出预设的电流值。

图5A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第一种实施例的示意图，图5A是图3B中A-A剖面线的视图。图5B示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第一种实施例的立体示意图。图5C是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223采用磁导体12232的磁路的示意图。图5D是示出了本公开示例所涉及的第一种实施例中的磁体12231的受力分析示意图。图5E是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223不采用磁导体12232的磁场线122313的示意图。图5F是示出了本公开示例所涉及的磁导体12232不包括第二部分122322的磁场线的示意图。图5G是示出了本公开示例所涉及的第一种实施例中的线圈12233没有紧密缠绕在磁导体12232上的示意图。

在一些示例中，参见图5A，磁体12231可以包括第一磁极122311和第二磁极122312。

在一些示例中，第一磁极122311可以是北极，第二磁极122312可以是南极。在一些示例中，第二磁极122312可以是北极，第一磁极122311可以是南极。

在本公开中，对第一磁极122311和第二磁极122312的极性不作限定，为了便于说明，在本公开中，以第一磁极122311是北极，第二磁极122312是南极为例进行介绍。

在一些示例中，参见图5A和图5B，磁导体12232可以包括依次连接的第一部分122321、第三部分122323和第二部分122322。在这种情况下，第一部分122321、第三部分122323和第二部分122322依次首尾相连，相互串联，能够形成引导和集中磁场的磁回路。

在一些示例中，磁体12231可以位于第一部分122321、第二部分122322和第三部分122323形成的空间内。在这种情况下，磁体12231能够在第一部分122321、第二部分122322和第三部分122323形成的空间内，在第一转动面中沿预设运动路径J摆动，从而能够有利于使磁体12231具有较充裕的运动空间，由此，能够有利于测针121实现较大的摆动幅度，进而能够有利于测针121实现较大的测量量程，从而有利于轮廓仪10实现较大的测量量程。

在一些示例中，参见图5A，第一部分122321可以具有靠近磁体12231的第一内表面M1，第二部分122322可以具有靠近磁体12231的第二内表面M2。在这种情况下，磁体12231产生的磁场能够通过第一部分122321、第三部分122323及第二部分122322形成磁回路，具体而言，参见图5C，以磁体12231的第一磁极122311是北极，第二磁极122312是南极为例，磁场线122313能够从第一磁极122311发出进入磁导体12232的内部，依次沿第一部分122321、第三部分122323及第二部分122322回归至第二磁极122312，从而在测杆1221在摆动过程中，当测杆1221位于任意位置时，能够有利于使磁体12231产生的磁场尽可能在磁导体12232中形成闭合的磁回路，从而能够使得磁场线122313尽可能沿着指定的磁回路回归至第二磁极122312，由此，当磁体12231处于不同的摆动位置时，能够减少磁体12231产生的磁场发生多次穿过线圈12233的情况，由此能够更加精确地获得测量力F1，假设磁导体12232只包括依次连接的第一部分122321和第三部分122323，而不包括第二部分122322，在测杆1221在摆动过程中，可能会存在磁体12231距离第三部分122323较远的情况，从而导致磁体12231的磁场可能会发生多次穿过线圈12233的情况(图5F所示的磁场线122313的情形)，从而获得的第一磁力F3的精确度较低，进而可能对测量力F1的精确度及准确度带来不利影响，具体分析过程可参考对图5E的介绍。

在一些示例中，线圈12233可以包括缠绕在第一部分122321的第一线圈122331，第一线圈122331可以在第一内表面M1形成第一导体面T1(参见图5B)。在实际应用中，线圈12233的导体之间是紧密排布，并且没有空隙的，图5B是为了示意，并不代表实际应用情形。

在一些示例中，参见图5A，第一线圈122331的导体在第一内表面M1上的延伸方向可以垂直于测量力F1的方向，也即可以与第一方向平行。在这种情况下，以第一导体面T1中导线Q(参见图5C)为例进行说明，参见图5D，在线圈12233通电的情况下，以第一导体面T1上的导体Q上的电流方向是垂直并远离纸面为例，通电的导体Q在磁体12231的磁场的作用下，根据电磁学中的“左手定则”，能够产生与第二方向平行的安培力F2，也即安培力F2的方向是竖直方向，进而该安培力F2能够在磁体12231上产生反作用力，也即第一磁力F3，第一磁力F3的方向也是竖直方向的，在测杆1221摆动过程中，能够使第一磁力F3具有垂直于测杆1221的分量，进而第一磁力F3能够通过测杆1221传递至测针121，由此，能够便于通过控制对线圈12233输入的电流，以较精确地控制安培力F2，进而较精确地控制第一磁力F3，进一步能够便于较精确地控制测量力F1，能够较精准地获得测量力F1。

