CN1750389A - 测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法和测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法和测量装置，对控制电路(23)依次虚设N个增益G_i，将触针(131)与被测量物W接触地进行虚拟测量。将此时从传感检测电路(21)输出的传感检测信号由滤波器(31)进行滤波，只取出与包括控制电路(23)的闭环L中产生的振荡的频率对应的频率成分。抽取不使闭环L产生振荡的G_j，为了提高测量的快速性等将各G_j中最大的增益设于控制电路(23)。或相对于被测量物W下推触针(131)，测量表示下推量的位移信号和根据触针(131)受到的测量负载从传感器(13)输出的传感信号，基于这两个信号来计算传感器(13)的增益G_s’。根据该G_s’来校正控制电路的增益。

Description

测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法和测量装置

技术领域

本发明涉及测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法和测量装置。

背景技术

作为控制电路的控制参数，有增益、相位补偿频率等，而以往作为测量控制系统的控制电路的增益设定方法，已知有以下的方法，该方法包括：取得增益设定所需要的数据的数据取得步骤、基于该数据判断最适于测量的增益的判断步骤，将控制电路的增益设定为被判断为最佳的增益的设定步骤(例如参照专利文献1)。这里，所谓的控制电路的最佳增益，是指能够防止测量控制系统成为自激振荡状态从而实现稳定的测量状态，并且能够进行快速的测量的增益。

能够利用各种方法判断最佳增益。例如，文献1(参照日本特开平5-223519号公报)公开了以下的(a)、(b)方法。

(a)测量者手动输入增益设定所需要的数据(探针的材质、试样的材质等)的组，并将其与预先所准备的数据表进行比较。在数据表中，表示有多个基准输入数据的组、和作为对于该各基准输入数据的组的最佳增益按以往经验得到的各基准增益的值(比例动作参数PP等)。测量者分别对比亲自手动输入的实际的输入数据的组与多个基准输入数据的组，从其中选择最接近的基准输入数据的组，并将与该基准输入数据的组对应的基准增益作为最佳增益设定在控制电路中。

(b)将探针固定于被测量物上的一点，改变控制电路的增益(比例动作参数PP等)并进行虚拟测量，并对每个增益计算电流误差量ΔE。ΔE表示流经探针-试样间的隧道电流值相对于目标电流值的偏离的程度。在测量控制状态下隧道电流值在目标电流值的周围振动那样地变化，因此，ΔE大时表示目标电流值周围的振幅大，测量控制系统变成自激振荡状态(所谓的产生了振荡的状态)；另外，ΔE小时表示目标电流值周围的振幅小，隧道电流值与目标电流值大体一致，测量控制系统变成稳定状态。控制电路的最佳增益的判断，根据将测量控制系统调整为稳定状态的观点进行，将实现小的ΔE的值的增益值判断为最佳增益。具体来讲，将每个增益的ΔE的值与预定的基准值比较，将ΔE小于等于该基准值这样的增益判断为最佳增益。

但是，前面所述的(a)、(b)方法分别存在下述问题。

(a)方法由于需要精密地进行用于生成数据表的预备测量，所以存在加重测量者的负担这样的问题。另外，将与最接近实际的输入数据的组的基准输入数据对应的基准增益设定为最佳增益，因此该最佳增益也不过是近似值。因此，在超精密测量时等在增益的设定需要高精度的情况下，就不能采用该方法。

(b)方法从防止在测量控制系统产生振荡的观点出发，将ΔE的值作为指标来判断控制电路的最佳增益。但是，ΔE的值终究不过是表示隧道电流值的偏离的程度的数值，而不是直接关系到振荡的有无的值。因此，不言而喻，即使ΔE很小，也有可能会产生振荡，采用方法(b)设定最佳增益，也会有不能充分防止振荡的情况出现。

另一方面，测量控制系统整体的频率特性也是根据测量装置及被测量物的硬度、弹性等性质而进行变化的。

因此，按照上述的文献1的增益设定方法，通过对控制电路设定最佳增益从而将测量控制系统的频率特性调整为最大，即便这样，在将测量装置和被测量物中的至少一者更换成性质不同的测量装置或被测量物的情况下，测量控制系统的频率特性将由于劣化而变小，测量的稳定性就有可能受到破坏。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法和测量装置，能够高精度地设定可靠地防止测量控制系统的振荡产生的控制参数，并能够稳定且快速地进行测量。

本发明提供一种测量控制系统中的控制电路的控制参数设定方法，所述测量控制系统包括：测量单元，参与对被测量物进行测量，并输出测量信号；控制电路，输出控制信号，控制信号是基于预定的目标值与上述测量信号的输出值之间的偏差得到的；以及控制单元，根据上述控制信号控制上述测量单元以使上述测量信号的输出值与上述目标值相一致，所述控制电路的控制参数设定方法的特征在于，包括：虚拟测量数据取得步骤，将上述控制电路的控制参数依次虚拟设定成相互不同的N种控制参数Qi后进行虚拟测量，经过预(给)定时间取得虚拟测量数据Si，此虚拟测量数据Si是基于虚拟测量时输出的上述测量信号而得到的，其中，i＝1，2，...，N；抽取步骤，对每个所取得的上述各虚拟测量数据Si进行频率分析，抽取与上述测量控制系统中预定的振动频率相对应的频率成分的大小要小于预定的基准值的虚拟测量数据S_i；以及控制参数设定步骤，将与所抽取出的上述各虚拟测量数据S_i相对应的各控制参数Q_i中具有最大频率特性的Q_i，设定为上述控制电路的控制参数。

在本发明的测量控制系统中，由测量单元、控制电路和控制单元构成闭环，通过反馈控制来控制测量状态。使控制电路的控制参数为可变，从而能够由此调整闭环整体的控制参数。

以下，对控制电路的控制参数设定进行说明。

<虚拟测量数据取得步骤>

首先，将控制电路的控制参数依次虚设为N种控制参数Q₁～Q_N，对各控制参数Q_i取得虚拟测量数据S_i。这里，虚拟测量数据Si是指对每个时间t记录了基于来自测量单元的测量信号的预定的测量量f_i的数据，由多个(f_i，t)的组构成。将其绘制在坐标平面上，如果平滑地连结各点，则构成关于测量时间t的函数f_i(t)。如果做成在虚拟测量中经过预定时间连续地记录测量量f_i，则f_i直接构成函数f_i(t)。

