JP2897080B2 - Displacement meter adjusting method and device - Google Patents

Displacement meter adjusting method and device

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JP2897080B2
JP2897080B2 JP41556290A JP41556290A JP2897080B2 JP 2897080 B2 JP2897080 B2 JP 2897080B2 JP 41556290 A JP41556290 A JP 41556290A JP 41556290 A JP41556290 A JP 41556290A JP 2897080 B2 JP2897080 B2 JP 2897080B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、変位計調整方法及び
その装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for adjusting a displacement meter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術における直線的変位計の調整
は、次のようにして行われている。先ず、被調整直線的
変位計の一例として三角測量方式の光学式変位計を例示
すると、三角測量方式の光学式変位計10は、図4に示す
ように入射光軸上にレーザ光源11及び照明レンズ12が列
設され、入射光軸に対し適宜の角度の反射光軸上に結像
レンズ13及び光ポジションセンサ14が列設されている。
光ポジションセンサ14の両端に電極14a ,14b が取付け
られ、電極14a ,14b は、夫々からの出力電流が電流電
圧変換器15a ,15b 及び増幅器16a ,16b を介して加算
器17及び減算器18に入力されるように接続されている。
加算器17及び減算器18は、夫々の出力が除算器19に入力
されるように接続されている。除算器19は、その出力が
入力されるようにリニアライザ20に接続され、リニアラ
イザ20の出力端は、零点調整器21・ゲイン調整器22を介
して光学式変位計10の出力端となっている。
2. Description of the Related Art Adjustment of a linear displacement meter in the prior art is performed as follows. First, as an example of an adjusted linear displacement meter, an optical displacement meter of a triangulation method is exemplified. An optical displacement meter 10 of a triangulation method has a laser light source 11 and an illumination on an incident optical axis as shown in FIG. The lenses 12 are arranged in rows, and the imaging lens 13 and the optical position sensor 14 are arranged in rows on the reflected optical axis at an appropriate angle with respect to the incident optical axis.
Electrodes 14a and 14b are attached to both ends of the optical position sensor 14, and the electrodes 14a and 14b supply output currents from the electrodes 14a and 14b to adders 17 and subtracters 18 via current-voltage converters 15a and 15b and amplifiers 16a and 16b. Connected to be input.
The adder 17 and the subtractor 18 are connected so that their outputs are input to the divider 19. The divider 19 is connected to the linearizer 20 so that its output is input, and the output terminal of the linearizer 20 is the output terminal of the optical displacement meter 10 via the zero point adjuster 21 and the gain adjuster 22. .

【0003】一つの手段においては、ターゲットTに既
知の変位を順次与えながらその各変位を光学式変位計10
により検出し、その出力端からの各出力値(例えば電圧
計による検出電圧)を読取り、既知の各変位量に応じて
グラフに記入する。そして、リニアライザ20の調整とそ
の結果の出力値グラフ記入との反復によりその記入出力
値と変位量との関係が直線性をもつようにリニアライザ
20の調整を行うのである。それに続いて、同じ手法で零
点調整及びゲイン調整を零点調整器21・ゲイン調整器22
の調整により行う。
In one means, a known displacement is sequentially applied to a target T, and each of the displacements is measured by an optical displacement meter 10.
, And each output value (for example, a detected voltage by a voltmeter) from the output terminal is read, and is plotted on a graph according to each known displacement amount. Then, by repeating the adjustment of the linearizer 20 and the entry of the output value graph as a result, the linearizer is adjusted so that the relationship between the entered output value and the displacement amount has a linearity.
Make 20 adjustments. Subsequently, the zero point adjustment and the gain adjustment are performed in the same manner by the zero point adjuster 21 and the gain adjuster 22.
The adjustment is made by

