JP2021063776A - Linear expansion coefficient measurement method and linear expansion coefficient measurement device - Google Patents

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Abstract

To provide a linear expansion coefficient measurement method which suppresses malfunction of a probe and which can measure a linear expansion coefficient with high accuracy.SOLUTION: A linear expansion coefficient measurement method includes: a setting step of sequentially setting a preset temperature of a thermostatic chamber 30; a detection step of inserting a stylus 211 of a three-dimensional measurement device 20 into the thermostatic chamber 30 while the temperature in the thermostatic chamber 30 is stable at the preset temperature so as to detect a measured object; and a running-in step of inserting the stylus 211 into the thermostatic chamber 30 while the temperature in the thermostatic chamber 30 changes.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、線膨張係数測定方法および線膨張係数測定装置に関する。 The present invention relates to a method for measuring a coefficient of linear expansion and a device for measuring a coefficient of linear expansion.

従来、物質の線膨張係数を測定する線膨張係数測定方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
線膨張係数αは、被測定物の標準温度における長さ寸法をL、標準温度からの温度変化量(測定時の温度−標準温度)をΔT、被測定物の温度を標準温度からΔTだけ変化させた際の長さ寸法の変化量(線膨張量)をΔLとして、次式(1)により求められる。

Figure 2021063776
Conventionally, a method for measuring the coefficient of linear expansion of a substance is known (see, for example, Patent Document 1).
The linear expansion coefficient α changes the length dimension of the object to be measured at the standard temperature by L, the amount of temperature change from the standard temperature (temperature at the time of measurement-standard temperature) by ΔT, and the temperature of the object to be measured by ΔT from the standard temperature. It is obtained by the following equation (1), where ΔL is the amount of change in the length dimension (the amount of linear expansion) when the temperature is increased.
Figure 2021063776

式(1)において、ΔL/Lは、10−5オーダーとなるため、ΔL/Lの値の精度を上げるためには、ΔLの精度が重要となる。
そこで、特許文献1は、恒温槽および三次元測定機を用いて線膨張量ΔLを測定する方法を開示している。特許文献1の方法では、被測定物を恒温槽内に配置し、被測定物の温度を任意の設定温度で安定させ、三次元測定機が有するプローブのスタイラスを恒温槽の内部に挿入して被測定物の長さ寸法を測定する。そして、複数の設定温度間における被測定物の長さ寸法の差に基づいて線膨張量ΔLを計算する。
In the equation (1), ΔL / L is on the order of 10-5 , so the accuracy of ΔL is important in order to improve the accuracy of the value of ΔL / L.
Therefore, Patent Document 1 discloses a method of measuring the linear expansion amount ΔL using a constant temperature bath and a three-dimensional measuring machine. In the method of Patent Document 1, the object to be measured is placed in a constant temperature bath, the temperature of the object to be measured is stabilized at an arbitrary set temperature, and the stylus of the probe of the coordinate measuring machine is inserted into the constant temperature bath. Measure the length dimension of the object to be measured. Then, the linear expansion amount ΔL is calculated based on the difference in the length dimension of the object to be measured between the plurality of set temperatures.

特開2017−62192号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-62192

ところで、特許文献1では、恒温槽の内部温度が任意の設定温度に向かって変化している間、スタイラスは、恒温槽の外側で待機しており、恒温槽の外側の環境温度に慣らされている。このため、スタイラスは、恒温槽に挿入されたとき、自身の温度とは大きく異なる温度環境に急に晒される可能性がある。このような場合、被測定物の長さ寸法を測定している間にスタイラスが熱膨張したり、スタイラスを含んだプローブの特性が熱で変化したりする事態が生じ、正確な長さ寸法を測定できず、線膨張係数の精度が低下する恐れがある。 By the way, in Patent Document 1, while the internal temperature of the constant temperature bath is changing toward an arbitrary set temperature, the stylus stands by outside the constant temperature bath and is accustomed to the environmental temperature outside the constant temperature bath. There is. Therefore, when the stylus is inserted into a constant temperature bath, it may be suddenly exposed to a temperature environment that is significantly different from its own temperature. In such a case, the stylus may thermally expand while the length dimension of the object to be measured is being measured, or the characteristics of the probe containing the stylus may change due to heat. It cannot be measured, and the accuracy of the coefficient of linear expansion may decrease.

本発明の目的は、線膨張係数を高精度に測定できる線膨張係数測定方法および線膨張係数測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a linear expansion coefficient measuring method and a linear expansion coefficient measuring device capable of measuring a linear expansion coefficient with high accuracy.

本発明の線膨張係数測定方法は、被測定物の線膨張係数を測定する線膨張係数測定方法であって、恒温槽に対して設定温度を順次設定する設定ステップと、前記恒温槽の槽内温度が前記設定温度で安定している間、座標測定装置のスタイラスを前記恒温槽に挿入して前記被測定物を検出する検出ステップと、前記恒温槽の槽内温度が変化している間、前記スタイラスを前記恒温槽に挿入する慣らしステップと、を実施することを特徴とする。 The linear expansion coefficient measuring method of the present invention is a linear expansion coefficient measuring method for measuring the linear expansion coefficient of an object to be measured, and includes a setting step of sequentially setting a set temperature with respect to a constant temperature bath and a inside of the constant temperature bath. While the temperature is stable at the set temperature, the detection step of inserting the stylus of the coordinate measuring device into the constant temperature bath to detect the object to be measured, and while the temperature inside the constant temperature bath is changing. It is characterized by carrying out a break-in step of inserting the stylus into the constant temperature bath.

このような方法では、恒温槽の槽内温度が設定温度に向かって変化している間、スタイラスを恒温槽に挿入する慣らしステップを実施することにより、スタイラスの温度が槽内温度の変化を追って変化する。これにより、検出ステップが開始する前に、スタイラスの温度を設定温度に近い温度に到達させることができる。
従って、検出ステップの開始時、スタイラスが自身の温度と大きく異なる温度環境に晒されることがなく、スタイラスの温度が急激に変化することを回避できる。これにより、検出ステップを実施している間、スタイラスが熱膨張したり、スタイラスを含むプローブの特性が大きく変化したりすることを抑制できるため、検出ステップによる測定精度が向上し、線膨張係数を高精度に測定できる。
また、恒温槽の槽内温度と外側の環境温度との差が大きい場合であっても、スタイラスを槽内温度に対して徐々に慣らすことができるため、プローブが熱的な衝撃を受けることを回避できる。これにより、プローブにおいて熱膨張率の差異による故障が生じることを抑制できる。
さらに、本発明の線膨張係数測定方法によれば、槽内温度が設定温度で安定した後にスタイラスを恒温槽に挿入して槽内温度に慣らす例と比較して、全体的な測定時間を短縮することができる。
In such a method, the temperature of the stylus follows the change in the temperature inside the stylus by performing a break-in step of inserting the stylus into the constant temperature bath while the temperature inside the stylus is changing toward the set temperature. Change. This allows the temperature of the stylus to reach a temperature close to the set temperature before the detection step begins.
Therefore, at the start of the detection step, the stylus is not exposed to a temperature environment significantly different from its own temperature, and it is possible to avoid a sudden change in the temperature of the stylus. As a result, it is possible to prevent the stylus from thermally expanding and the characteristics of the probe including the stylus from being significantly changed during the detection step, so that the measurement accuracy by the detection step is improved and the coefficient of linear expansion is increased. Can be measured with high accuracy.
In addition, even when the difference between the temperature inside the constant temperature bath and the ambient temperature outside is large, the stylus can be gradually acclimatized to the temperature inside the tank, so that the probe is subjected to thermal impact. It can be avoided. As a result, it is possible to prevent the probe from failing due to the difference in the coefficient of thermal expansion.
Further, according to the linear expansion coefficient measuring method of the present invention, the overall measurement time is shortened as compared with the example in which the stylus is inserted into the constant temperature bath to acclimatize to the tank temperature after the tank temperature stabilizes at the set temperature. can do.