即使在虚拟测量中，也进行反馈控制，使得来自测量单元的测量信号的输出值与目标之一致，因此，基于该测量信号的函数f_i(t)的值一般是在与上述目标值对应的目标位置的周围振动并随时间变化。这里，如果测量控制系统(闭环)稳定而未产生振荡，则f_i(t)的目标位置周围的振幅随着时间t的经过而衰减，f_i(t)逐渐接近目标位置。另一方面，如果测量控制系统不稳定而产生振荡，则f_i(t)的目标位置周围的振幅即使经过时间t也不衰减，f_i(t)维持大于等于一定值的振幅地持续振动。

这里，对测量控制系统的振荡与测量控制系统的控制参数间的关系进行简要说明。在本发明中，控制电路的控制参数被设为可变。这里，作为控制参数的一例对增益进行说明。测量控制系统的增益由控制电路的增益唯一确定。因此，以下作为控制电路的增益来说明增益。图1A～图1C是关于控制电路的频率传递函数的波特图。图1A是增益曲线图，图1B是相位曲线图。

现在，在图1A中示出对控制电路设定了相互不同的增益G₁、G₂、G₃(G₁＜G₂＜G₃)时的各自的增益特性。在本说明中，设专门考虑增益的变化而不考虑相位的变化。因此，图1B的相位曲线图不变。即，图1B中的一条相位曲线，是关于3个增益G₁～G₃公共的相位曲线。在图1A中大致相互平行地描绘了与各增益G₁～G₃对应的增益曲线，但这是为了简化说明，实际的增益能够在每个频率具有不同变化率地变化，能够灵活地设定。

在测量控制系统的稳定性的判断即是否产生振荡的判断中，已知一般利用增益值为1(增益曲线图上为0)的增益交界频率ω_C和相位为-180°的相位交界频率ω₀。

当增益为G₁时，如图1A所示，ω_C1＜ω₀。因此，当相位小于-180°时，增益总小于等于1(在增益曲线图上为负)，不产生振荡，测量控制系统是稳定的。

使增益从G₁不断提高成为G₂时，ω_C2＝ω₀。这就是所谓的稳定极限状态，若在此之上提高增益则立刻产生振荡。

表示产生了振荡的状态的增益曲线是关于增益G₃的增益曲线。此时，ω_C3＞ω₀。在ω₀≤ω≤ω_C3的频带中，相位小于等于-180°，且增益大于等于1(在增益曲线图上为正)。因此，产生属于该频带(以下成为自激振荡频带)的频率的振荡，测量控制系统变得不稳定。

由以上可知，测量控制系统的振荡频率是属于自激振荡频带ω₀≤ω≤ω_C3的频率。这里，由于下限ω₀不变，所以通过设定增益G₃(＞G₂)而确定上限ω_C3，从而唯一地确定自激振荡频带。本发明的振荡频率主要是指属于该自激振荡频带的频率。

接着，说明控制电路包括相位补偿电路、能改变相位曲线图的特性的情况。

图1C表示以下例子，即：相位补偿电路是相位超前补偿电路，通过该相位超前补偿，相位交界频率能够变成如ω₀₁(相位特性PH₁)、ω₀₂(相位特性PH₂)、ω₀₃(相位特性PH₃)那样的例子。在该情况下，振荡的产生原理也相同，在增益交界频率ω_C和相位交界频率ω₀的关系下，ω_C≤ω₀为稳定条件。这些增益特性与相位特性的组合，可以做成相互独立地变化，或者也可以做成维持相关关系地变化。例如，可以是控制参数Q₁(G₁，PH₁)、Q₂(G₂，PH₂)、Q₃(G₃，PH₃)、Q₄(G₄，PH₄)那样的关系，或者也可以是Q₁(G₁，PH₁)、Q₂(G₁，PH₂)、Q₃(G₂，PH₁)、Q₄(G₂，PH₂)那样的关系。无论哪种情况，满足稳定条件且增益交界频率ω_C为最大的控制参数将带来测量控制系统的最大频率特性。作为稳定条件示出了ω_C≤ω₀，但实际上考虑稳定性，优选的是在ω_C＝0处相位滞后为-150deg。并且，在本说明中，示出了相位补偿电路是相位超前补偿电路的情况，但并不限于此，也可以是相位滞后补偿电路，另外，即使将相位超前补偿电路和相位滞后补偿电路一起使用，原理也相同。另外，示出了相位补偿电路包含在控制电路中的例子，但并不限于此，也可以插入到传感检测信号的反馈电路中。

作为测量控制系统的振动频率的其他例子，列举构成测量控制系统的电路的共振频率ω_r。在该电路中输入包含大于等于预定值的共振频率成分ω_r的测量信号时，共振频率成分几乎不衰减，因此测量信号具有共振频率ω_r而持续进行振动。特别是，当共振频率ω_r的测量控制系统的增益大于等于1时，因为共振频率成分被放大了，所以振幅变大，使测量控制系统不稳定。这与对于上述自激振荡频带的状况完全相同。即，通过测量控制系统进行的控制，测量信号逐渐接近目标值，尽管这样，由于残留ω_r的振动，所以测量信号在目标值的周围持续振动。

<抽取步骤>

接着，在以上的虚拟测量数据取得步骤之后进行抽取步骤。在抽取步骤中，对各虚拟测量数据S_i进行频率分析。即，对各虚拟测量数据S_i的各函数f_i(t)进行傅立叶变换来进行频率显示，将与上述振动频率相对应的频率成分的大小与预定的基准值比较。振动频率是产生振荡的频率，因此，如果与其对应的频率成分大则产生振荡，相反，如果小则将适当地防止振荡的发生。基准值是在判别振荡的产生/不产生方面作为最佳的值被预先设定的值。此外，基准值也可以对自激振荡频带中的各振动频率设定为不同的值。

通过以上的频率分析，抽取振动频率成分的大小小于基准值那样的M(M≤N)个虚拟测量数据S_j(j＝1，2，...，M)。

<控制参数设定步骤>

所抽取的虚拟测量数据S_j，是一组保证振荡不产生、测量控制系统处于稳定状态的数据。因此，如果对控制电路设定与这些S_j对应的控制参数Q_j，则测量控制系统的稳定性得到确保。

只要能够确保稳定性，那么，为了提高稳态特性、快速性(应答性)等，例如将增益设定为尽可能大的值即可。在控制参数设定步骤中，将确保测量控制系统的稳定性的各控制参数Q_j中具有最大的频率特性的参数，设定为控制电路的控制参数。

如上所述，利用本发明的控制参数设定方法，能够对控制电路设定确保测量控制系统的稳定性且能够实现高稳态特性、快速性等的控制参数，因此，能够稳定、高精度且快速地进行测量。

