[实用新型]一种基于静电力原理的微纳力值标准装置

摘要

本实用新型提供一种基于静电力原理的微纳力值标准装置，由静电力发生单元、内电极位置调整单元、微小力值引入单元、外电极位置调整单元、悬臂位置调整单元、观测单元、测量控制单元组成；该静电力发生单元包括：第一内电极，顶端设有第一主轴；外电极，同轴设置在该第一内电极外侧；第二内电极，顶端设有第二主轴；微小力值引入单元包括：第一柔性铰链组，与第一内电极相连；第二柔性铰链组，与第二内电极相连；本实用新型能减小蠕变对内电极位移测量的影响；同时实现对第一内电极与外电极的同轴度的调整，提高电容梯度测量的准确度；使测量环境更稳定，提高微小力值测量的准确度和可靠性。

主权项

一种基于静电力原理的微纳力值标准装置，其特征在于，由静电力发生单元、内电极位置调整单元、微小力值引入单元、外电极位置调整单元、悬臂位置调整单元、观测单元、测量控制单元组成；所述静电力发生单元包括：第一内电极，顶端设有第一主轴；外电极，同轴设置在所述第一内电极外侧；第二内电极，顶端设有第二主轴；所述内电极位置调整单元，用于调整所述第一内电极、第二内电极的位置，包括：支撑杆，沿Z轴方向设置；XY轴电动摆动台，与所述支撑杆的底部相连，用于调整所述支撑杆沿XY轴的俯仰角度；XY轴光栅尺平移台，与所述XY轴电动摆动台相连，用于调整所述XY轴电动摆动台和支撑杆的XY轴位移；齿轮齿条夹持器，夹持在所述支撑杆上，用于沿Z轴方向移动，所述齿轮齿条夹持器上设有第一直角块与第二直角块；所述微小力值引入单元包括：第一柔性铰链组，一端与所述第一直角块相连，另一端与所述静电力发生单元的第一主轴相连；第二柔性铰链组，一端与所述第二直角块相连，另一端与所述静电力发生单元的第二主轴相连；所述外电极位置调整单元，用于调整所述静电力发生单元中外电极的位置，包括：安装杆，与所述外电极相连；压电陶瓷微动台，与所述安装杆固定连接；压电陶瓷微动台调整组件，与所述压电陶瓷微动台的底部相连，用于调整所述压电陶瓷微动台的位置；所述悬臂位置调整单元包括：悬臂梁安装杆，一端安装被测微悬臂或微力传感器；悬臂梁位置调整组件，与所述悬臂梁安装杆相连，用于调整所述悬臂梁安装杆的位置；所述观测单元包括用于拍摄所述静电力发生单元中第一内电极与外电极位置关系的同轴观测相机组以及用于观测所述悬臂位置调整单元中被测微悬臂或微力传感器与所述微小力值引入单元中第一柔性铰链组的接触状态的观测显微镜组；所述测量控制单元包括激光干涉位移测量器，用于通过位移差动测量方法测量所述静电力发生单元中第一内电极、第二内电极的位移，以减小蠕变对内电极位移测量的影响。