JP2015535594A - 長さ測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
L0 中空形材の端壁40及び42間の長さ
L1 音響共振部30の長さ
L2 上側の第二共振部32の長さ
L3 中空形材の長手方向に沿った内側スライド6の軸方向長さ
f01 共振部30の基本周波数
f02 第二共振部32の基本周波数
3 ヘッドプレート
4 ノギス型測定器
5 ノギス型測定器の永久磁石
6 内側スライド
7 内側スライドの永久磁石
9 制御・判定ユニット
20 マイク
22 スピーカ
24 第二マイク
26 第二スピーカ
30 音響共振部
32 第二音響共振部
40 端壁
42 第二端壁
Claims (11)
- ノギス型測定器(4)と、
前記ノギス型測定器(4)が長さを測定する対象物に接触できるように、前記ノギス型測定器(4)が変位可能に外側から取り付けられた中空形材(2)であるリニアガイドと、
前記中空形材(2)の内側に変位可能に取り付けられた内側スライド(6)と、
前記内側スライド(6)が前記中空形材(2)に沿った前記ノギス型測定器(4)の移動に追従するように、前記ノギス型測定器(4)と前記内側スライド(6)とを磁気的に連結させる磁石部(5,7)と、
前記中空形材(2)に沿った前記内側スライド(6)の位置を測定する測定手段と、
前記中空形材の周囲の空間において視認可能な表示器であって、前記内側スライド(6)の測定された位置に従って前記測定手段が求めた前記長さを表示する表示器と
を備える長さ測定装置において、
前記中空形材(2)の少なくとも一端に端壁(40)が設けられ、
前記内側スライド(6)が、前記中空形材(2)の断面を実質的に覆って、前記中空形材(2)の内部の前記端壁(40)と前記内側スライド(6)との間に音響共振部(30)を形成し、
前記測定手段が、前記音響共振部(30)の内部に設けられたスピーカ(22)及びマイク(20)と、それらに接続された制御・判定ユニット(9)とを有し、
前記制御・判定ユニット(9)が、前記スピーカ(22)に音響パルスを出力させ、前記マイクで前記音響共振部(30)のパルス応答を記録し、該パルス応答から前記音響共振部(30)の基本周波数(f0)を求め、該基本周波数から前記共振部(30)の長さ、すなわち前記内側スライド(6)の前記中空形材(2)に沿った位置を求めるように構成されている
ことを特徴とする長さ測定装置。 - 前記制御・判定ユニット(9)が、前記音響共振部(30)の測定されたパルス応答を、フーリエ変換を用いて周波数スペクトルに変換し、該周波数スペクトルにおける前記基本周波数を求めるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の長さ測定装置。
- 前記制御・判定ユニット(9)が、前記フーリエ変換として、離散フーリエ変換(DFT)又は高速フーリエ変換(FFT)を行うように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の長さ測定装置。
- 前記制御・判定ユニット(9)が、前記音響共振部(30)の周波数スペクトルにおける複数の極大値に対して、連続する二つの極大値間の距離を前記基本周波数の予測値として求め、該予測値を用いて前記各極大値における高調波の次数を設定し、該次数から基本周波数を前記各極大値に対して求め、これらの基本周波数を組み合わせて平均を求めることを特徴とする請求項2又は3に記載の長さ測定装置。
- 前記制御・判定ユニット(9)が、前記マイク(20)を介して生成される前記音響パルスの帯域幅を、それに含まれる最短波長が前記中空形材(2)の直径の2倍よりも大きくなるように選択するように構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
- 前記中空形材(2)の他端に第二端壁(42)がさらに設けられて、前記中空形材の内部の前記第二端壁(42)と前記内側スライド(6)との間に第二音響共振部(32)が形成され、
前記測定手段が、前記第二音響共振部(32)の内部に第二スピーカ(26)及び第二マイク(24)を有し、
前記制御・判定ユニット(9)が、前記第二スピーカ(26)に音響パルスを出力させ、前記第二マイク(24)で前記第二音響共振部(32)のパルス応答を記録し、該パルス応答に基づいて前記第二音響共振部(32)の基本周波数を求め、該基本周波数から前記第二共振部(32)の長さを求めるように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の長さ測定装置。 - 前記制御・判定ユニット(9)が、前記音響共振部(30)及び前記第二音響共振部(32)のそれぞれの求められた長さ、前記中空形材(2)の前記端壁(40)から前記第二端壁(42)までの既知の長さ、及び前記内側スライド(6)の既知の軸方向長さを用いて、前記長さを求める処理の較正を行うように構成されたことを特徴とする請求項6に記載の長さ測定装置。
- 前記磁石部(5,7)が、少なくとも一つの永久磁石を前記ノギス型測定器(4)に有し、一つの永久磁石を前記内側(6)に有し、
前記二つの永久磁石が、それぞれの反対極同士が対向するように互いに対して配向されるように配設されている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の長さ測定装置。 - 前記内側スライド(6)及び前記ノギス型測定器(4)のそれぞれに、四つの永久磁石が配設され、
前記ノギス型測定器(4)及び前記内側スライド(6)のそれぞれの四つの永久磁石が対をなし、それぞれの反対極同士が対向するように互いに対して配向されている
ことを特徴とする請求項8に記載の長さ測定装置。 - 前記磁石部(5,7)が、一つの永久磁石を前記ノギス型測定器及び前記内側スライドのいずれか一方に有し、
前記ノギス型測定器及び前記内側スライドの他方が、強磁性材料又は常磁性材料を含む
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の長さ測定装置。 - 前記測定手段が、前記中空形材の内部に設けられた温度センサにさらに接続され、
前記制御・判定ユニット(9)が、前記基本周波数に基づく前記音響共振部(30)の長さを求める処理に、温度補正された音速を組み込むように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
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