[发明专利]一种基于隧道效应的接触式纳米位移传感器

权利要求书

1.一种基于隧道效应的接触式纳米位移传感器，包括被测物体(2)和 绝缘外壳(13)，其特征在于：在所述被测物体(2)周围设置测头(1)，测 头(1)上端连接在导杆(3)上，石墨块(4)设置在导杆(3)的上面，微 进给机构(11)作用时能驱动测头(1)移动；在石墨块(4)的上方，设置 探针(10)，探针(10)连接在压电陶瓷管(9)上，压电陶瓷管(9)与压电 陶瓷驱动器(8)连接，探针(10)在压电陶瓷驱动器(8)动作下伸长或收 缩，石墨块(4)与探针(10)构成隧道效应，在偏压电路(5)中形成隧道 电流；信号采集系统(6)连接在偏压电路(5)中，信号采集系统(6)采集 偏压电路(5)中的隧道电流信号，经信号处理系统(7)处理后输送入压电 陶瓷驱动器(8)内，作为压电陶瓷驱动器(8)的反馈驱动信号，控制压电 陶瓷驱动器(8)产生动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于隧道效应的接触式纳米位移传感器， 其特征在于：微进给机构(11)驱动测头(1)与被测物体(2)接触后，微 进给机构(11)继续进给，测头(1)在被测物体(2)的作用下通过导杆(3) 推动石墨块(4)靠近探针(10)，进入隧道效应状态。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于隧道效应的接触式纳米位移传感 器，其特征在于：信号处理系统(7)记录下压电陶瓷驱动器(8)上的驱动 电压值，测算出被测物体(2)的微小位移量。

4.根据权利要求1或2或所述的一种基于隧道效应的接触式纳米位移传 感器，其特征在于：绝缘外壳(13)内设置弱磁性永久磁铁环(12)和复位 弹簧(16)，由复位弹簧(16)构成弹簧减震，再通过弱磁性永久磁铁环(12) 构成磁性阻尼减振。