【0004】別の手段においては、ターゲットをモータ
駆動によるねじ送りで変位させ、そのモータの送り量と
光学式変位計10の出力端からの検出出力とをA/D変換
してコンピュータに入力して、その結果に基づいて変位
量と光学式変位計10の検出出力との関係を表示し、それ
を目視しながら直線性をもつようにリニアライザ20の調
整を行うのである。それに続いて、零点調整器21・ゲイ
ン調整器22の調整により零点調整及びゲイン調整を同様
に行う。
[0004] In another means, the target is displaced by screw feed driven by a motor, and the feed amount of the motor and the detection output from the output end of the optical displacement meter 10 are A / D converted and input to a computer. Then, based on the result, the relationship between the displacement amount and the detection output of the optical displacement meter 10 is displayed, and the linearizer 20 is adjusted so as to have linearity while visually observing the relationship. Subsequently, zero point adjustment and gain adjustment are similarly performed by adjusting the zero point adjuster 21 and the gain adjuster 22.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術によ
る直線的変位計の調整、即ちそのリニアライザの調整に
おける前者の手段は非常に各変位毎の読取・記入及び調
整の反復で時間と手数とが非常に費やされる。後者の手
段によれば、前者の場合よりも時間が多少短縮されると
はいえ、なお時間がかかり、装置的には複雑となる。更
に、三角測量方式の光学式変位計自体は、振動のような
動的変位を検出し得るが、調整に際しての変位は低速変
位であり、振動のような高速変位の場合の調整は不可能
であり、変位計の周波数応答性等のような動的な特性の
調整が不可能である。
The former means of adjusting the linear displacement meter according to the above-mentioned prior art, that is, adjusting the linearizer, is very time-consuming and troublesome by repeating reading, writing and adjustment for each displacement. Very spent. According to the latter means, although the time is slightly shortened as compared with the former case, it still takes time and the apparatus becomes complicated. Furthermore, the optical displacement meter of the triangulation method itself can detect dynamic displacement such as vibration, but the displacement at the time of adjustment is a low-speed displacement, and adjustment in the case of high-speed displacement such as vibration is impossible. It is impossible to adjust dynamic characteristics such as the frequency response of the displacement meter.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の変位計の調整
方法は、ターゲットに正弦波振動変位を与え、その変位
を被調整変位計により検出し、その検出出力をFFTス
ペクトラムアナライザに入力し、FFTスペクトラムア
ナライザで得られるパワースペクトラムに基づいて変位
計を調整するのであり、パワースペクトラム中の加振周
波数基本波のパワースペクトラム以外の高調波成分を最
小にするよう被調整変位計のリニアライザを調整する変
位計の直線性調整方法、パワースペクトラム中の加振周
波数基本波のパワースペクトラムの大きさを調整するよ
う被調整変位計のゲイン調整器を調整する変位計のゲイ
ン調整方法及び零振動点のパワースペクトラムを零又は
所望値に近づけるよう被調整変位計のオフセット調整器
を調整する変位計のオフセット調整方法が含まれる。
According to a method of adjusting a displacement meter of the present invention, a sine wave vibration displacement is applied to a target, the displacement is detected by a displacement meter to be adjusted, and the detected output is input to an FFT spectrum analyzer. The displacement meter is adjusted based on the power spectrum obtained by the FFT spectrum analyzer, and the linearizer of the adjusted displacement meter is adjusted to minimize harmonic components other than the power spectrum of the excitation frequency fundamental wave in the power spectrum. Adjusting the linearity of the displacement meter, adjusting the gain adjuster of the displacement meter to be adjusted to adjust the magnitude of the power spectrum of the excitation frequency fundamental wave in the power spectrum, and adjusting the gain of the displacement meter and the power at the zero vibration point Displacement meter that adjusts the offset adjuster of the adjusted displacement meter so that the spectrum approaches zero or a desired value It includes offset adjustment method.

【0007】そして、その調整方法を行う調整装置は、
振動変位可能に支承されたターゲット、ターゲットに正
弦波振動を与える振動駆動装置、及びターゲットの正弦
波振動変位を検出する被調整直線変位計の検出出力端に
接続されたFFTスペクトラムアナライザから構成され
ており、必要に応じターゲットの正弦波振動変位を検出
する基準変位計が備えられ、その検出出力端もFFTス
ペクトラムアナライザに接続されている。
An adjusting device for performing the adjusting method includes:
A target supported to be displaceable by vibration, a vibration driving device for applying sine wave vibration to the target, and an FFT spectrum analyzer connected to a detection output terminal of the adjusted linear displacement meter for detecting sine wave vibration displacement of the target. In addition, a reference displacement meter for detecting a sine wave vibration displacement of the target is provided if necessary, and its detection output terminal is also connected to the FFT spectrum analyzer.