在一些示例中，参见图5A，磁体12231的磁极所在的磁轴线C1可以垂直于第一内表面M1，换言之，磁轴线C1可以垂直于第一导体面T1。在这种情况下，由于磁轴线C1垂直于第一导体面T1，在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，第一导体面T1受到的磁体12231的磁场强度能够几乎保持一致，从而在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，穿过第一线圈122331的导体的磁场强度是几乎不变的，由此，能够有利于产生较恒定的安培力F2，进一步能够有利于获得较恒定的测量力F1。

在本公开中，磁体12231的磁极所在的磁轴线C1可以是磁体12231沿Y方向的几何中心线。

在一些示例中，预设运动路径J所在的平面(也即第一转动面)可以平行于第一导体面T1。在这种情况下，在测量过程中，当测杆1221在摆动过程中，磁体12231产生的磁场所覆盖的第一导体面T1上的导体数量是大致不变的，由此，在测杆1221处于不同的摆动位置时，第一导体面T1上的导体能够获得较恒定的安培力F2，进而恒测量力装置122能够获得较恒定的测量力F1。

图5E示出了不采用磁导体12232的情况下，磁场线122313的分布示意图。图5F示出了磁导体12232只包括依次连接的第一部分122321和第三部分122323，而不包括第二部分122322时，磁场线122313可能存在的情况。

参见图5E和图5F，在不采用磁导体12232的情况下或者不包括第二部分122322时，磁场线122313可能存在两次穿过第一导体面T1的情况，而且磁场线122313每次穿过第一导体面T1的方向是相反的，由此，可能存在第一导体面T1上的导体受到的安培力F2被相互抵消的情况，从而无法较为精确地控制测量力F1。

另外，在一些示例中，线圈12233缠绕在磁导体12232上，第一导体面T1与第一内表面M1可以不大于预设间隙值。在这种情况下，要求线圈12233紧密地缠绕在磁导体12232上，有利于让磁体12231产生的磁场进入磁导体12232，磁场线122313b能够通过磁导体12232内部的磁回路从第一磁极122311回归至第二磁极122312。假设线圈12233与磁导体12232的间隙过大，可能有部分磁场线122313a从线圈12233与磁导体12232之间的间隙泄漏，沿着空气路径形成磁回路，从而磁场线122313a可能存在两次穿过第一导体面T1的情况，而且磁场线122313a多次穿过第一导体面T1的方向可能是相反的，由此，可能存在第一导体面T1上的导体受到的安培力F2被相互抵消的情况(参见图5G)。

图6是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第二种实施例的示意图。

在一些示例中，线圈12233还可以包括设置在第二部分122322的第二线圈122332(参见图6)，第二线圈122332可以在第二内表面M2形成第二导体面T2。在这种情况下，磁体12231能够受到第一线圈122331和第二线圈122332共同作用的第一磁力F3，由此，能够获得较大的第一磁力F3，从而能够提高测杆1221响应于第一磁力F3的响应速度，进而能够使测针121尽快地获得恒定的测量力F1，从而能够提高轮廓仪10的测量速度。

在一些示例中，控制模块12234向第一线圈122331和第二线圈122332输入预设电流时，流经第一导体面T1的电流方向可以与流经第二导体面T2的电流方向相同。在这种情况下，能够使得第一导体面T1上的导体受到的安培力F2与第二导体面T2上的导体受到的安培力F2的方向是相同的，从而磁体12231受到的由第一导体面T1与第二导体面T2受到磁场作用而产生的第一磁力F3的方向也是相同的，从而能够使第一磁力F3不被相互抵消，进而能够有利于控制测量力F1。

在一些示例中，可以通过第一接线端子122333和第二接线端子122334调整流经第一导体面T1的电流方向与流经第二导体面T2的电流方向。具体而言，可以通过第一接线端子122333和第二接线端子122334实现第一线圈122331和第二线圈122332之间串联或并联，以实现流经第一导体面T1的电流方向与流经第二导体面T2的电流方向相同。