本発明の線膨張係数測定方法は、前記恒温槽の槽内温度が変化している間、前記スタイラスを前記恒温槽に挿入する前記慣らしステップと、前記スタイラスを前記恒温槽から退避させる退避ステップとを交互に実施することが好ましい。
このような方法によれば、スタイラスの温度が槽内温度の変化を追って段階的に変化するため、スタイラスの急激な温度変化をより好適に回避できる。また、スタイラスを恒温槽から退避させている間、恒温槽の開口部を閉じることにより、恒温槽の槽内温度が設定温度で安定するまでにかかる時間を短縮できる。
The method for measuring the coefficient of linear expansion of the present invention includes the break-in step of inserting the stylus into the constant temperature bath and the evacuation step of retracting the stylus from the constant temperature bath while the temperature inside the constant temperature bath is changing. It is preferable to carry out alternately.
According to such a method, since the temperature of the stylus changes stepwise according to the change in the temperature in the tank, it is possible to more preferably avoid a sudden temperature change of the stylus. Further, by closing the opening of the constant temperature bath while the stylus is retracted from the constant temperature bath, the time required for the temperature inside the constant temperature bath to stabilize at the set temperature can be shortened.

本発明の線膨張係数測定方法は、前記慣らしステップにより前記スタイラスが前記恒温槽に挿入されている間、前記スタイラスを用いて前記被測定物を検出する仮検出ステップをさらに実施することが好ましい。
このような方法によれば、恒温槽の槽内温度が変化している間の被測定物を検出し、その検出結果の時間的推移を確認することができる。仮検出ステップにより得られる情報は、測定の参考情報として利用したり、検出ステップを開始する時期を決定するために利用したりできる。
In the method for measuring the coefficient of linear expansion of the present invention, it is preferable to further carry out a temporary detection step of detecting the object to be measured using the stylus while the stylus is inserted into the constant temperature bath by the break-in step.
According to such a method, it is possible to detect the object to be measured while the temperature inside the constant temperature bath is changing, and to confirm the temporal transition of the detection result. The information obtained by the tentative detection step can be used as reference information for measurement or to determine when to start the detection step.

本発明の線膨張係数測定方法において、前記検出ステップは、前記仮検出ステップによる検出結果の時間的推移が安定した後に開始されることが好ましい。
このような方法によれば、被測定物の長さ寸法が安定してから検出ステップを実施できるため、線膨張係数をより高精度に測定できる。また、被測定物の形状、長さ、体積または熱容量の違いに応じて、検出ステップの開始タイミングを適切に決定することができ、不要な待機時間を省略できる。
なお、仮検出ステップによる検出結果の時間的推移が安定したか否かについては、例えば、前回の仮検出ステップによる検出結果と、今回の仮検出ステップによる検出結果との差異が、予め設定された閾値以下であるか否かに基づいて判断できる。
In the method for measuring the coefficient of linear expansion of the present invention, it is preferable that the detection step is started after the temporal transition of the detection result by the provisional detection step is stable.
According to such a method, since the detection step can be performed after the length dimension of the object to be measured is stabilized, the coefficient of linear expansion can be measured with higher accuracy. Further, the start timing of the detection step can be appropriately determined according to the difference in the shape, length, volume or heat capacity of the object to be measured, and unnecessary waiting time can be omitted.
Regarding whether or not the temporal transition of the detection result by the provisional detection step is stable, for example, the difference between the detection result by the previous provisional detection step and the detection result by the current provisional detection step is set in advance. It can be judged based on whether or not it is below the threshold value.

本発明は、被測定物の線膨張係数を測定する線膨張係数測定装置であって、槽内温度を設定温度に調整し、かつ、前記被測定物を収容する恒温槽と、前記恒温槽に挿入されて前記被測定物を検出するプローブと、前記プローブを移動させる移動機構と、前記移動機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記恒温槽の槽内温度が変化している間、前記プローブのスタイラスを前記恒温槽に挿入するように、前記移動機構を制御することを特徴とする。
このような線膨張係数測定装置によれば、本発明の線膨張係数測定方法に関して前述した効果と同様の効果を得られる。
The present invention is a linear expansion coefficient measuring device for measuring the linear expansion coefficient of an object to be measured, in which a constant temperature bath for adjusting the temperature inside the tank to a set temperature and accommodating the object to be measured and the constant temperature bath. A probe that is inserted to detect the object to be measured, a moving mechanism that moves the probe, and a control unit that controls the moving mechanism are provided, and the control unit changes the temperature inside the constant temperature bath. While, the moving mechanism is controlled so that the stylus of the probe is inserted into the constant temperature bath.
According to such a linear expansion coefficient measuring device, the same effect as the above-mentioned effect can be obtained with respect to the linear expansion coefficient measuring method of the present invention.

本発明の一実施形態に係る線膨張係数測定装置を示す斜視図。The perspective view which shows the linear expansion coefficient measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 前記実施形態に係る線膨張係数測定装置の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the functional structure of the linear expansion coefficient measuring apparatus which concerns on the said embodiment. 前記実施形態の被測定物であるステップゲージを示す斜視図。The perspective view which shows the step gauge which is the object to be measured of the said embodiment. 前記実施形態の線膨張係数測定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the linear expansion coefficient measurement method of the said embodiment. 前記実施形態の測定動作を説明するための図。The figure for demonstrating the measurement operation of the said embodiment. 前記実施形態の温度指令、槽内温度、測定動作の時間的推移の例を示す図。The figure which shows the example of the time transition of the temperature command, the temperature in a tank, and the measurement operation of the said embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、寸法基準器であるステップゲージを被測定物として、このステップゲージの線膨張係数αを測定する例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the linear expansion coefficient α of the step gauge is measured using the step gauge, which is a dimensional reference device, as an object to be measured will be described.

図1に示すように、本実施形態の線膨張係数測定装置1は、被測定物であるステップゲージ10の寸法を測定する三次元測定機20と、ステップゲージ10を収容する恒温槽30と、制御装置60と、備えている。 As shown in FIG. 1, the linear expansion coefficient measuring device 1 of the present embodiment includes a three-dimensional measuring machine 20 for measuring the dimensions of a step gauge 10 as an object to be measured, a constant temperature bath 30 for accommodating the step gauge 10. It is provided with a control device 60.

三次元測定機20は、プローブ21と、プローブ21を移動させるためのプローブ移動機構22とを備えている。プローブ移動機構22は、定盤23の上面に設けられたコラム24と、コラム24に設けられたクロスバー25と、クロスバー25に支持されたヘッド26と、ヘッド26に設置されたラム27とを含んで構成されている。ラム27の先端には、プローブ21が支持されている。 The coordinate measuring machine 20 includes a probe 21 and a probe moving mechanism 22 for moving the probe 21. The probe moving mechanism 22 includes a column 24 provided on the upper surface of the surface plate 23, a crossbar 25 provided on the column 24, a head 26 supported by the crossbar 25, and a ram 27 installed on the head 26. Is configured to include. A probe 21 is supported at the tip of the ram 27.