另外，在本发明中，不像前面所说明的文献1的方法(b)中的电流误差量ΔE那样着眼于仅间接地关系到振荡的产生的量，而是直接地关系到振荡的产生，着眼于测量信号的振动频率成分的大小地设定最佳控制参数，因此，能够直接且可靠地防止振荡的产生，能够实现高度的稳定性。

如上所述，在本发明中优选的是，上述控制电路的上述控制参数，是增益和相位补偿频率中的至少一者。

另外，在本发明中优选的是，在对上述各控制参数Q_i的上述虚拟测量数据取得步骤中，利用只使与上述振动频率相对应的频率成分通过的频率滤波器，对上述测量信号进行滤波，将滤波后的数据作为上述各虚拟测量数据S_i。

通过该结构，各S_i的函数f_i(t)仅具有通过了频率滤波器的振动频率成分。因此，不需要进行f_i(t)的傅立叶变换，因此，能够更快速且容易地进行用于使测量控制系统为稳定状态的最佳增益设定。

另外，在本发明中优选的是进行下述步骤：存储步骤，存储由在上述控制参数设定步骤中对上述控制电路所设定的控制参数Qi确定的上述测量控制系统整体的控制参数Q；控制参数校正步骤，校正上述控制电路的控制参数，以抵消由于将上述测量单元和上述被测量物中的至少一者更换成性质不同的测量单元或被测量物而产生的上述测量单元的控制参数的表观上的变化，并将上述测量控制系统整体的控制参数保持为所存储的上述控制参数Q。

从测量单元输出的测量信号，也根据测量单元及被测量物的硬度、弹性等性质变化，因此，将测量单元和被测量物中的至少一者更换成性质不同的测量单元或被测量物后，测量单元的控制参数表观上发生变化。于是，测量控制系统整体的控制参数偏离在控制电路的控制参数设定步骤中所设定的最佳控制参数Q，因此，有可能破坏测量的稳定性。

在本发明中，首先，在存储步骤中存储测量控制系统整体的最佳控制参数Q。此后，通过更换测量单元及被测量物的至少一者，测量单元的控制参数表观上发生变化后，进行控制参数校正步骤，校正控制电路的控制参数，并将测量控制系统整体的控制参数保持为所存储的最佳控制参数Q。因此，根据本发明，无论测量单元和被测量物如何，都能将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数，能够稳定且高精度地进行测量。

另外，在本发明中优选的是，上述测量单元是与上述被测量物以接触的状态进行测量的接触测头；上述控制参数校正步骤包括：预备测量步骤，上述接触测头和上述被测量物中的至少一者更换后，将上述接触测头相对于上述被测量物下推预定量来进行接触测量，同时进行该下推量的测量；运算步骤，根据上述预备测量步骤中的上述测量信号的输出值与所测量的上述下推量间的关系，计算上述接触测头的控制参数的表观上的变化；以及校正步骤，以上述运算步骤中的运算结果为基础，校正上述控制电路的控制参数，使得上述测量控制系统整体的控制参数保持为上述Q。

在本发明中，由于接触测头和被测量物的硬度、弹性等性质的不同，接触测头受到的测量负载等不同，因此，将接触测头和被测量物中的至少一者更换成性质不同的接触测头或被测量物后，从接触测头输出的测量信号的输出值发生变化，接触测头的控制参数发生表观上的变化。

在本发明的预备测量步骤中，将接触测头相对于被测量物下推预定量地进行接触测量，检测此时的测量信号的输出值和下推量。在后续的运算步骤中，利用测量信号的输出值与下推量间的相关关系，计算接触测头的控制参数的表观上的变化。在最后的控制参数校正步骤中，校正控制电路的控制参数，以抵消接触测头的控制参数的表观上的变化，并将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数Q。

如上所述，根据本发明，无论接触测头及被测量物如何，都能将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数Q，能够稳定且准确地进行测量。

另外，根据本发明，能够构成包括测量控制系统的测量装置，所述测量控制系统具有按照上述控制电路的控制参数设定方法设定了控制参数的控制电路。

利用该测量装置，能够稳定、高精度且快速地进行测量。

本发明的其他目的在于提供一种通过适当校正控制电路的控制参数，能够将测量控制系统的频率特性保持为最大的测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法和测量装置。

本发明提供一种测量控制系统的控制电路的控制参数设定方法，所述测量控制系统包括：测量单元，参与被测量物的测量输出测量信号；控制电路，输出基于预定的目标值与上述测量信号的输出值的偏差的控制信号；以及控制单元，基于上述控制信号控制上述测量单元以使上述测量信号的输出值与上述目标值一致；所述控制电路的控制参数设定方法，其特征在于，包括：存储步骤，存储给上述测量控制系统带来最大频率特性的控制参数Q；控制参数校正步骤，校正上述控制电路的控制参数，以抵消由于将上述测量单元和上述被测量物中的至少一者更换成性质不同的测量单元或被测量物而产生的上述测量单元的控制参数的表观上的变化，并将上述测量控制系统整体的控制参数保持为所存储的上述控制参数Q。

在本发明的测量控制系统中，由测量单元、控制电路和控制单元构成闭环，通过反馈控制来控制测量状态。使控制电路的控制参数为可变，能够由此调整闭环整体的控制参数。

在本发明中，首先，在存储步骤中存储带来测量控制系统的最大频率特性的控制参数Q。此后，在由于更换测量单元及被测量物的至少一者而使测量单元的控制参数表观上发生变化时，进行控制参数校正步骤，校正上述控制电路的控制参数，并将测量控制系统整体的控制参数保持为所存储的最佳控制参数Q。因此，根据本发明，无论测量单元及被测量物如何，都能将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数，能够稳定且高精度地进行测量。

另外，在本发明中优选的是，上述测量单元是与上述被测量物接触地进行测量的接触测头；上述控制参数校正步骤包括：预备测量步骤，上述接触测头及上述被测量物的至少一者更换后，将上述接触测头相对于上述被测量物下推预定量地进行接触测量，同时进行该下推量的测量；运算步骤，根据该预备测量步骤中的上述测量信号的输出值与所测量的上述下推量间的关系，计算上述接触测头的控制参数的表观上的变化；以及校正步骤，以该运算步骤中的运算结果为基础，校正上述控制电路的控制参数，使得上述测量控制系统整体的控制参数保持为上述Q。

在本发明中，由于接触测头及被测量物的硬度、弹性等性质的不同，接触测头受到的测量负载等不同，因此，将接触测头及被测量物的至少一者更换成性质不同的接触测头或被测量物后，从接触测头输出的测量信号的输出值发生变化，接触测头的控制参数发生表观上的变化。