在一些示例中，预设运动路径J可以平行于第二导体面T2。在这种情况下，在测量过程中，当测杆1221在摆动过程中，磁体12231产生的磁场所覆盖的第二导体面T2上的导体数量是大致不变的，由此，能够获得较恒定的安培力F2，进而能够获得较恒定的测量力F1。

在一些示例中，第二线圈122332的导体在第二内表面M2上的延伸方向可以垂直于测量力F1的方向，也即可以与第一方向平行。由此，在测杆1221摆动过程中，能够使第二线圈122332产生的第一磁力F3具有垂直于测杆1221的分量，进而第一磁力F3能够通过测杆1221传递至测针121，由此，能够便于通过控制对线圈12233输入的电流，以较精确地控制安培力F2，进而较精确地控制第一磁力F3，进一步能够便于较精确地控制测量力F1，能够较精准地获得测量力F1。

在一些示例中，磁体12231的磁极所在的磁轴线C1可以垂直于第二内表面M2(参见图5A)，换言之，磁轴线C1可以垂直于第二导体面T2。在这种情况下，由于磁轴线C1垂直于第二导体面T2，在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，第二导体面T2受到的磁体12231的磁场强度能够几乎保持一致，从而在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，穿过第二线圈122332的导体的磁场强度是几乎不变的，由此，能够有利于产生较恒定的安培力F2，进一步能够有利于获得较恒定的测量力F1。

在一些示例中，磁体12231的磁极所在的磁轴线C1可以垂直于第一内表面M1和第二内表面M2。换言之，磁轴线C1可以垂直于第一导体面T1和第二导体面T2。在这种情况下，在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，第一导体面T1和第二导体面T2受到的磁体12231的磁场强度能够几乎保持一致，从而在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，穿过第一线圈122331和第二线圈12232的导体的磁场强度是几乎不变的，从而能够有利于产生较恒定的安培力F2，进一步能够有利于获得较恒定的测量力F1。

在一些示例中，磁体12231的几何中心O至第一导体面T1与第二导体面T2的距离可以相同。换言之，磁体12231可以位于第一导体面T1与第二导体面T2的正中间。在这种情况下，当第一线圈122331与第二线圈122332通电后，磁导体12232的第一部分122321与第二部分122322被磁化，并对磁体12231形成平行于Y轴方向(也即磁体12231的磁轴线C1的方向)的磁力，磁体12231位于第一导体面T1与第二导体面T2的正中间，能够使得对磁体12231形成的平行于Y轴方向的磁力保持平衡。

在一些示例中，磁体12231的第一磁极122311至第一导体面T1的距离可以不大于第一预设值。在这种情况下，第一磁极122311附近的磁场是较强的且分布均匀，第一磁极122311尽可能的靠近第一导体面T1，能够更快的获得较恒定的测量力F1，由此提高测针121获得恒定的测量力F1的响应速度，由此，能够提高轮廓仪10的测量速度。

在一些示例中，磁体12231的第二磁极122312至第二导体面T2的距离可以不大于第二预设值。在这种情况下，第二磁极122312附近的磁场是较强的且分布均匀，第二磁极122312尽可能的靠近第二导体面T2，能够更快的获得较恒定的测量力F1，由此提高测针121获得恒定的测量力F1的响应速度，由此，能够提高轮廓仪10的测量速度。

在一些示例中，第一预设值可以是1毫米至10毫米之间的任意值。例如，第一预设值可以是1毫米、3毫米、5毫米、7毫米、9毫米、或10毫米。

在一些示例中，第二预设值可以是1毫米至10毫米之间的任意值。例如，第二预设值可以是1毫米、3毫米、5毫米、7毫米、9毫米、或10毫米。

在一些示例中，第一预设值可以等于第二预设值。

图7A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第三种实施例的示意图。图7B是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第三种实施例中磁场线122313的示意图。

在一些示例中，参见图7A，磁导体12232还可以包括连接第一部分122321和第二部分122322的第四部分122324，第一部分122321、第三部分122323、第二部分122322及第四部分122324可以依次首尾相接。在这种情况下，第一部分122321、第三部分122323、第二部分122322及第四部分122324能够依次首尾相接，依次串联，能够形成封闭的磁导体12232，从而，磁场线122313能够在磁导体12232形成封闭的磁回路(参见图7B)，与图5A或图6所示的方案相比，图7A所示的方案能够有利于减少磁场线122313泄漏的发生，从而降低磁体12231产生的磁场和线圈12233通电之后产生的磁场对其它周边部件磁化所带来的风险。