【0008】[0008]

【作用】被調整変位計をターゲットに対向させ、その検
出出力をFFTスペクトラムアナライザに入力する。そ
してターゲットを振動駆動装置で正弦波振動させる。F
FTスペクトラムアナライザにおける表示画面をパワー
スペクトラム表示のモードにすると、被調整変位計から
のFFTスペクトラムアナライザ6への入力の表示は、
加振周波数基本波のパワースペクトラム及び高調波のパ
ワースペクトラムが現われる。
The displacement sensor to be adjusted is opposed to the target, and the detection output is input to the FFT spectrum analyzer. Then, the target is oscillated by a vibration drive device. F
When the display screen of the FT spectrum analyzer is set to the mode of the power spectrum display, the display of the input from the adjusted displacement meter to the FFT spectrum analyzer 6 is as follows.
The power spectrum of the excitation frequency fundamental wave and the power spectrum of the harmonic wave appear.

【0009】被調整変位計の直線性の調整は、被調整変
位計の直線性誤差が高調波歪として高調波のパワースペ
クトラムとして現われる。そこで、高調波のパワースペ
クトラムが最小になるように被調整変位計のリニアライ
ザを調整する。被調整変位計のゲイン調整は、直線性の
調整の後、変位量と出力電圧との関係が所定の比になる
ように基本波のパワースペクトラムの高さが適宜の高さ
になるように被調整変位計のゲイン調整器を調整する。
被調整変位計のオフセット(零点)調整は、零振動点に
おけるパワースペクトラムが所定の電圧(例えば零電
圧)になるように被調整変位計の零点調整器を調整する
のである。
In the adjustment of the linearity of the displacement meter to be adjusted, a linearity error of the displacement meter to be adjusted appears as a harmonic distortion as a power spectrum of a harmonic. Therefore, the linearizer of the displacement meter to be adjusted is adjusted so that the power spectrum of the harmonic is minimized. After adjusting the linearity, the gain of the adjusted displacement meter is adjusted so that the height of the power spectrum of the fundamental wave becomes an appropriate height so that the relationship between the displacement amount and the output voltage becomes a predetermined ratio. Adjust the gain adjuster of the adjustment displacement meter.
The offset (zero point) adjustment of the adjusted displacement meter is performed by adjusting the zero point adjuster of the adjusted displacement meter so that the power spectrum at the zero vibration point becomes a predetermined voltage (for example, zero voltage).

【0010】[0010]

【実施例】この発明の実施例における変位計調整方法を
実施する変位計調整装置を図面に従って説明する。この
発明による調整の対象となり得る直線的変位計として
は、三角測量方式の光学式変位計や差動トランス式変位
計等、種々あるが、実施例においては、三角測量方式の
光学式変位計を例示して説明する。図1に示す変位計調
整装置において、加振器1の一例としてマグネット1a
と可動コイル1b とから成るボイスコイル型アクチュエ
ータが用いられ、可動コイル1b の一端面には、乱反射
面板2、例えば白色セラミック板が設けられている。必
要に応じて振動面である他端面に対向して被調整変位計
より高精度の基準変位センサ3、例えば静電容量式変位
センサが設けられている。加振器1の可動コイル1b
は、周波数可変の歪が少ない正弦波発振器4に接続され
た駆動増幅器5の出力が入力されるように接続されてお
り、他方、被調整変位計の出力が入力されるFFTスペ
クトラムアナライザ6が設けられている。基準変位セン
サ3は、静電容量変換器7を介してFFTスペクトラム
アナライザ6にその出力を入力するように接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A displacement meter adjusting apparatus for implementing a displacement meter adjusting method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. There are various types of linear displacement meters that can be adjusted according to the present invention, such as a triangulation optical displacement meter and a differential transformer displacement meter. In the embodiment, the triangulation optical displacement meter is used. An example will be described. In the displacement meter adjusting device shown in FIG.
A voice coil type actuator composed of a movable coil 1b and a movable coil 1b is provided, and an irregular reflection surface plate 2, for example, a white ceramic plate is provided on one end surface of the movable coil 1b. A reference displacement sensor 3, for example, a capacitance type displacement sensor, which is higher in accuracy than the displacement meter to be adjusted, is provided facing the other end surface which is a vibration surface as required. Moving coil 1b of vibrator 1
Is connected so that the output of the drive amplifier 5 connected to the sine wave oscillator 4 having a small frequency variable distortion is input, and the FFT spectrum analyzer 6 to which the output of the adjustable displacement meter is input is provided. Have been. The reference displacement sensor 3 is connected to the FFT spectrum analyzer 6 via a capacitance converter 7 so as to input its output.