在本发明的预备测量步骤中，将接触测头相对于被测量物下推预定量地进行接触测量，检测此时的测量信号的输出值和下推量。在后续的运算步骤中，利用测量信号的输出值与下推量间的相关关系，计算接触测头的控制参数的表观上的变化。在最后的控制参数校正步骤中，校正控制电路的控制参数，以抵消接触测头的控制参数的表观上的变化，并将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数Q。

如上所述，根据本发明，无论接触测头及被测量物如何，都能将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数Q，能够稳定且准确地进行测量。

另外，在本发明中优选的是，进行以下步骤：虚拟测量数据取得步骤，将上述控制电路的控制参数依次虚设为相互不同的N种控制参数Q_i(i＝1，2，...，N)后进行虚拟测量，经过预定时间取得基于此时输出的上述测量信号的虚拟测量数据S_i；抽取步骤，对每个所取得的上述各虚拟测量数据Si进行频率分析，抽取与上述测量控制系统中的预定的振动频率相对应的频率成分的大小小于预定的基准值的虚拟测量数据S_i；以及控制参数设定步骤，将与所抽取的上述各虚拟测量数据S_i相对应的各控制参数Q_i中具有最大频率特性的Q_i，设定为上述控制电路的控制参数；在上述存储步骤中，存储由在上述控制参数设定步骤中对上述控制电路所设定的控制参数Q_i确定的上述测量控制系统整体的控制参数Q。

本发明中的虚拟测量数据取得步骤、抽取步骤、控制参数设定步骤，是为了给测量控制系统带来最大频率特性并设定存储步骤中存储的控制参数Q而进行的一系列的步骤。

这些如先前作为<虚拟测量数据取得步骤>、<抽取步骤>、<控制参数设定步骤>说明的那样，因此，在这里省略重复的说明。

如上所述，通过由虚拟测量数据取得步骤、抽取步骤、控制参数设定步骤组成的一系列的步骤，能够对控制电路设定确保测量控制系统的稳定性并能够是实现高稳态特性、快速性等的控制参数，因此，能够确定带来测量控制系统的最大频率特性的控制参数Q。在存储步骤中存储该控制参数Q，通过控制参数校正步骤将测量控制系统的控制参数保持为Q，因此，总能够能够稳定、高精度且快速地进行测量。

另外，在本发明中优选的是，在对上述各控制参数Q_i的上述虚拟测量数据取得步骤中，利用只使与上述振动频率相对应的频率成分通过的频率滤波器，对上述测量信号进行滤波，将滤波后的数据作为上述各虚拟测量数据S_i。

通过该结构，各S_i的函数f_i(t)只具有通过了频率滤波器的振动频率成分。因此，不需要进行f_i(t)的傅立叶变换，因此，能够更快速且容易地进行用于使测量控制系统为稳定状态的最佳增益设定。

另外，如上所述，在本发明中优选的是，上述控制电路的上述控制参数，是增益和相位补偿频率中的至少一者。

另外，根据本发明，能够构成包括测量控制系统的测量装置，所述测量控制系统包括根据上述控制电路的控制参数设定方法校正控制参数的控制电路。

利用上述测量装置，无论测量单元和被测量物如何，都能将测量控制系统整体的控制参数保持为最佳控制参数Q，能够稳定且准确地进行测量。

附图说明

图1A～图1C分别是关于本发明的控制电路的频率传递函数的波特图。

图2是表示本发明的实施方式的测量装置的图。

图3是表示上述实施方式的测量装置中进行反馈控制的闭环的图。

图4是表示使用了上述实施方式的测量装置的虚拟测量时，输入控制电路增益调整部的传感检测信号的输出值与虚拟测量时间的关系的曲线图。

图5是表示上述实施方式中，利用位移信号和传感信号计算传感器中增益的表观上的变化的方法的图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。

将本实施方式的测量装置示于图2，将示意地表示该测量装置的反馈控制的状况的框图示于图3。

在图2中，在测量装置主体1上通过致动器(actuator)11安装传感器支持部12，在传感器支持部12上安装作为参与被测量物W的测量的测量单元的传感器13。

主体1能通过驱动装置1A而相对于被测量物W在三维方向上移动。由此，能够一边使传感器13沿被测量物W的表面移动一边进行测量。这里，安装在主体1上的位移传感器14，是以非接触方式诸如光学式、静电电容式检测主体1与被测量物W相对移动时二者的垂直距离(Z轴方向)的检测设备。

作为控制单元的致动器11，是能够根据来自后述驱动电路24的驱动信号伸缩的致动元件，由此进行使传感器13相对于被测量物W沿Z方向接近/离开的精细的定位控制。

即，通过主体1的驱动所定位的传感器13，被致动器11进一步精细地定位，从而谋求测量精度的提高。

作为接触测头的传感器13，具有在轴向上总是进行振动的触针131。触针131与被测量物W接触后，根据其接触负载，触针131的振幅变小。根据触针131的振幅的变化量，作为测量信号的传感信号从传感器13输出，基于该传感信号进行测量状态的控制。设触针131的振幅及传感信号的输出值，是相对于触针131受到的测量负载线性地变化的值。

来自传感器13的传感信号，在传感检测电路21中进行信号处理，并作为传感检测信号输出。该传感检测信号也构成本发明的测量信号。传感检测信号被分支，其一支如图3所示作为反馈信号输入到用于进行反馈控制的闭环L，另一支输入到后述的用于进行控制电路23的增益(控制参数Q)的调整的控制电路增益调整部3。

作为输入到闭环L的测量信号的传感检测信号，与其目标值22相比较，二者间的偏差输入到控制电路23。控制电路23根据由控制电路增益调整部3所调整的增益G_C(后面将会说明)放大偏差，并作为控制信号输入到驱动电路24。驱动电路24将基于所输入的控制信号的驱动控制信号，向致动器11和驱动装置1A中的至少一者输出，根据该驱动控制信号伸缩致动器11，或在Z轴方向上驱动主体1。于是，传感器13相对于被测量物W在Z轴方向上位置发生变化，二者间的测量负载发生变化，因此，来自传感器13的传感信号变化。这样，致动器11和驱动装置1A，构成了基于驱动控制信号来控制传感器13的本发明的控制单元。

如上所述，按传感器13-传感检测电路21-控制电路23-驱动电路24-致动器11、驱动装置1A-传感器13的顺序，构成控制测量状态用的闭环L，使来自传感检测电路21的传感检测信号与目标值22相一致，在上述这样的反馈控制下进行测量。