图8A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第四种实施例的示意图。图8B是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第四种实施例的立体示意图。

在一些示例中，参见图8A和图8B所示，磁导体12232可以包括依次首尾串联连接的第一部分122321、第三部分122323、第二部分122322及第四部分122324，第一线圈122331可以缠绕在第一部分122321，第二线圈122332可以缠绕在第二部分122322。

图9A是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第五种实施例的立体示意图。图9B是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223的第五种实施例的侧视图。

在一些示例中，参见图9A和图9B，第一内表面M1和第二内表面M2可以为匹配预设运动路径J的扇环状。在这种情况下，由于测杆1221带动磁体12231摆动的预设运动路径J是以一个以旋转中心P(参见图4)为中心的扇形弧状，通过将第一内表面M1和第二内表面M2设置为匹配预设运动路径J的扇环状，能够减小磁导体12232的体积，由此，能够节约磁导体12232的材料和磁力控制装置1223的体积，进而能够减小轮廓仪10的体积，从而能够增加轮廓仪10的便携性。

在一些示例中，可以令旋转中心P(参见图4)在第一导体面T1的投影为第一投影中心P1。在一些示例中，可以令旋转中心P在第二导体面T2的投影为第二投影中心P2。

在一些示例中，参见图9A，第一部分122321可以为圆环板，圆环板的圆心可以是第一投影中心P1。在这种情况下，第一部分122321能够为形状规则的圆环板，有利于加工制造及在第一部分122321上缠绕线圈12233。

在一些示例中，第二部分122322可以为圆环板，圆环板的圆心可以是第二投影中心P2。在这种情况下，第二部分122322能够为形状规则的圆环板，有利于加工制造及在第二部分122322上缠绕线圈12233。

在一些示例中，参见图9A，第一线圈122331在第一内表面M1的延伸方向可以穿过第一投影中心P1。换言之，可以以第一投影中心P1为中心将第一线圈122331缠绕在磁导体12232的第一部分122321上，以形成扇环状的第一导体面T1。在这种情况下，当第一线圈122331通电后，第一导体面T1上的导体受到磁体12231的磁场作用，所产生的安培力F2的方向能够与磁体12231的预设运动路径J相切，换言之，安培力F2产生的作用在磁体12231上的第一磁力F3能够垂直于测杆1221，也即第一磁力F3除了垂直于测杆1221的分量之外几乎不存在其他方向上的分量，由此，能够更加精准地将第一磁力F3传递至测针121，以获得更加精准的测量力F1。

在一些示例中，第二线圈122332在第二内表面M2上的延伸方向可以穿过第二投影中心P2。换言之，可以以第二投影中心P2为中心将第二线圈122332缠绕在磁导体12232的第二部分122322上，以形成扇环状的第二导体面T2。由此，如上所述，能够更加精准地将第二线圈122332产生的第一磁力F3传递至测针121，以获得更加精准的测量力F1。

图10是示出了本公开示例所涉及的磁力控制装置1223与支撑机构1222的位置关系的示意图。

在一些示例中，测针121与磁体12231和磁导体12232可以位于支撑机构1222的一侧(参见图10)。在这种情况下，在支撑机构1222的另一侧能够具有较多的空余空间，能够用于放置轮廓仪10其他相关的设备，从而有利于减小恒测量力装置122的体积，也即能够有利于减小轮廓仪10的体积，提高轮廓仪10的便携性。

在一些示例中，参见图3A，测针121与磁体12231和磁导体12232可以位于支撑机构1222的两侧。由此，能够有利于利用测杆1221形成的杠杆机构，提高对测量力F1进行控制的灵敏度。换言之，通过对磁体12231施加一个较小的第一磁力F3，即能够通过测杆1221的杠杆机构获得一个较大的测量力F1。

图11A是示出了本公开示例所涉及的磁体12231的质心H位于测杆1221的轴线G1上的示意图。图11B是示出了本公开示例所涉及的磁体12231的质心H未位于测杆1221的轴线G1上的受力分析示意图。

