[实用新型]一种高精度表面平整度测量仪

说明书

本实用新型公开了一种高精度表面平整度测量仪，以解决现有技术对于大尺寸部件表面平整度的高精度测量成本较高、实施困难等问题。该高精度表面平整度测量仪包括固定台面、第一测距传感器、运动模块、运动模块垂直位移检测装置和计算机，固定台面用于放置待测部件，第一测距传感器与运动模块相对固定，所述运动模块垂直位移检测装置用于在第一测距传感器测距扫描的过程中同步检测运动模块在垂直于待测部件表面方向的位移量；运动模块垂直位移检测装置的输出端和第一测距传感器的输出端分别对应接计算机的两个数据输入端，用于提供表面平整度数据计算的补偿量。本实用新型可实现对大尺寸部件表面平整度的高精度检测，实施简便、成本较低。

技术领域

本实用新型涉及表面检测设备领域，具体涉及一种表面平整度测量仪。

背景技术

在生产加工的一些场景中，对部件表面的平整度有时候会有非常严苛的要求，例如用于贴合晶圆进行研磨抛光的陶瓷盘，其表面平整度需要做到微米级甚至更低。通常在小范围内，高精度的平整度检测可以通过干涉法进行表面测量，或者通过高精度的运动模块带动传感器或者物体对物体表面进行扫描采集，以得到物体表面平整度的状况评估。但有些部件可能自身体积较大，目前上述方法很难完成高精度的测量。具体来说：

干涉一次性面扫描的方式：干涉测量通常可以对整面进行测量，这样可以消除传感器扫描过物体时由于自身行进抖动带来的影响读数跳动影响。但对于越大面积的平整度测量，就需要越大尺寸的透镜组和参考镜来完成整个干涉光路，其成本是非常昂贵的甚至是不可行的。

运动模块带动传感器(或待测部件)扫描的方式：通过相对移动，传感器对物体表面完成形貌扫描。典型的一种平整度测量仪器具体如图1所示，包括固定台面1、运动模块2、第一测距传感器4和计算机(图中未画出)，其中固定台面1用于放置待测部件3，第一测距传感器4与运动模块2相对固定，用于随运动模块沿平行于待测部件表面的方向移动实现测距扫描。传感器可以是接触式传感器，也可以如激光传感器、共焦传感器、干涉传感器此类的非接触传感器。通常在传感器精度较高的情况下(精度误差＜1微米)，这样的平整度测量仪器的精度反而受限于运动模块移动的精度。即使使用气浮导轨等方式减少运动摩擦和震动，在运动跨度比较大时，由于运动造成的上下波动在其全量程上仍可达到数微米。特别是当运动量程越来越大时，此类的波动也会随之变大。因此制作一个运动非常稳定波动小于1微米的运动模块是非常困难且昂贵的。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种高精度表面平整度测量仪，以解决现有技术对于大尺寸部件表面平整度的高精度测量成本较高、实施困难等问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高精度表面平整度测量仪，包括固定台面、第一测距传感器、运动模块和计算机，所述固定台面用于放置待测部件，所述第一测距传感器与运动模块相对固定，用于随运动模块沿平行于待测部件表面的方向移动实现测距扫描；所述计算机用于计算并输出待测部件的表面平整度数据，计算机的第一数据输入端接第一测距传感器的输出端；其特殊之处在于，所述高精度表面平整度测量仪还包括运动模块垂直位移检测装置，用于在第一测距传感器测距扫描的过程中同步检测运动模块在垂直于待测部件表面方向的位移量；所述运动模块垂直位移检测装置的输出端接所述计算机的第二数据输入端，用于提供表面平整度数据计算的补偿量。

优选地，所述待测部件水平放置于固定台面上；所述第一测距传感器固定安装于运动模块的下部。

优选地，所述运动模块垂直位移检测装置的一种具体结构是：包括第二测距传感器和参考平板，所述参考平板与待测部件表面平行，并相对于所述固定台面位于运动模块的另一侧；所述第二测距传感器与运动模块相对固定，用于测量其与参考平板之间的距离，作为所述运动模块垂直位移检测装置的输出端接所述计算机的第二数据输入端。

进一步优选地，所述第二测距传感器固定安装于运动模块的上部。