コラム24、ヘッド26およびラム27は、それぞれモータ等に駆動されることにより、各軸方向に移動可能である。具体的には、コラム24が定盤23に対してY軸方向に移動自在であり、ヘッド26がクロスバー25に対してX軸方向に移動自在であり、ラム27がヘッド26に対してZ軸方向に移動自在である。プローブ21は、このような3軸移動により、定盤23に対して三次元移動することが可能である。
プローブ21は、被測定物に接触するためのスタイラス211を有している。三次元測定機20は、スタイラス211が被測定物に接触したときのプローブ21の三次元座標を制御装置60に出力する。
The column 24, the head 26, and the ram 27 can be moved in each axial direction by being driven by a motor or the like. Specifically, the column 24 is movable in the Y-axis direction with respect to the surface plate 23, the head 26 is movable in the X-axis direction with respect to the crossbar 25, and the ram 27 is Z with respect to the head 26. It is movable in the axial direction. The probe 21 can move three-dimensionally with respect to the surface plate 23 by such three-axis movement.
The probe 21 has a stylus 211 for contacting the object to be measured. The coordinate measuring machine 20 outputs the three-dimensional coordinates of the probe 21 when the stylus 211 comes into contact with the object to be measured to the control device 60.

恒温槽30は、容器状の収容部31と、収容部31の上側開口を塞ぐ天板部32とを有している。収容部31および天板部32は、外部空間に対して熱的に遮断される内部空間を区画している。天板部32には、複数の開口部33と、各開口部33を開閉可能な複数の蓋体34とが設けられている。 The constant temperature bath 30 has a container-shaped accommodating portion 31 and a top plate portion 32 that closes the upper opening of the accommodating portion 31. The accommodating portion 31 and the top plate portion 32 partition an internal space that is thermally shielded from the external space. The top plate portion 32 is provided with a plurality of openings 33 and a plurality of lids 34 capable of opening and closing each opening 33.

また、図2に示すように、恒温槽30は、内部空間の温度(槽内温度)を検出する温度センサ35と、槽内温度を任意の設定温度で一定に保つための温度調整機構36と、蓋体34を開閉動作させるための蓋体開閉機構37とを有している。温度センサ35は、検出した槽内温度の情報を温度調整機構36および制御装置60にそれぞれ出力する。温度調整機構36は、例えば冷却器またはヒーターなどを含んで構成され、設定温度に基づいて槽内温度を調整し安定させる機能を有する。蓋体開閉機構37は、例えばモータ等を含んで構成され、制御装置60により制御されることで、蓋体34を開閉させる。 Further, as shown in FIG. 2, the constant temperature bath 30 includes a temperature sensor 35 that detects the temperature of the internal space (temperature inside the tank) and a temperature adjusting mechanism 36 for keeping the temperature inside the tank constant at an arbitrary set temperature. It also has a lid opening / closing mechanism 37 for opening / closing the lid 34. The temperature sensor 35 outputs the detected information on the temperature inside the tank to the temperature adjusting mechanism 36 and the control device 60, respectively. The temperature adjusting mechanism 36 is configured to include, for example, a cooler or a heater, and has a function of adjusting and stabilizing the temperature inside the tank based on the set temperature. The lid opening / closing mechanism 37 includes, for example, a motor and the like, and is controlled by the control device 60 to open / close the lid 34.

また、図3に示すように、恒温槽30の内部空間には、被測定物であるステップゲージ10と、ステップゲージ10を比較測定するための基準となる基準ブロックゲージ40と、これらを支持する支持ユニット50とが収容される。 Further, as shown in FIG. 3, in the internal space of the constant temperature bath 30, a step gauge 10 which is an object to be measured and a reference block gauge 40 which is a reference for comparative measurement of the step gauge 10 and these are supported. The support unit 50 and the support unit 50 are housed.

ステップゲージ10は、Lt方向に長さを有する角柱状の本体部13と、本体部13の上面にLt方向に沿って設けられた複数の凸部14とを有している。Lt方向の一端部に配置される凸部14は、第1表面11を有しており、Lt方向の他端部に配置される凸部14は、第2表面12を有している。ステップゲージ10の長さ寸法Drは、これら第1表面11および第2表面12間の距離として規定される。 The step gauge 10 has a prismatic main body portion 13 having a length in the Lt direction, and a plurality of convex portions 14 provided on the upper surface of the main body portion 13 along the Lt direction. The convex portion 14 arranged at one end in the Lt direction has a first surface 11, and the convex portion 14 arranged at the other end in the Lt direction has a second surface 12. The length dimension Dr of the step gauge 10 is defined as the distance between the first surface 11 and the second surface 12.

基準ブロックゲージ40は、Lr方向に長さを有するブロックゲージであり、Lr方向の両側端部において第1基準表面41および第2基準表面42を有する。基準ブロックゲージ40の長さ寸法Drxは、第1基準表面41および第2基準表面42間の距離として規定される。また、基準ブロックゲージ40は、その長さ寸法Drxが既知であり、かつ、ステップゲージ10の公称寸法より短いものが使用される。
また、基準ブロックゲージ40の材質は、恒温槽30に設定される所定の温度範囲において、精度的に無視し得る程度の極低膨張係数ないしゼロ膨張係数を有するものである。あるいは、基準ブロックゲージ40の材質は、正確な線膨張係数が既知であり、高精度な温度補正が可能なものであってもよい。
The reference block gauge 40 is a block gauge having a length in the Lr direction, and has a first reference surface 41 and a second reference surface 42 at both end portions in the Lr direction. The length dimension Drx of the reference block gauge 40 is defined as the distance between the first reference surface 41 and the second reference surface 42. Further, as the reference block gauge 40, a gauge whose length dimension Drx is known and shorter than the nominal dimension of the step gauge 10 is used.
Further, the material of the reference block gauge 40 has an extremely low expansion coefficient or a zero expansion coefficient that can be accurately ignored in a predetermined temperature range set in the constant temperature bath 30. Alternatively, the material of the reference block gauge 40 may be one in which an accurate coefficient of linear expansion is known and high-precision temperature correction is possible.

支持ユニット50は、剛性の高い底板部51と、底板部51上にそれぞれ設置された被測定物支持台52および基準ゲージ支持台53とを備えている。被測定物支持台52は、ステップゲージ10のLt方向の伸縮を許容するようにステップゲージ10を支持し、基準ゲージ支持台53は、ステップゲージ10の上側において基準ブロックゲージ40を支持する。 The support unit 50 includes a highly rigid bottom plate portion 51, an object support base 52 and a reference gauge support base 53, which are installed on the bottom plate portion 51, respectively. The object support 52 to be measured supports the step gauge 10 so as to allow expansion and contraction of the step gauge 10 in the Lt direction, and the reference gauge support 53 supports the reference block gauge 40 above the step gauge 10.