【0011】更に精度向上のために必要に応じ、加振器
1のフィードバック回路が設けられている。即ち、変換
器7は、正弦波発振器3・駆動増幅器4間の減算器8に
その出力をフィードバックするように接続される。
A feedback circuit for the vibrator 1 is provided as needed to further improve the accuracy. That is, the converter 7 is connected so as to feed back its output to the subtractor 8 between the sine wave oscillator 3 and the drive amplifier 4.

【0012】FFTスペクトラムアナライザ6として
は、周波数がDC10KHz 以上、ダイナミックレンジ7
0dB以上のものであり、好ましくは2つのパワースペク
トラムが読取られるものである。
The FFT spectrum analyzer 6 has a frequency of DC 10 kHz or more and a dynamic range of 7 kHz.
0 dB or more, and preferably two power spectra can be read.

【0013】この発明の実施例における変位計調整方法
について、上記の変位計調整方法装置の操作・作用と共
に説明する。この発明による調整の対象となり得る直線
的変位計としては、三角測量方式の光学式変位計や差動
トランス等、種々あるが、実施例においては、三角測量
方式の光学式変位計を例示して説明する。
A method of adjusting a displacement meter according to an embodiment of the present invention will be described together with the operation and operation of the above-described device for adjusting a displacement meter. There are various types of linear displacement meters that can be adjusted according to the present invention, such as an optical displacement meter of a triangulation method and a differential transformer. In the embodiment, an optical displacement meter of a triangulation method is exemplified. explain.

【0014】先ず、調整の対象となる被調整変位計であ
る三角測量方式の光学式変位計10については、既に述べ
た通りである。そこで、光学式変位計10の調整において
は、光学式変位計10は、乱反射面板2にレーザ光源11か
らのレーザ光を照明レンズ12を介して投射し、その反射
光が結像レンズ13を介して光ポジションセンサ14に入射
されるよう乱反射面板2に対向して設置される。そして
光学式変位計10の出力端は、その出力をFFTスペクト
ラムアナライザ6に入力するように接続される。正弦波
発振器4からの正弦波信号は、駆動増幅器5に入力さ
れ、駆動増幅器5から可動コイル1b に供給される励磁
振動電流に基づいて乱反射面板2が振動する。その振動
の振幅は、光学式変位計10の測定範囲内でできるだけ大
きくとり、周波数は10乃至100Hz程度の周波数が適
当であるが、光学式変位計10の応答性により選定する。
First, the optical displacement meter 10 of the triangulation method, which is the displacement meter to be adjusted, is as described above. Therefore, in the adjustment of the optical displacement meter 10, the optical displacement meter 10 projects the laser light from the laser light source 11 onto the irregular reflection surface plate 2 via the illumination lens 12, and the reflected light passes through the imaging lens 13. The light is positioned opposite the diffuse reflection surface plate 2 so as to be incident on the optical position sensor 14. The output end of the optical displacement meter 10 is connected to input the output to the FFT spectrum analyzer 6. The sine wave signal from the sine wave oscillator 4 is input to the drive amplifier 5, and the irregular reflection face plate 2 vibrates based on the exciting oscillation current supplied from the drive amplifier 5 to the movable coil 1b. The amplitude of the vibration is set to be as large as possible within the measurement range of the optical displacement meter 10, and a frequency of about 10 to 100 Hz is appropriate, but is selected according to the response of the optical displacement meter 10.

【0015】可動コイル1b の振動は、乱反射面板2及
び可動コイル1b の端面の振動変位として光学式変位計
10の光ポジションセンサ14と変位計調整装置の基準変位
センサ3とにより検出される。光学式変位計10の光ポジ
ションセンサ14の検出に基づく光学式変位計10の出力端
からの出力は、FFTスペクトラムアナライザ6に入力
される。
The vibration of the movable coil 1b is converted into the vibration displacement of the irregular reflection face plate 2 and the end face of the movable coil 1b by an optical displacement meter.
It is detected by the ten optical position sensors 14 and the reference displacement sensor 3 of the displacement meter adjusting device. The output from the output terminal of the optical displacement meter 10 based on the detection of the optical position sensor 14 of the optical displacement meter 10 is input to the FFT spectrum analyzer 6.

