CN206114457U - 一种纳米压痕仪压头校准装置 - Google Patents
一种纳米压痕仪压头校准装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种纳米压痕仪压头校准装置，包括探针、弹性悬臂梁、压电陶瓷扫描器件、信号处理器、单片机控制器、PC机，所述探针通过螺纹固定在弹性悬臂梁前端的圆形底座上，弹性悬臂梁固定在压电陶瓷扫描器件上，压电陶瓷扫描器件产生电信号经信号处理器后进入到单片机控制器，单片机控制器通过USB口与PC机连接。本实用新型的优点：本实用新型所述纳米压痕仪压头校准装置为纳米压痕仪的校准提供可靠的校准服务，实现测量结果的可靠性和等效可比，为我国纳米新材料和半导体微机电系统等产业的发展提供技术支撑，发挥积极的社会和经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及纳米压痕仪计量校准技术领域，尤其涉及了一种纳米压痕仪压头校准装置。
背景技术
纳米压痕仪具有操作灵活简单、测量分辨力高、对样品无损或微损等优点，广泛用于金属、微机电系统、复合材料、生物材料、薄膜涂层等材料力学性能的测试。纳米压痕仪属于超精密测量设备，设备在长时间使用中可能会由于某个部件或参数的变化而产生的误差，这类误差通常为系统误差，并且持续影响纳米压痕测量的结果。压头面积函数和理论模型也会有所偏差，也会导致测量准确度的下降，这时就需要对纳米压痕仪进行校准，通过校准才能有效地降低测量结果的系统误差，从而提高仪器的测量准确度。因此，开展纳米压痕仪压头校准的研究具有很重要的意义。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述存在的问题，特提供了一种纳米压痕仪压头校准装置。
一种纳米压痕仪压头校准装置，包括探针1、弹性悬臂梁2、压电陶瓷扫描器件3、信号处理器4、单片机控制器5、PC机6，其特征在于：所述探针1通过螺纹固定在弹性悬臂梁2前端的圆形底座上，弹性悬臂梁2固定在压电陶瓷扫描器件3上，压电陶瓷扫描器件3产生电信号经信号处理器4后进入到单片机控制器5，单片机控制器5通过USB口与PC机6连接。
作为优选的技术方案，还包括激光器7，激光器7发出激光聚集到弹性悬臂梁2上反射进入到对位置敏感的光电二极管检测器8，然后通过反馈系统9产生的反馈信号进入到单片机控制器5。
作为优选的技术方案，所述弹性悬臂梁2粘贴有电阻是应变片10，所述电阻是应变片10与信号处理器4连接。
作为优选的技术方案，所述探针1的扫描分辨率为1024*1024，扫描频率为0.5Hz。
本实用新型的优点：本实用新型所述纳米压痕仪压头校准装置为纳米压痕仪的校准提供可靠的校准服务，实现测量结果的可靠性和等效可比，为我国纳米新材料和半导体微机电系统等产业的发展提供技术支撑，发挥积极的社会和经济效益。
附图说明
图1为一种纳米压痕仪压头校准装置示意图。
具体实施方式
由于纳米压痕仪压头在使用过程中难免会有污染物残留在压头尖端表面，因此在对压头扫描前，需要先对压头的尖端进行清洗。压头的清洗过程如下：首先将用于校准的压头装入纳米压痕仪中，在标准样块上进行一次大力值压痕，载荷设为10000μN。然后将压头取下，用蘸有无水乙醇的棉签对压头尖端的三个棱面进行清洗。然后再进行纳米压痕仪压头的校准。
一种纳米压痕仪压头校准装置，包括探针1、弹性悬臂梁2、压电陶瓷扫描器件3、信号处理器4、单片机控制器5、PC机6。探针1用于测量样品材料的表面形貌。当探针1与样品表面轻微接触时，探针1的尖端与样品材料表面的原子之间存在一个微弱的相互作用力。探针1通过螺纹固定在弹性悬臂梁2前端的圆形底座上，弹性悬臂梁2固定在压电陶瓷扫描器件3上，扫描过程中探针1与样品接触时会产生微弱的作用力，此时弹性悬臂梁2会产生相应的微小弹性形变。作用力与形变量之间遵循胡克定律；压电陶瓷扫描器件3产生电信号经信号处理器4后进入到单片机控制器5，单片机控制器5通过USB口与PC机6连接。
此纳米压痕仪压头校准装置还包括激光器7，激光器7发出激光聚集到弹性悬臂梁2上反射进入到对位置敏感的光电二极管检测器8，然后通过反馈系统9产生的反馈信号进入到单片机控制器5，单片机控制器5控制反射束偏移量恒定并处理相关信号获得对试样表面的成像。
弹性悬臂梁2粘贴有电阻是应变片10，所述电阻是应变片10与信号处理器4连接。弹性悬臂梁2的弹性变形量导致电阻是应变片10发生变形，使得电阻值也随之发生变化，通过惠更斯电桥电路将其转换为电压信号，送入到信号处理器4进行处理，此测试过程增加了对弹性悬臂梁2的弹性变形量的测量，提升了校准装置的可靠性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种纳米压痕仪压头校准装置，包括探针（1）、弹性悬臂梁（2）、压电陶瓷扫描器件（3）、信号处理器（4）、单片机控制器（5）、PC机（6），其特征在于：所述探针（1）通过螺纹固定在弹性悬臂梁（2）前端的圆形底座上，弹性悬臂梁（2）固定在压电陶瓷扫描器件（3）上，压电陶瓷扫描器件（3）产生电信号经信号处理器（4）后进入到单片机控制器（5），单片机控制器（5）通过USB口与PC机（6）连接。
2.根据权利要求1所述的纳米压痕仪压头校准装置，其特征在于：还包括激光器（7），激光器（7）发出激光聚集到弹性悬臂梁（2）上反射进入到对位置敏感的光电二极管检测器（8），然后通过反馈系统（9）产生的反馈信号进入到单片机控制器（5）。
3.根据权利要求1所述的纳米压痕仪压头校准装置，其特征在于：所述弹性悬臂梁(2)粘贴有电阻是应变片（10），所述电阻是应变片（10）与信号处理器（4）连接。
4.根据权利要求1所述的纳米压痕仪压头校准装置，其特征在于：所述探针（1）的扫描分辨率为1024*1024，扫描频率为0.5Hz。
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| CN201621072340.6U CN206114457U (zh) | 2016-09-22 | 2016-09-22 | 一种纳米压痕仪压头校准装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111982728A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-24 | 北京北方车辆集团有限公司 | 一种全自动布氏压痕测量系统的校准方法 |
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2016
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Granted publication date: 20170419 Termination date: 20170922 |
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