測量儀器在我們的生活中并不少見，即便是在學(xué)校的課堂上，我們也見過不少的測量儀器。為增進(jìn)大家對測量儀器的認(rèn)識，本文將對幾款納米級的測量儀器予以介紹。如果你對測量儀器具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

在納米級測量中，由于物體尺寸的相對較小，傳統(tǒng)的測量儀器往往無法滿足精確的要求。而納米級測量儀器具備高精度、高分辨率和非破壞性的特點(diǎn)，可以測量微小的尺寸。

1、光學(xué)3D表面輪廓儀

SuperViewW1光學(xué)3D表面輪廓儀以白光干涉技術(shù)原理，通過測量干涉條紋的變化來測量表面三維形貌，專用于精密零部件之重點(diǎn)部位表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸的非接觸式快速測量。

2、激光共聚焦顯微鏡

VT6000激光共聚焦顯微鏡以轉(zhuǎn)盤共聚焦光學(xué)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和3D重建算法共同組成測量系統(tǒng)，能用于各種精密器件及材料表面的非接觸式微納米測量。能測量表面物理形貌，進(jìn)行微納米尺度的三維形貌分析，如3D表面形貌、2D的縱深形貌、輪廓(縱深、寬度、曲率、角度)、表面粗糙度等。

3、臺階儀

CP200臺階儀不同于光學(xué)輪廓儀和顯微鏡的是它的測量方式是接觸式探針測量。它可以對微米和納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波紋和表面粗糙度等的測量。線性可變差動(dòng)電容傳感器(LVDC)，具有亞埃級分辨率，13um量程下可達(dá)0.01埃。高信噪比和低線性誤差，使得產(chǎn)品能夠掃描到幾納米至幾百微米臺階的形貌特征。

臺階儀屬于接觸式表面形貌測量儀器。根據(jù)使用傳感器的不同，接觸式臺階測量可以分為電感式、壓電式和光電式3種。其測量原理是：當(dāng)觸針沿被測表面輕輕滑過時(shí)，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時(shí)，還沿峰谷作上下運(yùn)動(dòng)。觸針的運(yùn)動(dòng)情況就反映了表面輪廓的情況。傳感器輸出的電信號經(jīng)測量電橋后，輸出與觸針偏離平衡位置的位移成正比的調(diào)幅信號。經(jīng)放大與相敏整流后，可將位移信號從調(diào)幅信號中解調(diào)出來，得到放大了的與觸針位移成正比的緩慢變化信號。再經(jīng)噪音濾波器、波度濾波器進(jìn)一步濾去調(diào)制頻率與外界干擾信號以及波度等因素對粗糙度測量的影響。

臺階儀測量精度較高、量程大、測量結(jié)果穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好，此外它還可以作為其它形貌測量技術(shù)的比對。但是也有其難以克服的缺點(diǎn)：

1由于測頭與測件相接觸造成的測頭變形和磨損，使儀器在使用一段時(shí)間后測量精度下降;

2測頭為了保證耐磨性和剛性而不能做得非常細(xì)小尖銳，如果測頭頭部曲率半徑大于被測表面上微觀凹坑的半徑必然造成該處測量數(shù)據(jù)的偏差;

3為使測頭不至于很快磨損，測頭的硬度一般都很高，因此不適于精密零件及軟質(zhì)表面的測量。

臺階儀目前已經(jīng)經(jīng)歷了5個(gè)發(fā)展歷程：

1、第一階段：1936年，美國的艾卜特 ( E.J.Abbott )研制成功第一臺用于車間測量表面粗糙度的輪廓儀，相當(dāng)于研制出了臺階儀進(jìn)行表面測定的一個(gè)基本雛形。

2、第二階段：1940年，英國Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度測量儀“泰勒塞夫 (TALYSURF)”，開創(chuàng)了對表面粗糙度數(shù)量化描述的新時(shí)代。

3、第三階段：1968年，美國Sloan公司推出了第一臺商用的臺階儀DektakⅠ，用于薄膜厚度、應(yīng)力和表面粗糙度測量，成為臺階儀的行業(yè)金標(biāo)準(zhǔn)。

4、第四階段：1980年代，隨著微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種基于不同測量原理的臺階儀紛紛問世，如電感式、壓電式、光電式、激光式、干涉式等

5、第五階段：1990年代以來，臺階儀的測量范圍、精度、速度、穩(wěn)定性和功能不斷提高，適應(yīng)了從科研到半導(dǎo)體制程控制等不同領(lǐng)域的需求。同時(shí)，國內(nèi)也開始了臺階儀的自主研發(fā)，如2022年，松山湖材料實(shí)驗(yàn)室精密儀器研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功研制出國產(chǎn)化臺階儀ZEPTOOLS，打破了國外商的壟斷。

除了上述所提及的儀器外，還有一些其他的納米級測量儀器也日益成為研究的熱點(diǎn)，例如激光干涉儀。這些測量工具各有特點(diǎn)，可用于不同的納米級尺寸測量需求。

以上便是此次帶來的測量儀器相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對測量儀器已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!