【0016】他方、変位計調整装置の基準変位センサ3
の検出出力は、変換器7を介してFFTスペクトラムア
ナライザ6に入力されると共に、変換器7を介して正弦
波発振器4・駆動増幅器5間の減算器8にフィードバッ
クされる。FFTスペクトラムアナライザ6への入力は
表示画面で可視的にチェックされ、減算器8へのフィー
ドバック信号は、可動コイル1b の振動が正確に正弦波
発振器4からの正弦波信号に応じるようにフィードバッ
ク制御を行う。
On the other hand, the reference displacement sensor 3 of the displacement meter adjusting device
Is input to the FFT spectrum analyzer 6 via the converter 7 and is also fed back to the subtractor 8 between the sine wave oscillator 4 and the drive amplifier 5 via the converter 7. The input to the FFT spectrum analyzer 6 is visually checked on the display screen, and the feedback signal to the subtractor 8 is feedback-controlled so that the vibration of the movable coil 1b accurately responds to the sine wave signal from the sine wave oscillator 4. Do.

【0017】FFTスペクトラムアナライザ6における
表示画面をパワースペクトラム表示のモードにすると、
光学式変位計10の出力端からのFFTスペクトラムアナ
ライザ6への入力の表示は、例えば図2のように示され
る。図2において、(a)は、正弦波発振器4からの加
振周波数基本波のパワースペクトラム、(b),
(c),(d),(e)は、その高調波のパワースペク
トラムである。又、変換器7を介してFFTスペクトラ
ムアナライザ6に入力され基準変位センサ3の検出出力
のFFTスペクトラムアナライザ6におけるパワースペ
クトラムは、モニター用として利用され得る。
When the display screen of the FFT spectrum analyzer 6 is set to a power spectrum display mode,
The display of the input to the FFT spectrum analyzer 6 from the output end of the optical displacement meter 10 is shown, for example, as shown in FIG. In FIG. 2, (a) is the power spectrum of the excitation frequency fundamental wave from the sine wave oscillator 4, (b),
(C), (d), and (e) are power spectra of the harmonics. Further, the power spectrum of the detection output of the reference displacement sensor 3 which is input to the FFT spectrum analyzer 6 via the converter 7 and which is used in the FFT spectrum analyzer 6 can be used for monitoring.

【0018】先ず、光学式変位計10の直線性の調整につ
いて説明する。光学式変位計10が理想直線性を有し、直
線性誤差が零である場合には、基本波のパワースペクト
ラム(a)のみが現われ、高調波のパワースペクトラム
(b),(c),(d),(e)は現われないが、光学
式変位計10の直線性誤差がある場合には、高調波歪が生
じ、図2に示すように高調波のパワースペクトラム
(b),(c),(d),(e)・・・が現われる。そ
こで、高調波のパワースペクトラムの大きさ、即ち歪率
が光学式変位計10の直線性誤差を表わすので、高調波の
パワースペクトラム(b),(c),(d),(e)・
・・が最小になるようにリニアライザ20を調整すればよ
いことになる。
First, adjustment of the linearity of the optical displacement meter 10 will be described. When the optical displacement meter 10 has ideal linearity and the linearity error is zero, only the power spectrum (a) of the fundamental wave appears, and the power spectrums (b), (c), and (c) of the harmonics. d) and (e) do not appear, but when there is a linearity error in the optical displacement meter 10, harmonic distortion occurs, and the power spectra of the harmonics (b) and (c) as shown in FIG. , (D), (e)... Appear. Then, since the magnitude of the power spectrum of the harmonic, that is, the distortion factor indicates the linearity error of the optical displacement meter 10, the power spectrum of the harmonic (b), (c), (d), (e).
It is only necessary to adjust the linearizer 20 so as to minimize.

【0019】具体的には、基本波のパワースペクトラム
の高さをe1 とし、高調波の高さを高さ順にe2 ,e3
,e4 ,e5 ・・・en とし、高調波の最大高さのも
のをemax とすると、、FFTスペクトラムアナライザ
6のカーソルを操作し、基本波のパワースペクトラムの
高さe1 を読取り、次にemax であるパワースペクトラ
ムを探し、両者の差ed、(ed=e1 −emax )を計
算し、edを最大になるように光学式変位計10のリニア
ライザ20を調整するのである。
Specifically, the height of the power spectrum of the fundamental wave is represented by e1, and the heights of the harmonics are represented by e2 and e3 in order of height.
, E4, e5... En and the maximum height of the harmonic is assumed to be emax, the cursor of the FFT spectrum analyzer 6 is operated to read the height e1 of the power spectrum of the fundamental wave, and then to read emax. A power spectrum is searched for, a difference ed between them (ed = e1 -emax) is calculated, and the linearizer 20 of the optical displacement meter 10 is adjusted so that ed is maximized.