図2に示すように、制御装置60は、例えばパーソナルコンピューター等のコンピューターにより構成されており、演算部61と記憶部62とを備えている。演算部61は、記憶部62に記憶されている各種プログラムを読み込み実行することで各種処理を実施する。具体的には、演算部61は、プローブ移動機構22を制御するプローブ制御部63と、被測定物の線膨張係数αを算出する線膨張係数算出部64と、恒温槽30に対して設定温度を指令する温度指令部65と、恒温槽30の蓋体開閉機構37を制御する蓋体制御部66とを有している。各構成の具体的な機能については、後述にて説明する。 As shown in FIG. 2, the control device 60 is composed of a computer such as a personal computer, and includes a calculation unit 61 and a storage unit 62. The calculation unit 61 executes various processes by reading and executing various programs stored in the storage unit 62. Specifically, the calculation unit 61 sets the temperature for the probe control unit 63 that controls the probe movement mechanism 22, the linear expansion coefficient calculation unit 64 that calculates the linear expansion coefficient α of the object to be measured, and the constant temperature bath 30. It has a temperature command unit 65 that commands the temperature command unit 65, and a lid body control unit 66 that controls the lid body opening / closing mechanism 37 of the constant temperature bath 30. The specific functions of each configuration will be described later.

〔線膨張係数の測定動作〕
図4には、線膨張係数測定装置1を用いてステップゲージ10の線膨張係数αを測定する手順が示されている。
まず、測定者が、被測定物であるステップゲージ10と、基準ブロックゲージ40とを、恒温槽30内にそれぞれ設置する(ステップS1)。具体的には、恒温槽30の内部に底板部51および被測定物支持台52を設置し、被測定物支持台52にステップゲージ10を支持させる。その後、恒温槽30の内部に基準ゲージ支持台53を設置し、基準ゲージ支持台53に基準ブロックゲージ40を支持させる。
[Measurement operation of coefficient of linear expansion]
FIG. 4 shows a procedure for measuring the linear expansion coefficient α of the step gauge 10 using the linear expansion coefficient measuring device 1.
First, the measurer installs the step gauge 10 and the reference block gauge 40, which are the objects to be measured, in the constant temperature bath 30 (step S1). Specifically, the bottom plate portion 51 and the object to be measured support 52 are installed inside the constant temperature bath 30, and the step gauge 10 is supported by the object support 52 to be measured. After that, a reference gauge support base 53 is installed inside the constant temperature bath 30, and the reference gauge support base 53 supports the reference block gauge 40.

次に、測定者は、制御装置60に対して、三次元測定機20による測定長さおよび恒温槽30に対する複数の設定温度などを含む測定条件を入力する(ステップS2)。これにより、線膨張係数測定装置1は、測定動作を開始する。 Next, the measurer inputs the measurement conditions including the measurement length by the coordinate measuring machine 20 and a plurality of set temperatures for the constant temperature bath 30 to the control device 60 (step S2). As a result, the coefficient of linear expansion measuring device 1 starts the measuring operation.

測定動作開始後、温度指令部65は、入力された測定条件のうち、測定未実施のいずれかの設定温度に関する温度指令を恒温槽30に対して出力する(ステップS3;本発明の設定ステップ)。これにより、恒温槽30の温度調整機構36は、設定温度に基づいて槽内温度の調整を開始する。なお、線膨張係数測定装置1の測定動作開始時点で、恒温槽30の蓋体34は全て閉じられているものとする。 After the start of the measurement operation, the temperature command unit 65 outputs a temperature command regarding the set temperature of any of the input measurement conditions that have not been measured to the constant temperature bath 30 (step S3; setting step of the present invention). .. As a result, the temperature adjusting mechanism 36 of the constant temperature bath 30 starts adjusting the temperature inside the tank based on the set temperature. It is assumed that all the lids 34 of the constant temperature bath 30 are closed at the start of the measurement operation of the linear expansion coefficient measuring device 1.

ステップS3の後、プローブ制御部63は、所定の待機時間twが経過しているか否かを判断し(ステップS4)、Yesの場合、ステップS5に移行し、Noの場合、ステップS4に戻る。すなわち、プローブ制御部63は、待機時間twが経過するまでステップS4を繰り返す。
なお、待機時間twは、例えば予め設定された任意の時間であり、温度指令の出力時点または後述する仮測定の終了時点からカウントされる。
After step S3, the probe control unit 63 determines whether or not the predetermined waiting time tw has elapsed (step S4), and if Yes, the process proceeds to step S5, and if No, the process returns to step S4. That is, the probe control unit 63 repeats step S4 until the waiting time tw elapses.
The standby time tw is, for example, an arbitrary time set in advance, and is counted from the output time of the temperature command or the end time of the provisional measurement described later.

ステップS5では、プローブ制御部63がプローブ移動機構22に対して測定動作指令を出力し、プローブ21を制御する。これにより、プローブ21は、ステップゲージ10および基準ブロックゲージ40の各長さ寸法を測定(仮測定)する動作を行う。また、蓋体制御部66は、プローブ21の動作に応じて蓋体開閉機構37を制御し、蓋体34を開閉させる。 In step S5, the probe control unit 63 outputs a measurement operation command to the probe moving mechanism 22 to control the probe 21. As a result, the probe 21 performs an operation of measuring (provisionally measuring) each length dimension of the step gauge 10 and the reference block gauge 40. Further, the lid body control unit 66 controls the lid body opening / closing mechanism 37 according to the operation of the probe 21 to open / close the lid body 34.

ステップS5の仮測定におけるプローブ21および蓋体34の各動作は、後のステップで行う本測定と同様である。ここで、仮測定におけるプローブ21および蓋体34の各動作について、図5を参照して具体的に説明する。
まず、恒温槽30の一方側に配置された蓋体34が開き、スタイラス211が開口部33を介して恒温槽30に挿入し、プローブ21がステップゲージ10の第1表面11ならびに凸部14の上面および側面を接触検出する。これに続き、プローブ21は、基準ブロックゲージ40の第1基準表面41ならびに隣接する上面および側面を接触検出する。その後、スタイラス211は恒温槽30から退避し、開状態であった蓋体34が閉じる。
次いで、恒温槽30の他方側に配置された蓋体34が開き、スタイラス211が開口部33を介して恒温槽30に挿入し、プローブ21がステップゲージ10の第2表面12および基準ブロックゲージ40の第2基準表面42をそれぞれ接触検出する。その後、スタイラス211は恒温槽30から退避し、開状態であった蓋体34が閉じる。
Each operation of the probe 21 and the lid 34 in the provisional measurement in step S5 is the same as the main measurement performed in a later step. Here, each operation of the probe 21 and the lid 34 in the provisional measurement will be specifically described with reference to FIG.
First, the lid 34 arranged on one side of the constant temperature bath 30 is opened, the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 through the opening 33, and the probe 21 is inserted into the first surface 11 and the convex portion 14 of the step gauge 10. Contact detection of top and side surfaces. Following this, the probe 21 contacts and detects the first reference surface 41 of the reference block gauge 40 and the adjacent top and side surfaces. After that, the stylus 211 is retracted from the constant temperature bath 30, and the lid 34, which has been in the open state, closes.
Next, the lid 34 arranged on the other side of the constant temperature bath 30 is opened, the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 through the opening 33, and the probe 21 is the second surface 12 of the step gauge 10 and the reference block gauge 40. The second reference surface 42 of the above is contact-detected. After that, the stylus 211 is retracted from the constant temperature bath 30, and the lid 34, which has been in the open state, closes.