接着，说明利用了本实施方式的测量装置的测量方法。

首先，由驱动装置1A向-Z轴方向(在图2中为下方向)驱动主体1，从而相对于被测量物W以预定量下推传感器13的触针131后，使主体1停止。之后，主体1的在Z轴方向上的移动被限制，使主体1与被测量物W之间的垂直距离(Z轴方向)保持为恒定的值。

相对于被测量物W下推触针131后，触针131的振幅(Z轴方向)根据其测量负载而变化。例如，下推量越多触针131受到的测量负载越大，因此，触针131的振幅变得越小。

然后，关于触针131的振幅的信息，作为传感信号从传感器13输出，之后，在传感检测电路21进行信号处理，成为传感检测信号，并与目标值22进行比较。即，目标值22决定了触针131的振幅的目标值(以下称为目标振幅)，从而在测量时进行控制以使触针131的振幅等于目标振幅。

具体来讲，当触针131的振幅变得小于目标振幅时，通过收缩致动器11，将传感器13向+Z轴方向驱动，从而减小施于触针131上的测量负载，增加振幅到目标振幅为止。相反，当触针131的振幅变得大于目标振幅时，通过伸展致动器11，将传感器13向-Z轴方向驱动，从而增大施于触针131上的测量负载，减小振幅到目标振幅为止。

这样，在利用闭环L的反馈控制下，触针131的振幅与目标振幅相一致。触针131的振幅恒定表示传感器13与被测量物W之间的垂直距离(Z轴方向)恒定。因此，在该状态下，使主体1在XY方向扫描时，传感器13通过致动器11的驱动，模仿被测量物W表面的凹凸，在Z轴方向上进行移动。如果利用适当的位移检测装置检测该Z轴位移，则能够检测被测量物W表面的凹凸，因此，能够进行被测量物W表面的仿形测量。

以上，对仿形测量进行了说明，但是，根据本实施方式的测量装置，也能够进行被测量物的接触测量。

将致动器11的伸缩状态固定为例如最大伸张状态后，将主体1向-Z轴方向驱动，使主体1逐渐接近被测量物W，直到触针131的振幅被来自被测量物W的测量负载减小到目标振幅。进而，在触针131的振幅与目标振幅相一致的时刻，停止主体1的-Z轴驱动，用未图示的三维位移传感器检测(接触测量)此时的主体1的三维坐标(X，Y，Z)。通过在被测量物W的各测量点上进行检测，能够进行被测量物W的形状测量。

另外，固定了主体1的Z轴位置后，也能通过使致动器11伸缩来进行接触测量。即，通过对致动器11进行伸缩控制，来调整触针131与被测量物W之间的接触状态。进而，在触针131的振幅与目标振幅相一致的时刻停止伸缩，检测(接触测量)此时的致动器11的伸缩量(Z轴方向)和主体1的XY坐标。通过在被测量物W的各测量点上进行检测，能够进行被测量物W的形状测量。

以上，作为利用本实施方式的测量装置的测量的例子，说明了仿形测量和接触测量，然而，作为用于适当地进行这些测量的前提，需要适当地进行利用闭环L的反馈控制。如果控制状态不稳定则闭环L会产生振荡(hunting)，来自传感检测电路21的传感检测信号的输出值在目标值22的周围较大地振动。这是指触针131的振幅值在目标振幅值的周围以不可忽视程度的振幅进行振动。上述仿形测量和接触测量，任何一者都以能够使触针131的振幅与目标振幅一致为前提，因此，产生振荡后就不能适当地进行测量，从而测量精度有可能明显地恶化。

为了抑制振荡的发生适当地进行利用闭环L的反馈控制，需要将闭环L的增益G调整为最佳的值。现在，如图3所示，设控制电路23的增益为G_C，驱动电路24的增益为G_AD，致动器11或驱动装置1A的增益为G_A，传感器13的增益为G_S，传感检测电路21的增益为G_SD，则闭环L整体的增益G由以下的式1表示。

(式1)

$G=\frac{1}{1+\frac{1}{G_C{G}_{\mathrm{AD}}{G}_A{G}_S{G}_{\mathrm{SD}}}}$

在式1中，只是控制电路23的增益G_C能够由驱动电路增益调整部3进行调整。因此，为了将闭环L的增益G调整到最佳来稳定且准确地进行测量，需要将增益G_C设定为最佳。以下，详细说明该G_C的设定。

首先，固定了主体1的XY位置后，在Z轴方向上驱动主体1，在相对于被测量物W下推触针131到预定量的时刻停止。以后，在本步骤中，主体1的XYZ位置固定在该停止位置上。

此时，利用闭环L的反馈控制没有开始，致动器11固定为一定的伸缩状态，例如最大伸张状态。因为主体1和致动器11这二者都被固定，所以触针131与被测量物W之间的接触负载恒定，因此，触针131的振幅也恒定。现在，继续说明作为该恒定振幅(以下称为初始振幅)小于由目标值22所规定的目标振幅的例子。以下的说明，在初始振幅大于目标振幅的情况下也基本上是原样地适用的。

在该状态下，开始利用闭环L的反馈控制，进行虚拟测量。由控制电路增益调整部3对控制电路23依次虚设N个不同的增益G_i(i＝1，2，3，...，N)，对每个增益G_i进行虚拟测量。即，首先，在虚设成一个增益后开始控制，将此时从传感检测电路21输出的传感检测信号，经过预定时间输入控制电路增益调整部3。此后，停止控制，在变更为其他的虚设增益后，重新开始控制，并进行向控制电路增益调整部3的传感检测信号的输入。以下，反复进行同样的作业，直到对所有N个虚设增益G_i结束传感检测信号的输入为止。

在图4中，将输入控制电路增益调整部3的传感检测信号的输出值f与虚拟测量时间t的关系用曲线图表示。在图4中，C_j大致表示控制电路23的虚设增益合适时的曲线，C_k大致表示虚设增益不合适时的曲线。在这里，t＝0表示虚拟测量开始时刻，即，表示对各虚设增益G_i开始了利用闭环L的反馈控制的时刻。f₀表示在反馈控制开始前触针131处于初始振幅时的传感检测信号的输出值，f_t表示传感检测信号的目标值22。在t＝0时，触针131的振幅不依赖于控制电路23的虚设增益G_i而是恒定的(初始振幅)，因此，传感检测信号的输出值也是恒定的(f₀)，因此C_j和C_k的起始点都是(0，f₀)。