【0020】次に、光学式変位計10のゲイン調整及びオ
フセット(零点)調整について説明する。光学式変位計
10は、直線性の調整の後、変位量と出力電圧との関係が
所定の比になるようにゲイン調整がされる必要がある。
それは、原理的には、基本波のパワースペクトラムの高
さe1 が適宜の高さになるようにゲイン調整器22を調整
するればよい。
Next, gain adjustment and offset (zero point) adjustment of the optical displacement meter 10 will be described. Optical displacement meter
In the step 10, after the adjustment of the linearity, the gain needs to be adjusted so that the relationship between the displacement amount and the output voltage becomes a predetermined ratio.
In principle, the gain adjuster 22 may be adjusted so that the height e1 of the power spectrum of the fundamental wave becomes an appropriate height.

【0021】実用的には、基準変位センサ3の検出出力
を利用する方法がとられる。図3に示すように、FFT
スペクトラムアナライザ6の表示を2つのパワースペク
トラムの2チャンネル同時表示にする。図示の例では、
光学式変位計10の検出出力のパワースペクトラムが上側
に、基準変位センサ3の検出出力のパワースペクトラム
が下側に夫々表示されている。基準変位センサ3の変位
/検出出力感度をKrとし、光学式変位計10の目標とな
る変位/検出出力感度をKa とすると、 Kr ×er =Ka ×e1 K=Kr /Ka =e1 /er となるようにゲイン調整をすればよいのであるから、e
1 とer との比を計算しながらゲイン調整器22の調整を
行うのである。
Practically, a method using the detection output of the reference displacement sensor 3 is used. As shown in FIG.
The display of the spectrum analyzer 6 is made to simultaneously display two channels of two power spectra. In the example shown,
The power spectrum of the detection output of the optical displacement meter 10 is displayed on the upper side, and the power spectrum of the detection output of the reference displacement sensor 3 is displayed on the lower side. Assuming that the displacement / detection output sensitivity of the reference displacement sensor 3 is Kr and the target displacement / detection output sensitivity of the optical displacement meter 10 is Ka, Kr × er = Ka × e1 K = Kr / Ka = e1 / er It is sufficient to adjust the gain so that
The gain adjuster 22 is adjusted while calculating the ratio between 1 and er.

【0022】FFTスペクトラムアナライザ6の計算機
能を用いると、e1 /er が常時表示されるので、この
値が所定の値になるように光学式変位計10のゲイン調整
器22を調整するのである。
When the calculation function of the FFT spectrum analyzer 6 is used, e1 / er is always displayed. Therefore, the gain adjuster 22 of the optical displacement meter 10 is adjusted so that this value becomes a predetermined value.

【0023】オフセット(零点)調整は、FFTスペク
トラムアナライザ6の表示画面を再び光学式変位計10の
検出出力のパワースペクトラムのみの1チャンネル表示
にし、カーソルをDC(0Hz)の位置にすると、光学式
変位計10の検出出力のオフセット電圧が表示されるの
で、この表示が所定の電圧(例えば零電圧)になるよう
に光学式変位計10の零点調整器21を調整するのである。
To adjust the offset (zero point), the display screen of the FFT spectrum analyzer 6 is changed to the one-channel display of only the power spectrum of the detection output of the optical displacement meter 10 and the cursor is set to the DC (0 Hz) position. Since the offset voltage of the detection output of the displacement meter 10 is displayed, the zero point adjuster 21 of the optical displacement meter 10 is adjusted so that this display becomes a predetermined voltage (for example, zero voltage).

【0024】変位計調整装置の外部にコンピュータを接
続し、コンピュータ制御のゲイン調整器・零点調整器調
整用アクチュエータを具備させれば、上記のゲイン調整
・オフセット(零点)調整は、自動化され得る。
If a computer is connected to the outside of the displacement meter adjustment device and a computer-controlled actuator for adjusting a gain adjuster / zero adjuster is provided, the above-described gain adjustment and offset (zero) adjustment can be automated.