また、ステップS5では、線膨張係数算出部64が、上述のプローブ21による検出結果に基づいて、ステップゲージ10の第1表面11および第2表面12の各中心位置の三次元座標、ステップゲージ10の向き、基準ブロックゲージ40の第1基準表面41および第2基準表面42の各中心位置の三次元座標、ならびに、基準ブロックゲージ40の向きを算出する。そして、線膨張係数算出部64は、第1表面11の中心位置と第1基準表面41の中心位置との距離、第2表面12の中心位置と第2基準表面42の中心位置との距離に基づいて、第1表面11と第2表面12との距離を算出する。
以上のステップS5の仮測定により、槽内温度が変化している間のステップゲージ10の長さ寸法が測定される。
Further, in step S5, the linear expansion coefficient calculation unit 64 determines the three-dimensional coordinates of the center positions of the first surface 11 and the second surface 12 of the step gauge 10 and the step gauge 10 based on the detection result by the probe 21 described above. The three-dimensional coordinates of the center positions of the first reference surface 41 and the second reference surface 42 of the reference block gauge 40, and the orientation of the reference block gauge 40 are calculated. Then, the linear expansion coefficient calculation unit 64 determines the distance between the center position of the first surface 11 and the center position of the first reference surface 41, and the distance between the center position of the second surface 12 and the center position of the second reference surface 42. Based on this, the distance between the first surface 11 and the second surface 12 is calculated.
By the above provisional measurement in step S5, the length dimension of the step gauge 10 while the temperature inside the tank is changing is measured.

なお、ステップS5の仮測定において、スタイラス211が恒温槽30に挿入する動作は、本発明の慣らしステップに相当し、スタイラス211が恒温槽30から退避する動作は、本発明の退避ステップに相当し、プローブ21がステップゲージ10を接触検出する動作は、本発明の仮検出ステップに相当し、線膨張係数算出部64がステップゲージ10の長さ寸法を算出する処理は、本発明の仮算出ステップに相当する。 In the provisional measurement of step S5, the operation of inserting the stylus 211 into the constant temperature bath 30 corresponds to the break-in step of the present invention, and the operation of the stylus 211 retracting from the constant temperature bath 30 corresponds to the withdrawal step of the present invention. The operation of the probe 21 for contact detecting the step gauge 10 corresponds to the provisional detection step of the present invention, and the process of calculating the length dimension of the step gauge 10 by the linear expansion coefficient calculation unit 64 is the provisional calculation step of the present invention. Corresponds to.

仮測定が終了した後、プローブ制御部63は、温度センサ35の出力に基づいて恒温槽30の槽内温度が設定温度で安定しているか否かを判断する(ステップS6)。そして、ステップS6においてYesの場合、仮測定による測定結果(ステップゲージ10の長さ寸法)の時間的推移が安定しているか否かを判断する(ステップS7)。ステップS7においてYesの場合に、ステップS8に移行する。 After the tentative measurement is completed, the probe control unit 63 determines whether or not the temperature inside the constant temperature bath 30 is stable at the set temperature based on the output of the temperature sensor 35 (step S6). Then, in the case of Yes in step S6, it is determined whether or not the temporal transition of the measurement result (length dimension of the step gauge 10) by the provisional measurement is stable (step S7). If Yes in step S7, the process proceeds to step S8.

一方、ステップS6またはステップS7においてNoの場合、ステップS4に戻る。これにより、恒温槽30の槽内温度が設定温度で安定し、かつ、仮測定による測定結果の時間的推移が安定するまで仮測定が繰り返される。 On the other hand, if No in step S6 or step S7, the process returns to step S4. As a result, the tentative measurement is repeated until the temperature inside the constant temperature tub 30 is stable at the set temperature and the temporal transition of the measurement result by the tentative measurement is stable.

なお、ステップS6において、槽内温度が安定しているか否かについては、例えば、所定時間毎の槽内温度の変化幅が予め設定された範囲以内であるか否かに基づいて判断できる。
また、ステップS7において、仮測定の測定結果の時間的推移が安定しているか否かについては、例えば、前回の仮測定の測定結果と今回の仮測定の測定結果との差異が、予め設定された閾値以下であるか否かに基づいて判断できる。
In step S6, whether or not the temperature inside the tank is stable can be determined based on, for example, whether or not the range of change in the temperature inside the tank at predetermined time intervals is within a preset range.
Further, in step S7, regarding whether or not the temporal transition of the measurement result of the provisional measurement is stable, for example, the difference between the measurement result of the previous provisional measurement and the measurement result of the current provisional measurement is set in advance. It can be judged based on whether or not it is below the threshold value.

ステップS8では、上述した仮測定と同様の動作および処理によって、本測定(本発明の検出ステップ)が実施される。この本測定により、現在の設定温度でのステップゲージ10の長さ寸法が測定される。本測定により測定されたステップゲージ10の長さ寸法は、現在の設定温度に関連付けて記憶部62に記憶される。 In step S8, the present measurement (detection step of the present invention) is carried out by the same operation and processing as the above-mentioned provisional measurement. By this main measurement, the length dimension of the step gauge 10 at the current set temperature is measured. The length dimension of the step gauge 10 measured by this measurement is stored in the storage unit 62 in association with the current set temperature.

次いで、温度指令部65は、入力された設定条件のうち、測定未実施の設定温度が存在するか否か、すなわち現在の設定温度を変更する必要があるか否かを判断する(ステップS9)。そして、ステップS9においてYesの場合には、ステップS3に戻り、次の設定温度に関する温度指令を恒温槽30に対して出力する。これにより、次の設定温度に基づく上述のステップS4〜S8が繰り返される。一方、ステップS9においてNoの場合には、ステップS10に移行する。 Next, the temperature command unit 65 determines whether or not there is a set temperature that has not been measured, that is, whether or not it is necessary to change the current set temperature among the input setting conditions (step S9). .. Then, in the case of Yes in step S9, the process returns to step S3, and a temperature command regarding the next set temperature is output to the constant temperature bath 30. As a result, the above steps S4 to S8 based on the next set temperature are repeated. On the other hand, if No in step S9, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、線膨張係数算出部64が、各設定温度に関連づいたステップゲージ10の長さ寸法に基づき、ステップゲージ10の線膨張係数αを算出する。なお、線膨張係数αの算出方法については、従来技術と同様の方法を利用できる。 In step S10, the linear expansion coefficient calculation unit 64 calculates the linear expansion coefficient α of the step gauge 10 based on the length dimension of the step gauge 10 associated with each set temperature. As for the method of calculating the coefficient of linear expansion α, the same method as in the prior art can be used.

〔効果〕
本実施形態の効果について、図6に示す例を参照しながら説明する。図6は、例えば設定温度T1〜T3(T1<T2<T3)が設定された場合の時間経過に対する温度指令、槽内温度および測定動作指令についてに示す図である。
〔effect〕
The effect of this embodiment will be described with reference to the example shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing temperature commands, tank temperature, and measurement operation commands for the passage of time when set temperatures T1 to T3 (T1 <T2 <T3) are set, for example.