C_j由于虚设增益(以下设为G_j)合适，所以传感检测信号f逐渐接近目标值f_t。这样经过预定时间，则如图4所示f与f_t基本一致，因此，利用虚设增益G_j，能够使闭环L的控制状态保持稳定，从而稳定且准确地进行测量。

另一方面，C_k由于虚设增益(以下设为G_k)不合适，所以发生振荡，传感检测信号f在目标值f_t的周围持续振动。这样即使经过预定时间，如图4所示振荡的振幅也几乎不衰减，因此f与f_t并不是稳定地一致。这样，由于虚设增益G_k，闭环L的控制状态变得不稳定，不能适当地进行测量。

这里，根据本实施方式，利用虚拟测量数据取得步骤和抽取步骤，能够从N个不同的增益G_i中，识别不产生振荡(参照C_j)的增益G_j(j＝1，2，...，M)和产生振荡(参照C_k)的增益G_k(k＝1，2，...，N-M)。以下，说明这两个步骤。

<虚拟测量数据取得步骤>

经过预定时间输入到控制电路增益调整部3中的每个虚设增益G_i的传感检测信号，由频率滤波器31滤波。

滤波器31这样构成，即：在随时间显示波形的传感检测信号(参照图4)中，只使与发生振荡的频率(振动频率)相对应的频率成分通过。因此，通过了滤波器31的成分越大闭环L中产生的振荡越大，成为不稳定的控制状态。正如后面将要说明的那样，通过滤波器31的成分的大小与预定的基准值相比较，如果大于等于基准值则判断为产生振荡，另外，如果小于基准值则判断为不产生振荡。然后，将带来判断为不产生振荡的数据的虚设增益G_j中的、满足预定条件的一个增益作为最佳增益，对控制电路23进行设定。

这样，通过滤波器31的频率成分的大小，是在设定不产生振荡的最佳增益(最大的频率特性)方面重要的指标，因此，需要严密地设定滤波器31的通频带，只使所希望的频率成分通过。以下，对该设定进行说明。

利用图1如上述那样，用闭环L整体的相位交界频率ω₀和增益交界频率ω_c，将主要产生振荡的自激振荡频带表示成ω₀≤ω≤ω_c(但是只限于ω₀≤ω_c时)。在本实施方式中，将重点放在闭环L的增益调整上，在这种关系的基础上将相位固定来进行考虑。因此，作为自激振荡频带的下限的ω₀，是关于各虚设增益G_i的公共的值。另一方面，作为自激振荡频带的上限的ω_c，是对每个虚设增益G_i不同的值。如图1所示，增益的值越大，ω_c的值越大，自激振荡频带越宽。

属于自激振荡频带的频率的振荡的振幅，与该频率中的增益(放大率)的大小有正相关关系。如图1所示，控制系统的增益，一般是相对于频率单调递减地构成，因此，在自激振荡频带内，在其下限(ω₀)附近的增益比在上限(ω_c)附近的增益大。因此，属于自激振荡频带的频率的振荡的振幅，在下限ω₀附近的频带(以下称为主要振动频带)ω₀≤ω≤ω₀+Δω(＜ω_c)大，可以说该大振幅的振荡是使测量控制状态不稳定的主要原因。

所以，设定滤波器31的通频带，使其与主要振动频率相一致。利用这样设定后的滤波器31，能够仅使与主要振荡对应的频率成分通过，并分析该成分，因此能够容易地判断不产生振荡的最佳增益。如上述那样设定的滤波器31的通频带的宽度Δω，是预先设定了适当的最佳值的宽度。

然后，由以上那样的滤波器31所滤波的每个虚设增益G_i的传感检测信号的输出值S_i，作为基于作为测量信号的传感检测信号的本发明的虚拟测量数据而被存储在存储器32中。

<抽取步骤>

接着，将各S_i与预先所设定的预定的基准值S₀相比较。基准值S₀作为用于判断闭环L中有无振荡的最佳的值而预先设定，成为S_k≥S₀的虚设增益G_k会产生振荡，成为S_j＜S₀的虚设增益G_j不会产生振荡。在抽取步骤中仅抽取不产生振荡的虚设增益G_j(满足S_j＜S₀)，将其存储于存储器33中。

<增益设定步骤>

接着，在增益设定步骤中，选择所抽取的各G_j中有最大值的G_j，将其设定为控制电路23的增益(G_C)。这里，设定为最大的G_j是为了提高闭环L的稳态特性、快速性等，即为了使测量控制系统的频率特性为最大。

如上所述，根据本实施方式的增益设定方法，通过抽取不产生振荡的增益G_j(j＝1，2，...，M(M≤N))，能够确保闭环L的稳定性，并且，通过选择各G_j中最大值的G_j，能够实现高的稳定特性、快速性等。因此，能够稳态、高精度且迅速地进行测量。

<存储步骤>

以下，在上述增益设定步骤中，设作为最佳增益的、对控制电路23所设定的增益为G_C。另外，设此时的闭环L整体的增益为G。将G作为闭环L整体的增益，存储在控制电路增益校正部4的存储器41中。

<增益校正步骤>

接着，对增益的校正进行说明。

将触针131和被测量物W中的至少一者，更换成性质不同的触针或被测量物后，在图3中传感器13的增益GS表观上发生变化。

例如，将被测量物W从软质材料的被测量物更换成硬质材料的被测量物后，触针131从被测量物W受到的测量负载增大，结果，与来自致动器11或驱动装置1A的输入(致动器11的伸缩量或驱动装置1A的Z轴方向驱动量)相对应的触针131的振幅的变化率变大，结果，来自传感器13的传感信号的变化率变大。这就意味传感器13的增益G_S(＝传感信号的输出值/来自致动器11或驱动装置1A的输入)表观上发生变化。

这里，设表观上发生了变化的传感器13的增益为G_S’，设将该G_S’代入上述式1并进行计算的闭环L整体的增益为G’。因为G’≠G，所以此时的闭环L的增益偏离最佳增益，如果直接进行测量，则可能在稳定性、稳态特性、快速性等方面产生问题。因此，需要将闭环L的增益从G’校正到最佳增益G，以抵消传感器13的增益的表观上的变化。在本实施方式中，利用控制电路增益校正部4校正控制电路23的增益，由此进行向最佳增益的调整。以下，进行详细说明。

<预备测量步骤>

将触针131和被测量物W的至少任意一个更换后，固定主体1的XY坐标后，在Z轴方向驱动主体1，将触针131下推到被测量物W上的一点，进行接触测量。此时，改变位移传感器14与被测量物W的垂直距离(Z轴方向)，与该变化量(下推量)相对应的位移信号从位移传感器14输出。该位移信号与来自传感器13的传感信号一起，输入到控制电路增益校正部4中的运算电路42。

