La sonda de medición nanométrica tridimensional es un componente clave de la máquina de medición tridimensional micro-nanométrica. Las sondas nanométricas tridimensionales existentes tienen un rendimiento de medición insuficiente y no pueden satisfacer las demandas prácticas, por lo que se propuso una sonda de medición nanométrica tridimensional basada en un sensor de desplazamiento capacitivo y se verificó su rendimiento mediante experimentos. La sonda está compuesta principalmente por un sensor de desplazamiento capacitivo, una placa de electrodo, un mecanismo elástico y una sonda. Tres sensores de desplazamiento capacitivo de alta precisión están distribuidos en un triángulo equilátero, utilizando un modelo de cálculo geométrico establecido para calcular el desplazamiento de la esfera de medición y obtener la actitud de la sonda. Los resultados experimentales muestran que la resolución tridimensional de la sonda es mejor que 3 nm, el rango de medición puede alcanzar 260 μm en dirección horizontal y 70 μm en dirección vertical; la repetibilidad de contacto en dirección horizontal es mejor que 9,4 nm y la repetibilidad en dirección vertical es mejor que 8,7 nm. El estudio verificó el buen rendimiento de medición de la sonda a escala micro-nanométrica, proporcionando un apoyo técnico efectivo para la fabricación y la inspección de precisión.

medición micro-nanométrica;máquina de medición tridimensional;sonda de contacto;sensor capacitivo