図6に示すように、線膨張係数測定装置1では、設定温度T1〜T3に応じた温度指令が順次出力されることにより、恒温槽30の槽内温度は、複数の設定温度T1〜T3に順次設定される。
このような線膨張係数測定装置1では、恒温槽30の槽内温度が各設定温度T1〜T3で安定している間、測定動作指令が出力されることにより、本測定が実施される。これにより、線膨張係数αを算出するためのデータが取得される。
As shown in FIG. 6, in the linear expansion coefficient measuring device 1, the temperature inside the constant temperature bath 30 is set to a plurality of set temperatures T1 to T3 by sequentially outputting temperature commands corresponding to the set temperatures T1 to T3. It is set sequentially.
In such a linear expansion coefficient measuring device 1, this measurement is carried out by outputting a measurement operation command while the temperature inside the constant temperature bath 30 is stable at each set temperature T1 to T3. As a result, data for calculating the coefficient of linear expansion α is acquired.

また、線膨張係数測定装置1では、恒温槽30の槽内温度が設定温度T1〜T3に向かって変化している間、測定動作指令が出力されることにより、仮測定が実施される。すなわち、線膨張係数測定装置1は、槽内温度が変化している間、スタイラス211を恒温槽30に挿入する慣らしステップを実施する。これにより、スタイラス211の温度を、槽内温度の変化を追って変化させ、本測定が開始する前に、設定温度T1〜T3に近い温度に到達させることができる。 Further, in the linear expansion coefficient measuring device 1, provisional measurement is performed by outputting a measurement operation command while the temperature inside the constant temperature bath 30 is changing toward the set temperatures T1 to T3. That is, the linear expansion coefficient measuring device 1 carries out a break-in step of inserting the stylus 211 into the constant temperature bath 30 while the temperature inside the tank is changing. As a result, the temperature of the stylus 211 can be changed according to the change in the temperature inside the tank to reach a temperature close to the set temperatures T1 to T3 before the main measurement is started.

従って、本測定の開始時、スタイラス211が自身の温度と大きく異なる温度環境に晒されることがなく、スタイラス211の温度が急激に変化することを回避できる。よって、本測定を実施している間、スタイラス211が熱膨張したり、プローブ21の特性が大きく変化したりすることを抑制できる。このため、本測定による測定精度が向上し、線膨張係数αを高精度に測定できる。
また、恒温槽30の槽内温度と外側の環境温度との差が大きい場合であっても、スタイラス211を槽内温度に対して徐々に慣らすことができるため、プローブ21が熱的な衝撃を受けることを回避できる。これにより、プローブ21において熱膨張率の差異による故障が生じることを抑制できる。
さらに、本実施形態は、槽内温度が設定温度で安定した後からスタイラスを恒温槽30に挿入して槽内温度に慣らす例と比較した場合、全体的な測定時間を短縮することができる。
Therefore, at the start of this measurement, the stylus 211 is not exposed to a temperature environment significantly different from its own temperature, and it is possible to avoid a sudden change in the temperature of the stylus 211. Therefore, it is possible to prevent the stylus 211 from thermally expanding and the characteristics of the probe 21 from being significantly changed during the main measurement. Therefore, the measurement accuracy by this measurement is improved, and the coefficient of linear expansion α can be measured with high accuracy.
Further, even when the difference between the temperature inside the constant temperature bath 30 and the outside environmental temperature is large, the stylus 211 can be gradually acclimatized to the temperature inside the tank, so that the probe 21 receives a thermal impact. You can avoid receiving it. As a result, it is possible to prevent the probe 21 from failing due to the difference in the coefficient of thermal expansion.
Further, in the present embodiment, the overall measurement time can be shortened as compared with the example in which the stylus is inserted into the constant temperature bath 30 to acclimatize to the temperature inside the tank after the temperature inside the tank has stabilized at the set temperature.

線膨張係数測定装置1では、恒温槽30の槽内温度が変化している間、仮測定が任意の時間間隔で繰り返し実施される。なお、本実施形態の仮測定は、スタイラス211を恒温槽30に挿入する慣らしステップと、スタイラス211を恒温槽30から退避させる退避ステップとを含んだものであり、仮測定が繰り返し実施されるということは、慣らしステップと退避ステップとが交互に実施されることを意味する。
このような方法によれば、スタイラス211の温度が槽内温度の変化を追って段階的に変化するため、スタイラス211の急激な温度変化をより好適に回避できる。
In the linear expansion coefficient measuring device 1, provisional measurement is repeatedly performed at arbitrary time intervals while the temperature inside the constant temperature bath 30 is changing. The provisional measurement of the present embodiment includes a break-in step of inserting the stylus 211 into the constant temperature bath 30 and a retracting step of retracting the stylus 211 from the constant temperature bath 30, and the provisional measurement is repeatedly performed. This means that the break-in step and the evacuation step are alternately performed.
According to such a method, since the temperature of the stylus 211 changes stepwise according to the change of the temperature in the tank, a sudden temperature change of the stylus 211 can be more preferably avoided.

本実施形態の仮測定では、慣らしステップによりスタイラス211が恒温槽30に挿入されている間、スタイラス211を用いてステップゲージ10を検出する仮検出ステップが実施される。これにより、槽内温度が変化している間のステップゲージ10の長さ寸法の時間的推移を確認することができる。この仮検出ステップにより得られる情報は、測定の参考情報として利用したり、本測定への移行時期を決定するために利用したりできる。 In the provisional measurement of the present embodiment, a provisional detection step of detecting the step gauge 10 using the stylus 211 is carried out while the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 by the break-in step. Thereby, it is possible to confirm the temporal transition of the length dimension of the step gauge 10 while the temperature in the tank is changing. The information obtained by this provisional detection step can be used as reference information for measurement or for determining the transition time to this measurement.

例えば、本実施形態のステップS9では、仮測定の測定結果であるステップゲージ10の長さ寸法の時間的推移が安定しているか否かを判断し、安定していると判断した場合に本測定を実施している。これにより、ステップゲージ10の長さ寸法が確実に安定してから本測定が実施されるため、線膨張係数αをより高精度に測定できる。また、被測定物の形状、長さ、体積または熱容量の違いに応じて、本測定の開始タイミングを適切に決定することができ、不要な待機時間を省略できる。 For example, in step S9 of the present embodiment, it is determined whether or not the temporal transition of the length dimension of the step gauge 10, which is the measurement result of the provisional measurement, is stable, and when it is determined that the transition is stable, the main measurement is performed. Is being carried out. As a result, the linear expansion coefficient α can be measured with higher accuracy because the main measurement is performed after the length dimension of the step gauge 10 is surely stabilized. Further, the start timing of the main measurement can be appropriately determined according to the difference in the shape, length, volume or heat capacity of the object to be measured, and unnecessary waiting time can be omitted.

本実施形態の線膨張係数測定装置1では、測定動作指令が出力されている間(仮測定または本測定の間)、スタイラス211は恒温槽30に挿入されており、恒温槽30の開口部33は、スタイラス211を挿通させるために開いている。一方、測定動作指令が出力されていない間、スタイラス211は恒温槽30から退避しており、恒温槽30の開口部33は、蓋体34によって閉じられている。
このような方法によれば、恒温槽30の内外の空気の交換を最小限に留め、槽内温度の変動を小さく抑え、槽内温度が設定温度で安定するまでにかかる時間を短縮できる。
また、本実施形態では、仮測定を一定の時間間隔で繰り返し実施しているため、蓋体34も同様に一定の時間間隔で開閉される。これにより、恒温槽30の内外の空気の交換による影響を平均化し、槽内温度の変動を緩やかにすることができる。
In the linear expansion coefficient measuring device 1 of the present embodiment, the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 while the measurement operation command is output (during the provisional measurement or the main measurement), and the opening 33 of the constant temperature bath 30 is inserted. Is open for inserting the stylus 211. On the other hand, while the measurement operation command is not output, the stylus 211 is retracted from the constant temperature bath 30, and the opening 33 of the constant temperature bath 30 is closed by the lid 34.
According to such a method, the exchange of air inside and outside the constant temperature bath 30 can be minimized, the fluctuation of the temperature inside the tank can be kept small, and the time required for the temperature inside the tank to stabilize at the set temperature can be shortened.
Further, in the present embodiment, since the provisional measurement is repeatedly performed at regular time intervals, the lid 34 is also opened and closed at regular time intervals. As a result, the influence of the exchange of air inside and outside the constant temperature bath 30 can be averaged, and the fluctuation of the temperature inside the tank can be moderated.

