大量程、高精度触针扫描轮廓仪是曲面表面形貌综合测量的基础,面临广泛需求。然而,杠杆触针扫描轮廓仪的测量力随着量程增加而增大,影响其功能和使用特性。本文研究大量程触针式轮廓仪器测力控制系统,以解决大量程测量时测力大范围变化的问题,具有实用意义。主要内容和工作如下:(1)分析了杠杆触针式轮廓仪传感器扫描测量时的受力情况,推导了测力与测头转角等参数的复杂关系,建立了测力与杠杆转角关系的简化模型。(2)研究了基于音圈电机的测力控制方法,设计了由音圈电机实施触针式表面轮廓仪测量头测力控制的系统方案及架构。研究了音圈电机的控制策略,设计了驱动电路。(3)分析了测力控制系统的控制误差,并建立了误差模型,通过数学推导,对误差模型进行补偿。(4)通过实验,测试了测力控制系统的控制效果。通过对典型表面进行实验,测试了测力控制的稳定性与准确性,验证了测力控制系统在大量程触针式仪器中应用的可行性。