[实用新型]用于低温磁场环境的高精度位移测量装置

说明书

本实用新型提供一种用于低温磁场环境的高精度位移测量装置。根据一实施例，一种位移测量装置包括：基座底板、设置于基座底板上的固定支架、以及支承在固定支架上的基座顶板；连接到固定支架并且位于基座底板与基座顶板之间的弹性横梁，弹性横梁上设置有用于承载样品的载物台，样品位于基座顶板与载物台之间；连接到载物台的下端的电容传感器顶板和设置在基座底板上的电容传感器底板，电容传感器顶板和电容传感器底板彼此相对并且间隔开一距离以形成电容传感器。

技术领域

本实用新型涉及一种高精度位移测量装置，其能够在低温、磁场等极端环境下使用。

背景技术

众所周知，对物品的位移或尺寸的微细变化的检测日益成为以电子产品研发为代表的技术领域的重要课题。例如，检测物品在受到外部处理时或者因环境改变而产生的变化对于一些精密仪器而言是有重大现实意义的。特别是，低温或者强磁场可能引发处于该环境中物品的晶格结构的变化。例如，物体在低温或强磁场环境下可能发生相变，导致晶轴取向、晶格间距等发生变化，从而使物品的尺寸发生变化。因此，通过测量在低温或者强磁场条件下物品的尺寸变化可以辅助检测物品内部是否发生了相变以及相变程度。

另外，即便没有发生相变，低温或者强磁场也可能影响原子在晶格中的振动频率和幅度、晶轴取向角等，导致物品尺寸发生变化。越来越多的高精度制造是在低温或者强磁场条件下进行的，物品以及承载物品的样品台的尺寸变化可能影响制造精度。因此，精确测量物品的尺寸变化对于精确控制产品形状、提高制造精度而言变得越来越重要。

综上所述，仍需要一种能够在低温或强磁场等极端条件下精确测量物品的尺寸或者位移变化的装置。

实用新型内容

本实用新型提出一种利用电容传感器的电容与极板之间的距离成反比这一原理来精确测量物品的位移或尺寸变化的装置，其能够在低温或强磁场等极端条件下使用。

根据一示例性实施例，提供一种位移测量装置，包括：基座底板、设置于所述基座底板上的固定支架、以及支承在所述固定支架上的基座顶板；连接到所述固定支架并且位于所述基座底板与所述基座顶板之间的弹性横梁，所述弹性横梁上设置有用于承载样品的载物台，所述样品位于所述基座顶板与所述载物台之间；以及连接到所述载物台的下端的电容传感器顶板和设置在所述基座底板上的电容传感器底板，所述电容传感器顶板和所述电容传感器底板彼此相对并且间隔开一距离以形成电容传感器。

在一示例性实施例中，所述位移测量装置还包括测量单元，其通过导线连接到所述电容传感器的电容传感器底板和电容传感器顶板，用于测量所述电容传感器的电容变化，并将其转换为位移值。

在一示例性实施例中，所述基座顶板上设置有通孔，所述通孔内设置有顶柱，所述顶柱上下可动地设置在所述通孔中以接触所述样品的顶表面。

在一示例性实施例中，所述顶柱在所述通孔中的位置由位移驱动元件控制。

在一示例性实施例中，所述弹性横梁包括上下设置的两层或更多层横向延伸的弹片结构，所述载物台在竖直方向上延伸穿过并且连接到所述弹片结构。

在一示例性实施例中，所述固定支架支承所述弹片结构的一端、相对两端或者四周。

在一示例性实施例中，所述位移测量装置还包括：顶金属屏蔽层，围绕所述电容传感器顶板的顶表面以及四周，并且与所述电容传感器顶板电绝缘，所述顶金属屏蔽层暴露所述电容传感器顶板的与所述电容传感器底板相对的底表面；以及底金属屏蔽层，围绕所述电容传感器底板的底表面以及四周，并且与所述电容传感器底板电绝缘，所述底金属屏蔽层暴露所述电容传感器底板的与所述电容传感器顶板相对的顶表面。