〔変形例〕
本発明は、前述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれるものである。
[Modification example]
The present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments, and modifications within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.

上記実施形態では、恒温槽30の槽内温度が変化している間、スタイラス211を恒温槽30に挿入する慣らしステップと、スタイラス211を恒温槽30から退避させる退避ステップとを交互に実施しているが、本発明ではこれに限られない。すなわち、本発明は、恒温槽30の槽内温度が変化している間、少なくとも1回、慣らしステップを実施するものであればよい。 In the above embodiment, while the temperature inside the constant temperature bath 30 is changing, the break-in step of inserting the stylus 211 into the constant temperature bath 30 and the evacuation step of retracting the stylus 211 from the constant temperature bath 30 are alternately performed. However, the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be such that the break-in step is performed at least once while the temperature inside the constant temperature bath 30 is changing.

上記実施形態では、慣らしステップによりスタイラス211が恒温槽30に挿入されている間、スタイラス211を用いてステップゲージ10を検出する仮検出ステップを実施しているが、本発明はこれに限られない。例えば、恒温槽30の槽内温度が変化している間、スタイラス211を恒温槽30に挿入する慣らしステップのみを行い、仮検出ステップを行わずともよい。 In the above embodiment, a temporary detection step of detecting the step gauge 10 using the stylus 211 is performed while the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 by the break-in step, but the present invention is not limited to this. .. For example, while the temperature inside the constant temperature bath 30 is changing, only the break-in step of inserting the stylus 211 into the constant temperature bath 30 may be performed, and the provisional detection step may not be performed.

特に、上記実施形態では、ステップゲージ10の第1表面11および第2表面12をそれぞれ検出するために、恒温槽30の一方側の開口部33を介してスタイラス211を恒温槽30に挿入し、第1表面11を接触検出した後、恒温槽30の他方側の開口部33を介してスタイラス211を恒温槽30に挿入し、第2表面12を接触検出ている。しかし、仮検出ステップを行わない場合、慣らしステップは、恒温槽30の同一の開口部33を介して、または、順次異なる開口部33を介して、スタイラス211を恒温槽30に単に挿入するものであってもよい。 In particular, in the above embodiment, in order to detect the first surface 11 and the second surface 12 of the step gauge 10, the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 through the opening 33 on one side of the constant temperature bath 30. After the contact detection of the first surface 11, the stylus 211 is inserted into the constant temperature bath 30 through the opening 33 on the other side of the constant temperature bath 30, and the second surface 12 is contact-detected. However, if the tentative detection step is not performed, the break-in step simply inserts the stylus 211 into the constant temperature bath 30 through the same opening 33 of the constant temperature bath 30 or through different openings 33 in sequence. There may be.

上記実施形態では、仮検出ステップによる検出結果としてステップゲージ10の長さ寸法を利用しており、ステップゲージ10の長さ寸法の時間的推移が安定した後に、検出ステップを開始しているが、本発明はこれに限られない。
例えば、仮検出ステップによる検出結果として、ステップゲージ10の長さ寸法ではなく、ステップゲージ10の第1表面11または第2表面12のいずれか一方の三次元座標を利用してもよい。
In the above embodiment, the length dimension of the step gauge 10 is used as the detection result by the provisional detection step, and the detection step is started after the temporal transition of the length dimension of the step gauge 10 is stable. The present invention is not limited to this.
For example, as the detection result by the provisional detection step, the three-dimensional coordinates of either the first surface 11 or the second surface 12 of the step gauge 10 may be used instead of the length dimension of the step gauge 10.

また、上記実施形態では、仮検出ステップによる検出結果に基づいて検出ステップの開始時期を判断しているが、他の手段により検出ステップの開始時期を判断してもよい。例えば、恒温槽30の槽内温度が安定したか否か、または、予め実験等によって得た待機時間が経過したか否かを判断し、Yesと判断した場合に検出ステップを開始してもよい。なお、仮検出ステップによる検出結果を利用しない場合には、仮検出ステップを実施した上で検出結果を破棄してもよい。 Further, in the above embodiment, the start time of the detection step is determined based on the detection result of the provisional detection step, but the start time of the detection step may be determined by other means. For example, it may be determined whether or not the temperature inside the constant temperature bath 30 is stable, or whether or not the waiting time obtained by an experiment or the like has elapsed in advance, and if it is determined to be Yes, the detection step may be started. .. If the detection result obtained by the provisional detection step is not used, the detection result may be discarded after performing the provisional detection step.

上記実施形態では、恒温槽30の槽内温度が変化している間、測定動作指令に応じて蓋体34を開閉しているが、本発明はこれに限られない。例えば、蓋体34は常時開状態であってもよい。 In the above embodiment, the lid 34 is opened and closed according to the measurement operation command while the temperature inside the constant temperature bath 30 is changing, but the present invention is not limited to this. For example, the lid 34 may be in a constantly open state.

また、上記実施形態では、仮測定の終了時点から所定の待機時間twが経過した後、次の仮測定を開始しているが、本発明はこれに限られない。例えば、線膨張係数測定装置1は、仮測定間の待機時間tw(慣らしステップの時間間隔)を調整するための調整手段を有していてもよい。
例えば、恒温槽30の外側の環境温度と槽内温度(または設定温度)との温度差に基づいて、当該温度差が大きいほど、待機時間twが短くなるように調整してもよい。また、槽内温度の時間に対する温度変化率に基づいて、当該温度変化率が大きいほど、待機時間twが短くなるように調整してもよい。これにより、環境温度と設定温度(または設定温度)との温度差が大きいほど、または、槽内温度の時間に対する温度変化率が大きいほど、仮測定を実施する頻度が上がるため、プローブ21を槽内温度に好適に慣らすことができる。
また、仮測定による測定結果に基づいて、前回仮測定と今回仮測定との間の測定結果の差が小さくなるほど、待機時間twが長くなるように調整してもよい。仮測定による測定結果が安定していくに従って、仮測定を実施する頻度が下がり、恒温槽30の蓋体34を閉じる時間が長くなるため、槽内温度の早期安定化を図ることができる。
Further, in the above embodiment, the next provisional measurement is started after a predetermined waiting time tw has elapsed from the end of the provisional measurement, but the present invention is not limited to this. For example, the linear expansion coefficient measuring device 1 may have an adjusting means for adjusting the waiting time tw (time interval of the break-in step) between the provisional measurements.
For example, based on the temperature difference between the ambient temperature outside the constant temperature bath 30 and the temperature inside the tank (or the set temperature), the larger the temperature difference, the shorter the standby time tw may be adjusted. Further, based on the rate of change of the temperature in the tank with respect to time, the standby time tw may be adjusted to be shorter as the rate of change in temperature is larger. As a result, the larger the temperature difference between the environmental temperature and the set temperature (or the set temperature), or the larger the temperature change rate of the temperature inside the tank with respect to time, the more frequently the provisional measurement is performed. It can be acclimated to the internal temperature.
Further, based on the measurement result by the provisional measurement, the waiting time tw may be adjusted so that the smaller the difference between the measurement result between the previous provisional measurement and the current provisional measurement, the longer the waiting time tw. As the measurement result of the tentative measurement becomes stable, the frequency of performing the tentative measurement decreases and the time for closing the lid 34 of the constant temperature bath 30 becomes longer, so that the temperature inside the tank can be stabilized at an early stage.