【0025】上記の実施例における被調整変位計は光学
式変位計10であるが、渦電流型非接触変位センサ、接触
式差動トランス型変位センサ等の種々の変位センサの直
線的変位計が調整の対象となり得る。そして夫々の変位
センサに対応したターゲットに正弦波振動変位を与えて
それを上記のように検出調整するばよいのである。又、
ディジタル出力型センサの場合には、その出力をD/A
変換器によりスペクトラムアナログ電圧に変換してから
FFTスペクトラムアナライザ6に入力する。パルス出
力型センサの場合には、その出力をカウンタに入力し、
そのデータを上記同様にD/A変換器によりスペクトル
アナログ電圧に変換してからFFTスペクトラムアナラ
イザ6に入力する。
Although the displacement meter to be adjusted in the above embodiment is the optical displacement meter 10, linear displacement meters of various displacement sensors such as an eddy current type non-contact displacement sensor and a contact type differential transformer type displacement sensor are available. Can be subject to adjustment. Then, a sine wave vibration displacement may be given to the target corresponding to each displacement sensor, and the target may be detected and adjusted as described above. or,
In the case of a digital output type sensor, its output is D / A
The signal is converted into a spectrum analog voltage by a converter and then input to the FFT spectrum analyzer 6. In the case of a pulse output type sensor, the output is input to a counter,
The data is converted into a spectrum analog voltage by a D / A converter in the same manner as described above, and then input to the FFT spectrum analyzer 6.

【0026】[0026]

【発明の効果】変位計の調整、即ち直線性調整・ゲイン
調整・オフセット(零点)調整がFFTスペクトラムア
ナライザの同一表示のもとで短時間で連続的に行い得
て、手数が簡単となり、従来の技術による場合に比し調
整時間が1/10に短縮される。更に、振動のような高
速変位に対しても調整も可能であり、変位計の周波数応
答性等のような動的な特性の調整も可能である。
The adjustment of the displacement meter, that is, the linearity adjustment, the gain adjustment, and the offset (zero point) adjustment can be continuously performed in a short time under the same display of the FFT spectrum analyzer, and the number of operations can be simplified. The adjustment time is reduced to 1/10 as compared with the case of the above technique. Furthermore, adjustment can be performed even for high-speed displacement such as vibration, and dynamic characteristics such as frequency response of the displacement meter can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施例における変位計調整装置の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a displacement meter adjustment device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例における変位計調整装置の
FFTスペクトラムアナライザのパワースペクトラムで
ある。
FIG. 2 is a power spectrum of an FFT spectrum analyzer of the displacement meter adjusting device according to the embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例における変位計調整装置の
FFTスペクトラムアナライザのパワースペクトラムで
ある。
FIG. 3 is a power spectrum of an FFT spectrum analyzer of the displacement meter adjusting device according to the embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例における変位計調整装置が
適用される三角測量方式の光学式変位計の構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a triangulation type optical displacement meter to which the displacement meter adjusting device according to the embodiment of the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加振器 1a マグネット 1b 可動コイル 2 乱反射面板 3 基準変位センサ 4 正弦波発振器 5 駆動増幅器 6 FFTスペクトラムアナライザ 7 静電容量電圧変換器 8 減算器 10 光学式変位計 11 レーザ光源 12 照明レンズ 13 結像レンズ 14 光ポジションセンサ 14a 電極 14b 電極 15a 電流電圧変換器 15b 電流電圧変換器 16a 増幅器 16b 増幅器 17 加算器 18 減算器 19 除算器 20 リニアライザ 21 零点調整器 22 ゲイン調整器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exciter 1a Magnet 1b Moving coil 2 Diffuse reflection surface plate 3 Reference displacement sensor 4 Sine wave oscillator 5 Drive amplifier 6 FFT spectrum analyzer 7 Capacitance voltage converter 8 Subtractor 10 Optical displacement meter 11 Laser light source 12 Illumination lens 13 Connection Image lens 14 Optical position sensor 14a Electrode 14b Electrode 15a Current-voltage converter 15b Current-voltage converter 16a Amplifier 16b Amplifier 17 Adder 18 Subtractor 19 Divider 20 Linearizer 21 Zero adjuster 22 Gain adjuster

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 3/00 -3/32 G01B 11/00 - 11/30 102 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01C 3/00 -3/32 G01B 11/00-11/30 102