<运算步骤>

运算电路42基于上述两个信号计算表观上发生了变化的传感器13的增益GS’。

G_S’的计算，例如如图5那样进行。图5的(A)部分是表示下述情况下的时间与位移信号的关系的曲线图，(B)部分是表示时间与传感信号的关系的曲线图，所述情况为：(i)将传感器13(主体1)以恒定的速度接近被测量物(工件)W，(ii)将触针131相对于被测量物W以预定量下推，之后，(iii)以相同的速度将传感器13远离被测量物W；图5的(C)部分是以(A)部分、(B)部分为基础，表示位移信号与传感信号的关系的曲线图。

在图5的(A)部分、(B)部分中的t1≤t≤t2的时间区域中，触针131与被测量物W处于接触状态，传感信号根据触针131的下推量而进行变化，而上述情况在(C)部分中，表示为具有一定斜率的直线部分。通过适当地选取(C)部分的坐标原点，能够使该直线部分的延长线通过原点，因此，该斜率用“传感信号/位移信号”来表示。这里，位移信号相当于从驱动装置1A向传感器13的输入(向主体1的Z轴方向的驱动)，因此，上述斜率等于来自传感器13的输出/向传感器13的输入，上述斜率等于传感器13的增益G_S’。

进而，运算电路42在将计算出的G_S’代入了上述式1的右边时，计算能使其左边保持为闭环L的最佳增益G(存储在存储器41中)那样的控制电路23的增益G_C’的值。具体来讲，将控制电路23的校正增益G_C’，作为满足包含G_S’和最佳增益G的以下式2那样的唯一的值来进行计算。

(式2)

$G=\frac{1}{1+\frac{1}{{G_C}^{\&prime;}{G}_{\mathrm{AD}}{G}_A{G_S}^{\&prime;}{G}_{\mathrm{SD}}}}$

控制电路增益校正部4将以上那样计算出的G_C’设定于控制电路23。由此，即使在将触针131和被测量物W中的至少一者更换成性质不同的触针或被测量物的情况下，也能够将闭环L整体的增益保持为最佳增益G，因此，能够高度维持测量的稳定性、稳态特性、快速性等。

本发明并不限于上述实施方式，在能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含在本发明内。

例如，在上述实施方式中，对各虚设增益G_i设定了公共的主要振动频带(ω₀≤ω≤ω₀+Δω)作为滤波器31的通频带，而在本发明中，也可以对每个虚设增益G_i设定不同的N个通频带。例如，如果将对各虚设增益G_i规定的自激振荡频带(ω₀≤ω≤ω_C)作为对各虚设增益G_i的通频带，则能够对控制电路23设定可靠地防止振荡发生的增益。N个通频带相互的切换，可以调整一个滤波器的通频带来进行，另外，也可以预先准备出各通频带与各虚设增益G_i的自激振荡频带相等这样的N个滤波器，根据所虚设的增益切换要使用的滤波器来进行。

另外，在上述实施方式中，仅着眼于前面所定义的自激振荡频带(ω₀≤ω≤ω_C)来设定滤波器31的通频带(ω₀≤ω≤ω₀+Δω)，然而，如果自激振荡频带以外也有使闭环L产生振荡的频率(或频带)，则也能对滤波器31的通频带进行设定以使得包括上述频率(或频带)。

例如，除了属于自激振荡频带的频率之外，也可以使用使构成闭环L的电路的共振频率ω_r也成为通频率那样的滤波器31。对每个虚设增益G_i，在ω_r不同的情况下，通过调整一个滤波器的通频率，或通过准备设定了与各ω_r一致的通频率的N个滤波器并与各G_i相对应地切换这些滤波器，由此能够通过滤波取出与ω_r相对应的频率成分。

另外，在上述实施方式中，说明了作为测量单元使用了具有触针131的传感器13时的增益校正，但在测量单元为非接触式探针(probe)的情况下，也能应用上述实施方式中的增益校正方法。

例如，在作为非接触式探针使用了接受来自光所照射的被测量物的反射光而进行测量的光学式探针的情况下，光学式探针的受光量根据被测量物的反射率等光学性质的不同而变化，从光学式探针输出的测量信号发生变化。因此，在将被测量物更换成光学性质不同的被测量物的情况下，有时光学式探针的增益表观上发生变化，反馈控制的闭环的增益偏离最佳增益。根据本发明，利用伴随被测量物的更换的光学式探针的受光量的变化等，计算光学式探针的增益的表观上的变化，进而，能够通过计算来设定能够使闭环整体的增益保持为最佳增益这样的控制电路的增益。因此，无论被测量物如何，都能够高度维持测量的稳定性、稳态特性、快速性等。

另外，在上述实施方式中，用滤波器31对虚拟测量时的传感检测信号进行了滤波，但本发明中滤波器并不是必需的，也能够通过对传感检测信号进行直接频率分析来判断最佳增益。具体来讲，可以对传感检测信号进行傅立叶变换及频率显示，并从其中仅抽取与振动频率相对应的频率成分，将其与预定的基准值比较。当该振动频率成分比基准值小时，判断为闭环中没有产生振荡，如果将此时的虚设增益设定于控制电路，则能够稳定地进行测量。

另外，在上述实施方式中，作为测量单元采用了具有总是进行振动的触针131的所谓振动式探针，但在本发明中，能够采用各种探针，无论是接触式和非接触式中的哪一种。例如，可以采用：用CCD的光学传感器或干涉计、静电电容传感器、电磁感应传感器、利用了超声波等的声传感器、以及具有应变仪的铰链式的探针。

另外，在上述实施方式中，在预备测量步骤和运算步骤中，在Z轴方向驱动主体1，并利用其位移信号计算出传感器13的增益G_S’，但本发明中，也可以不在Z轴方向驱动主体1，而代之使致动器11伸缩从而在Z轴方向驱动传感器13，并利用此时的致动器11的伸缩量和来自传感器13的传感信号来计算G_S’。

另外，在上述实施方式中，组合了利用控制电路增益调整部3的增益的设定，和利用控制电路增益校正部4的增益的校正，但在本发明中，组合并不是必需的，也可以单独使用它们中的一者。特别是，在单独使用控制电路增益校正部4的情况下，预先采用某些方法计算出测量控制系统(闭环)的最佳增益，当更换测量单元和被测量物中的至少一者从而使测量单元的增益发生了变化时，可以利用控制电路增益校正部4校正控制电路23的增益，以使测量控制系统整体的增益保持为上述最佳增益。