在一些示例中，磁体12231可以固定在测杆1221的上部(参见图3A或图10)或与上部相对应的下部。

在一些示例中，参见图11A，磁体12231的质心H可以位于测杆1221的轴线G1上。换言之，磁体12231可以位于测杆1221沿与测杆121长度方向相垂直的径向上的中间位置。在这种情况下，参见图11B，当磁体12231的质心H未位于测杆1221的轴线G1上时(也即磁体12231固定在测杆1221的上部或与上部相对应的下部)，相对于旋转中心P形成的转动测杆1221的力矩，实际是磁体12231受到的第一磁力F3的分量F31所产生的力矩，由此，基于第一磁力F3获得的测量力F1会有误差。当磁体12231的质心H位于测杆1221的轴线G1上时，相对于旋转中心P形成的转动测杆1221的力矩，能够是第一磁力F3全部产生的力矩，从而能够减少第一磁力F3的无效作用，从而能够更加精确地控制测量力F1。

在一些示例中，磁体12231的质心H与磁体12231的几何中心O可以重合。在这种情况下，磁体12231是对称的、均匀的形状，且质量均匀分布，由此能够有利于简化磁力控制装置1223的设计。

在一些示例中，磁体12231可以由硬磁性材料制成。由此，能够长期保持稳定的磁场。

在一些示例中，测杆1221可以由非磁性材料制成。由此，能够减少被磁化的发生，以减少对磁体12231的干扰，从而能够更加精确地获得测量力F1。

图12是示出了本公开示例所涉及的恒测力装置122的标定方法的流程图。图13是示出了本公开示例所涉及的测杆1221摆动角度A的示意图。

在实际操作中，由于测杆1221的自身的重力及支撑机构1222的摩擦力，导致测杆1221位于不同摆动角度A时，测杆1221的受到的力也不相同，从而影响测量力F1的准确性。可以通过对恒测力装置122进行标定，能够获得更加精准的测量力F1。

在一些示例中，参见图12，恒测力装置122的标定方法可以包括：将力传感器与测针121耦接(步骤S100)；摆动测杆1221处于不同的摆动角度A(参见图13)，当使测针121具有预设测量力F1时，获得对控制模块12234输入的补偿电流值(步骤S200)；将测杆1221的摆动角度A与对应的电流值相对应(步骤S300)。在这种情况下，通过该标定方法，能够获得测杆1221在处于不同的摆动角度A时，获得需要对测量力F1的补偿，具体而言，在测量过程中，在已经获得已知的预设测量力F1的情况下，当测杆1221摆动时，位移传感器18(参见图3A)能够测量获得测杆1221摆动角度A的值，基于测杆1221的摆动角度A的值，控制模块12234能够输出补偿电流值至线圈12233，以对测量力F1进行补偿，从而能够减少测杆1221在摆动过程中受到的干扰对测量力F1的影响，由此，能够获得更加精准的测量力F1。

在一些示例中，在步骤S100中，可以通过将力传感器与测针121耦接。在这种情况下，在标定方法中，能够便于通过检测获得预设测量力F1。

在一些示例中，在步骤S200中，参见图13，可以摆动测杆1221处于不同的摆动角度A，例如摆动测杆1221的摆动角度A可以位于1度至10度之间，当通过控制模块12234输出电流至线圈12233，使测针121具有预设的测量力F1时，可以获得对控制模块12234输入的对应预设的测量力F1的电流值(可以称为标定电流值)。在这种情况下，令未标定之前已经确定的，需要获得预设的测量力F1的输入电流值为未标定电流值，从而能够基于标定电流值与未标定电流值进行比较获得补偿电流值。

在本公开中，未标定电流值可以是轮廓仪10在未标定前，所确定的获得预设的测量力F1所需要的电流值，通常情况下，未标定电流值是通过初步设计计算获得的。

在一些示例中，在步骤S300中，可以将测杆1221的摆动角度A与对应的补偿电流值相对应。由此，在实际测量过程中，首先确定获得预设的测量力F1所需要的未标定电流值，通过控制模块12234输出未标定电流值至线圈12233，使测针121以初步获得的测量力F1接触被测对象20，在测杆1221摆动过程中，通过位移传感器18能够测得测杆1221的摆动角度A，进而基于标定方法确定的摆动角度A与补充电流值的关系，能够通过控制模块12234输出补充电流值至线圈12233，由此能够获得更加精确的测量力F1。