上記実施形態では、ステップゲージ10の寸法を基準ブロックゲージ40の寸法に基づいて比較測定しているが、これに限られず、三次元測定機20のスケール測定機能によって測定してもよい。
また、上記実施形態では、被測定物としてステップゲージ10の線膨張係数を測定しているが、これに限られず、本発明は、様々な被測定物の線膨張係数を測定する場合に適用できる。
さらに、上記実施形態では、本発明の座標測定装置として、三次元測定機20を使用しているが、これに限られず、スタイラスを有する接触型であれば、様々な形態の座標測定装置を利用できる。
In the above embodiment, the dimensions of the step gauge 10 are comparatively measured based on the dimensions of the reference block gauge 40, but the present invention is not limited to this, and the dimensions may be measured by the scale measuring function of the coordinate measuring machine 20.
Further, in the above embodiment, the coefficient of linear expansion of the step gauge 10 is measured as the object to be measured, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to measure the coefficient of linear expansion of various objects to be measured. ..
Further, in the above embodiment, the coordinate measuring device 20 of the present invention is used, but the present invention is not limited to this, and various types of coordinate measuring devices can be used as long as it is a contact type having a stylus. it can.

1…線膨張係数測定装置、10…ステップゲージ、11…第1表面、12…第2表面、13…本体部、14…凸部、20…三次元測定機、21…プローブ、211…スタイラス、22…移動機構、23…定盤、24…コラム、25…クロスバー、26…ヘッド、27…ラム、30…恒温槽、31…収容部、32…天板部、33…開口部、34…蓋体、35…温度センサ、36…温度調整機構、37…蓋体開閉機構、40…基準ブロックゲージ、41…第1基準表面、42…第2基準表面、50…支持ユニット、51…底板部、52…被測定物支持台、53…基準ゲージ支持台、60…制御装置、61…演算部、62…記憶部、63…プローブ制御部、64…線膨張係数算出部、65…温度指令部、66…蓋体制御部。 1 ... Linear expansion coefficient measuring device, 10 ... Step gauge, 11 ... First surface, 12 ... Second surface, 13 ... Main body, 14 ... Convex, 20 ... Coordinate measuring machine, 21 ... Probe, 211 ... Stylus, 22 ... moving mechanism, 23 ... surface plate, 24 ... column, 25 ... crossbar, 26 ... head, 27 ... ram, 30 ... constant temperature bath, 31 ... accommodating part, 32 ... top plate part, 33 ... opening, 34 ... Lid, 35 ... Temperature sensor, 36 ... Temperature adjustment mechanism, 37 ... Lid opening / closing mechanism, 40 ... Reference block gauge, 41 ... First reference surface, 42 ... Second reference surface, 50 ... Support unit, 51 ... Bottom plate , 52 ... Measured object support, 53 ... Reference gauge support, 60 ... Control device, 61 ... Calculation unit, 62 ... Storage unit, 63 ... Probe control unit, 64 ... Linear expansion coefficient calculation unit, 65 ... Temperature command unit , 66 ... Lid body control unit.

Claims (5)

被測定物の線膨張係数を測定する線膨張係数測定方法であって、
恒温槽に対して設定温度を順次設定する設定ステップと、
前記恒温槽の槽内温度が前記設定温度で安定している間、座標測定装置のスタイラスを前記恒温槽に挿入して前記被測定物を検出する検出ステップと、
前記恒温槽の槽内温度が変化している間、前記スタイラスを前記恒温槽に挿入する慣らしステップと、を実施することを特徴とする線膨張係数測定方法。
A method for measuring the coefficient of linear expansion of an object to be measured, which is a method for measuring the coefficient of linear expansion.
A setting step to sequentially set the set temperature for the constant temperature bath, and
A detection step of inserting the stylus of the coordinate measuring device into the constant temperature bath to detect the object to be measured while the temperature inside the constant temperature bath is stable at the set temperature.
A method for measuring a coefficient of linear expansion, which comprises performing a break-in step of inserting the stylus into the constant temperature bath while the temperature inside the constant temperature bath is changing.
請求項1に記載の線膨張係数測定方法であって、
前記恒温槽の槽内温度が変化している間、前記スタイラスを前記恒温槽に挿入する前記慣らしステップと、前記スタイラスを前記恒温槽から退避させる退避ステップとを交互に実施することを特徴とする線膨張係数測定方法。
The method for measuring a coefficient of linear expansion according to claim 1.
While the temperature inside the constant temperature bath is changing, the break-in step of inserting the stylus into the constant temperature bath and the evacuation step of retracting the stylus from the constant temperature bath are alternately performed. Method for measuring the coefficient of linear expansion.
請求項1または請求項2に記載の線膨張係数測定方法であって、
前記慣らしステップにより前記スタイラスが前記恒温槽に挿入されている間、前記スタイラスを用いて前記被測定物を検出する仮検出ステップをさらに実施することを特徴とする線膨張係数測定方法。
The method for measuring a coefficient of linear expansion according to claim 1 or 2.
A method for measuring a coefficient of linear expansion, which further performs a provisional detection step of detecting an object to be measured by using the stylus while the stylus is inserted into the constant temperature bath by the break-in step.
請求項3に記載の線膨張係数測定方法であって、
前記検出ステップは、前記仮検出ステップによる検出結果の時間的推移が安定した後に開始されることを特徴とする線膨張係数測定方法。
The method for measuring a coefficient of linear expansion according to claim 3.
The method for measuring a coefficient of linear expansion, characterized in that the detection step is started after the temporal transition of the detection result by the provisional detection step is stable.
被測定物の線膨張係数を測定する線膨張係数測定装置であって、
槽内温度を設定温度に調整し、かつ、前記被測定物を収容する恒温槽と、
前記恒温槽に挿入されて前記被測定物を検出するプローブと、
前記プローブを移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記恒温槽の槽内温度が変化している間、前記プローブのスタイラスを前記恒温槽に挿入するように、前記移動機構を制御することを特徴とする線膨張係数測定装置。
A linear expansion coefficient measuring device that measures the linear expansion coefficient of an object to be measured.
A constant temperature bath that adjusts the temperature inside the tank to the set temperature and houses the object to be measured, and
A probe inserted into the constant temperature bath to detect the object to be measured,
A moving mechanism for moving the probe and
A control unit that controls the movement mechanism is provided.
The control unit is a linear expansion coefficient measuring device that controls the moving mechanism so as to insert the stylus of the probe into the constant temperature bath while the temperature inside the constant temperature bath is changing.
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