并且，在上述实施方式中，作为控制参数Q，表示了只使控制电路23的增益G为可变的例子，但并不限于此，也可以是以下的结构，即：对控制电路23设置相位补偿电路，使该相位补偿电路的相位特性PH为可变，从而能使闭环L的相位交界频率ω₀为可变。例如，如果设置相位超前补偿电路作为相位补偿电路，则能够更好地改善测量控制系统的频率特性。另外，通过设置相位滞后补偿电路作为相位补偿电路，能够降低例如相位交界频率ω₀附近的有害相位变动，从而提高测量控制系统的稳定性。

Claims (11)

1.一种测量控制系统中的控制电路的控制参数设定方法，所述测量控制系统包括：测量单元，参与对被测量物进行测量，并输出测量信号；控制电路，输出控制信号，该控制信号是基于预定的目标值与上述测量信号的输出值之间的偏差得到的；以及控制单元，根据上述控制信号控制上述测量单元以使上述测量信号的输出值与上述目标值相一致，所述控制电路的控制参数设定方法的特征在于，包括：

虚拟测量数据取得步骤，将上述控制电路的控制参数依次虚拟设定成相互不同的N种控制参数Qi后进行虚拟测量，经过预(给)定时间取得虚拟测量数据Si，此虚拟测量数据Si是基于虚拟测量时输出的上述测量信号而得到的，其中，i＝1，2，…，N；

抽取步骤，对每个所取得的上述各虚拟测量数据Si进行频率分析，抽取与上述测量控制系统中预定的振动频率相对应的频率成分的大小要小于预定的基准值的虚拟测量数据S_i；以及

控制参数设定步骤，将与所抽取出的上述各虚拟测量数据S_i相对应的各控制参数Q_i中具有最大频率特性的Q_i，设定为上述控制电路的控制参数。

2.根据权利要求1所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于：

上述控制电路的上述控制参数，是增益和相位补偿频率中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于：

对于上述各控制参数Q_i，在上述虚拟测量数据取得步骤中，利用只是使与上述振动频率对应的频率成分通过的频率滤波器，对上述测量信号进行滤波，将滤波后的数据作为上述各虚拟测量数据S_i。

4.根据权利要求1至权利要求3的任意一项所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于，包括：

存储步骤，存储上述测量控制系统整体的控制参数Q，上述测量控制系统整体的控制参数Q是由在上述控制参数设定步骤中对上述控制电路所设定的控制参数Qi所确定的；

控制参数校正步骤，校正上述控制电路的控制参数，以抵消由于将上述测量单元和上述被测量物中的至少一者更换成性质不同的测量单元或被测量物而产生的上述测量单元的控制参数的表观上的变化，并将上述测量控制系统整体的控制参数保持为所存储的上述控制参数Q。

5.根据权利要求4所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于：

上述测量单元是与上述被测量物处于接触的状态下进行测量的接触测头；

上述控制参数校正步骤包括：

预备测量步骤，上述接触测头和上述被测量物中的至少一者更换后，将上述接触测头相对于上述被测量物下推预定量来进行接触测量，同时测量该下推量；

运算步骤，根据上述预备测量步骤中的上述测量信号的输出值与所测量出的上述下推量之间的关系，计算上述接触测头的控制参数的表观上的变化；以及

校正步骤，根据上述运算步骤中的运算结果，校正上述控制电路的控制参数，使得上述测量控制系统整体的控制参数保持为上述Q。

6.一种测量控制系统中的控制电路的控制参数设定方法，所述测量控制系统包括：测量单元，进行被测量物的测量，并输出测量信号；控制电路，输出控制信号，该控制信号是基于预定的目标值与上述测量信号的输出值的偏差得到的；以及控制单元，根据上述控制信号控制上述测量单元以使上述测量信号的输出值与上述目标值相一致，所述控制电路的控制参数设定方法的特征在于，包括：

存储步骤，存储给上述测量控制系统带来最大频率特性的控制参数Q；

控制参数校正步骤，校正上述控制电路的控制参数，以抵消由于将上述测量单元和上述被测量物中的至少一者更换成性质不同的测量单元或被测量物而产生的上述测量单元的控制参数的表观上的变化，并将上述测量控制系统整体的控制参数保持为所存储的上述控制参数Q。

7.根据权利要求6所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于：

上述测量单元是与上述被测量物处于接触状态下进行测量的接触测头；

上述控制参数校正步骤包括：

预备测量步骤，上述接触测头和上述被测量物中的至少一者更换后，将上述接触测头相对于上述被测量物下推预定量来进行接触测量，同时测量该下推量；

运算步骤，根据上述预备测量步骤中的上述测量信号的输出值与所测量的上述下推量之间的关系，计算上述接触测头的控制参数的表观上的变化；以及

校正步骤，根据上述运算步骤中的运算结果，校正上述控制电路的控制参数，使得上述测量控制系统整体的控制参数保持为上述控制参数Q。

8.根据权利要求6所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于，包括；

虚拟测量数据取得步骤，将上述控制电路的控制参数依次虚拟设定为相互不同的N种控制参数Qi后进行虚拟测量，经过预定时间取得基于此时输出的上述测量信号的虚拟测量数据Si，在这里，i＝1，2，…，N；

抽取步骤，对每个所取得的上述各虚拟测量数据S_i进行频率分析，抽取与上述测量控制系统中预定的振动频率相对应的频率成分的大小成为小于预定的基准值的虚拟测量数据S_i；以及

控制参数设定步骤，将与所抽取出的上述各虚拟测量数据S_i相对应的各控制参数Q_i中具有最大频率特性的Q_i，设定为上述控制电路的控制参数；

在上述存储步骤，存储上述测量控制系统整体的控制参数Q，上述测量控制系统整体的控制参数Q是由在上述控制参数设定步骤中对上述控制电路所设定的控制参数Q_i所确定的。

9.根据权利要求8所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于：

在对于上述各控制参数Q_i的上述虚拟测量数据取得步骤中，利用只是使与上述振动频率对应的频率成分通过的频率滤波器，对上述测量信号进行滤波，将滤波后的数据作为上述各虚拟测量数据S_i。

10.根据权利要求6至权利要求9的任意一项所述的控制电路的控制参数设定方法，其特征在于：

上述控制电路的上述控制参数，是增益和相位补偿频率中的至少一个。

11.一种包括测量控制系统的测量装置，该测量控制系统包括通过权利要求1至10的任意一项所述的控制电路的控制参数设定方法设定了控制参数的控制电路。

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