综上，在本公开中，通过将测针121和磁体12231固定设置于测杆1221，在测量过程中，测杆1221能够在支撑机构1222上转动，从而能够带动磁体12231沿预设运动路径J进行运动，同时带动测针121接触被测对象20，并且在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，磁体12231产生的磁场能够穿过线圈12233的导体，并进入磁导体12232形成闭合的磁回路，并且磁导体12232能够引导磁场，减少磁场多次穿过线圈12233的情况，当通过控制模块对线圈12233通电后，线圈12233在磁体12231的磁场中，被磁场穿过的导体能够产生可控的安培力F2，并且该安培力F2与线圈12233通电的电流值相关，同时磁体12231能够受到安培力F2的反作用力(可以称为第一磁力F3)，第一磁力F3能够通过测杆1221传递至测针121，由此，能够通过控制模块12234控制调整线圈12233的通电电流，较精确地控制安培力F2，进而能够控制第一磁力F3，进一步能够控制测量力F1；另外，由于缠绕在磁导体12232上的线圈12233形成覆盖磁体12231的预设运动路径J的预设区域，换言之，在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，磁体12231产生的磁场能够几乎全部穿过线圈12233的导体，从而在磁体12231随测杆1221的摆动过程中，穿过线圈12233的导体的磁场强度是几乎不变的，从而能够有利于产生较恒定的安培力F2，进一步能够有利于获得较恒定的测量力F1。由此，在测量过程中，能够基于被测对象20的材质，通过令控制模块12234输出所需的恒定的电流至线圈12233，以获得较所需的且恒定的测量力F1，从而在测量过程中，能够有利于获得较恒定的测量力F2，并能够减少划伤被测对象20的发生和测针121发生跳动的情况。

虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变，这些变形和变均落入本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种测量力控制系统，所述测量力控制系统控制由测针接触被测对象产生的作用于被测对象的测量力，其特征在于，包括测杆、支撑机构、磁体、磁导体、缠绕在所述磁导体上的至少一个线圈以及控制模块；所述测针和所述磁体固定设置于所述测杆，所述测杆可转动地设置于所述支撑机构并在所述测杆转动时带动所述磁体沿预设运动路径进行运动，同时带动所述测针接触被测对象，所述磁导体相对于所述支撑机构固定设置并配置为使所述磁体产生的磁场在所述磁导体内部形成磁回路，且缠绕在所述磁导体上的所述线圈形成覆盖所述磁体的所述预设运动路径的预设区域，所述控制模块配置为根据被测对象的材质控制所述线圈产生的作用于所述磁体的作用力，进而控制所述测杆上的所述测针作用于被测对象的所述测量力。

2.根据权利要求1所述的测量力控制系统，其特征在于，所述磁导体包括依次连接的第一部分、第三部分和第二部分，所述磁体位于所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分形成的空间内，所述第一部分具有靠近所述磁体的第一内表面，所述第二部分具有靠近所述磁体的第二内表面。

3.根据权利要求2所述的测量力控制系统，其特征在于，所述第一内表面和所述第二内表面为匹配所述预设运动路径的扇环状。

4.根据权利要求3所述的测量力控制系统，其特征在于，所述线圈包括缠绕在所述第一部分的第一线圈，所述第一线圈在所述第一内表面形成第一导体面；所述线圈还包括设置在所述第二部分的第二线圈，所述第二线圈在所述第二内表面形成第二导体面。

5.根据权利要求4所述的测量力控制系统，其特征在于，所述支撑机构包括支撑座、支撑轴承及支撑轴，所述支撑轴套设于所述支撑轴承中，所述支撑轴承固定连接于所述支撑座，并且所述支撑轴的轴线与所述支撑轴承的轴线重叠；所述测杆固定连接于所述支撑轴，并且所述测杆的轴线与所述支撑轴的轴线相正交，令所述测杆的轴线与所述支撑轴的轴线相交的点为旋转中心，其中所述测杆的轴线是所述测杆的几何中心线。

6.根据权利要求5所述的测量力控制系统，其特征在于，令所述旋转中心在所述第一导体面的投影为第一投影中心；所述第一部分为圆环板，所述第一部分的圆心是所述第一投影中心。

7.根据权利要求5所述的测量力控制系统，其特征在于，令所述旋转中心在所述第二导体面的投影为第二投影中心；所述第二部分为圆环板，所述第二部分的圆心是所述第二投影中心。

8.根据权利要求6所述的测量力控制系统，其特征在于，所述第一线圈在所述第一内表面的延伸方向穿过所述第一投影中心。

9.根据权利要求7所述的测量力控制系统，其特征在于，所述第二线圈在所述第二内表面上的延伸方向穿过所述第二投影中心。

10.根据权利要求1至9任一项所述的测量力控制系统，其特征在于，所述测杆由非磁性材料制成。