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ターゲットに正弦波振動変位を与え、そ
の変位を被調整変位計により検出し、その検出出力をF
FTスペクトラムアナライザに入力し、FFTスペクト
ラムアナライザで得られるパワースペクトラムに基づい
て変位計の特性を調整する変位計調整方法。
A sine wave vibration displacement is applied to a target, the displacement is detected by a displacement meter to be adjusted, and the detected output is F
A displacement meter adjusting method for inputting to an FT spectrum analyzer and adjusting characteristics of the displacement meter based on a power spectrum obtained by the FFT spectrum analyzer.
【請求項2】 ターゲットに正弦波振動変位を与え、そ
の変位を被調整変位計により検出し、その検出出力をF
FTスペクトラムアナライザに入力し、FFTスペクト
ラムアナライザで得られるスペクトラム中の加振周波数
基本波のパワースペクトラム以外の高調波成分を最小に
するよう被調整変位計のリニアライザを調整する変位計
の直線性調整方法。
2. A sine wave vibration displacement is applied to a target, the displacement is detected by an adjustable displacement meter, and the detected output is
A linearity adjustment method for a displacement meter that inputs to an FT spectrum analyzer and adjusts a linearizer of the displacement meter to be adjusted so as to minimize harmonic components other than the power spectrum of the excitation frequency fundamental wave in the spectrum obtained by the FFT spectrum analyzer. .
【請求項3】 ターゲットに正弦波振動変位を与え、そ
の変位を被調整変位計により検出し、その検出出力をF
FTスペクトラムアナライザに入力し、FFTスペクト
ラムアナライザで得られるパワースペクトラム中の加振
周波数基本波のパワースペクトラムの大きさを調整する
よう被調整変位計のゲイン調整器を調整する変位計のゲ
イン調整方法。
3. A sine wave vibration displacement is applied to a target, the displacement is detected by an adjustable displacement meter, and the detected output is F
A method for adjusting the gain of a displacement meter, which is input to an FT spectrum analyzer and adjusts a gain adjuster of the displacement meter to be adjusted so as to adjust the magnitude of the power spectrum of the excitation frequency fundamental wave in the power spectrum obtained by the FFT spectrum analyzer.
【請求項4】 ターゲットに正弦波振動変位を与え、そ
の変位を被調整変位計により検出し、その検出出力をF
FTスペクトラムアナライザに入力し、FFTスペクト
ラムアナライザで得られる零振動点のパワースペクトラ
ムを零又は所望値に近づけるよう被調整変位計のオフセ
ット調整器を調整する変位計のオフセット調整方法。
4. A sine wave vibration displacement is applied to a target, the displacement is detected by an adjusted displacement meter, and the detected output is F
An offset adjustment method for a displacement meter, which is input to an FT spectrum analyzer and adjusts an offset adjuster of a displacement meter to be adjusted so that a power spectrum at a zero oscillation point obtained by the FFT spectrum analyzer approaches zero or a desired value.
【請求項5】 振動変位可能に支承されたターゲット、
ターゲットに正弦波振動を与える振動駆動装置、及びタ
ーゲットの正弦波振動変位を検出する被調整直線変位計
の検出出力端に接続されたFFTスペクトラムアナライ
ザから構成された変位計調整装置。
5. A target supported so as to be able to be displaced by vibration.
A displacement driving device for applying a sine wave vibration to a target, and a displacement meter adjusting device including an FFT spectrum analyzer connected to a detection output terminal of an adjusted linear displacement meter for detecting a sine wave vibration displacement of the target.
【請求項6】 振動変位可能に支承されたターゲット、
ターゲットに正弦波振動を与える振動駆動装置、ターゲ
ットの正弦波振動変位を検出する基準変位計、並びにタ
ーゲットの正弦波振動変位を検出する被調整直線変位計
及び基準変位計の各検出出力端に接続されたFFTスペ
クトラムアナライザから構成された変位計調整装置。
6. A target supported so as to be capable of vibrating displacement,
A vibration drive device that applies sine wave vibration to the target, a reference displacement meter that detects the sine wave vibration displacement of the target, and connected to each detection output terminal of the adjusted linear displacement meter and the reference displacement meter that detects the sine wave vibration displacement of the target Displacement meter adjusting device composed of a FFT spectrum analyzer.
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