JP4852264B2 - 表面形状測定用触針式段差計及びその針圧補正方法 - Google Patents
表面形状測定用触針式段差計及びその針圧補正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4852264B2 JP4852264B2 JP2005183474A JP2005183474A JP4852264B2 JP 4852264 B2 JP4852264 B2 JP 4852264B2 JP 2005183474 A JP2005183474 A JP 2005183474A JP 2005183474 A JP2005183474 A JP 2005183474A JP 4852264 B2 JP4852264 B2 JP 4852264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- probe
- needle pressure
- coil
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
ある。
表面形状測定をする際に、まず表面形状測定をしたい力y 1 に対応する針圧発生装置のコイルに流す電流x 1 を出力するため、コンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 を読み込み、針圧発生装置のコイルに流す電流と力の関係式y 1 =ax 1 2 +bx 1 +c 1 から電流x 1 を算出し、算出した電流x 1 を針圧発生装置のコイルに印加することで生じる探針の垂直方向の変位の時間変化を測定し、測定した変位を時間で2階微分することにより求められた探針の下ろし加速度から力y 2 を求め、こうして求めた力y 2 と表面形状測定をしたい力y 1 との差をコンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 に加算して得た値c 2 を定数cの最新の値としてコンピュータ装置に記録し、この最新の値c 2 に基いて実際の測定のために針圧発生装置のコイルに流す電流を設定する こと
を特徴としている。
支点に揺動可能に取り付けられた支持体の一端に探針を取付け、この一端に隣接して探針の垂直方向変位を検出する変位センサの磁性体コアを取付け、支持体の他端には探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアを取付け、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式段差計において、
被測定試料の表面に対して垂直方向に移動可能でしかも被測定試料の表面に沿って相対的に移動可能である探針と;
探針に被測定試料の表面に対して垂直方向に向う針圧を作用させる針圧発生装置と;
探針の垂直方向の変位を検出する変位センサと;
表面形状測定をする際に、まず表面形状測定をしたい力y 1 に対応する針圧発生装置のコ
イルに流す電流x 1 を出力するため、コンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 を読み込み、針圧発生装置のコイルに流す電流と力の関係式y 1 =ax 1 2 +bx 1 +c 1 から電流x 1 を算出し、算出した電流x 1 を針圧発生装置のコイルに印加することで生じる探針の垂直方向の変位の時間変化を測定し、測定した変位を時間で2階微分することにより求められた探針の下ろし加速度から力y 2 を求め、こうして求めた力y 2 と表面形状測定をしたい力y 1 との差をコンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 に加算して得た値c 2 を定数cの最新の値としてコンピュータ装置に記録し、この最新の値c 2 に基いて実際の測定のために針圧発生装置のコイルに流す電流を設定する制御手段と;
を有することを特徴としている。
探針の下ろし加速度を測定して実際の力を求め、求めた力と元の設定した力との差に基き、針圧発生装置のコイルに流す電流xと力yの関係式y=ax2+bx+c(a、b、cは定数)における定数cの値を更新し、定数cの値を更新した新たな関係式に基き針圧発生装置のコイルに流す電流を設定する制御手段を設けているので、一連の操作を自動的に行うことができ、時間の無駄なしに、考え得る中で設定値に最も近い力を出すことができ、0.01mgfの精度で力を発生できるようになる。
y=ax2+bx+c(a、b、cは定数)
で表すことができ、この関係式を用いて、入力した力の設定値から電流を計算して出力する。図5では下向きの力を負としている。コイル電流が0では力は上向きで、探針4は上方に上がり、図1に示した上部ストッパー7aに当たり静止する。
1. コイル電流0で探針4が上に上がっている。すなわち揺動支持棒3が上部ストッ パー7aの位置で静止している。
2. コイル電流を流して探針4を下に下ろす。すなわち揺動支持棒3が下部ストッパー7bの位置で静止する。
3. ステージ9aを動かし、探針4が試料10に乗った状態で探針4の針先の変位を0にする。
4. 表面形状測定をしたい力y1に対応するコイル電流を出力する。
5. 走査ステージ9bを走査して形状測定を行う。
測定者はまずコンピュータ装置11のモニター上で表面形状測定をしたい力y1を指定し、測定開始のボタンを押す。それによりコンピュータ装置11においては定数cの値c1が記録ファイルから読み込まれる。コイル電流xと力yとの関係y1=ax1 2+bx1+c1から針圧発生装置5のコイル5bに流す電流x1が算出され、出力される。その結果、針圧発生装置5のコイル5bは電流x1で励磁され、探針4を下降させる。探針4が下りる際の加速度を測定し、力を算出する。こうして算出した力をy2とする。
c2 = c1 + ( y2 − y1)
が最新の正しいcの値となる。そして、cの値が書かれているコンピュータ装置11におけるファイルにc2を上書きし、コンピュータ装置11において力の較正操作が完了する。
コンピュータ装置11において定数cの値としてc2が記録ファイルから読み込まれる。この場合、探針の4の振動を早く抑えるために1mgf台の力が発生される。こうして探針4が試料10上に乗り、変位がゼロになるようにステージ9aを垂直方向に動かす。
支点要素2の針先の角度は40°で機械加工により製作し、先端部の曲率半径を小さくするため先端部を90°に手動で研磨した。支点要素受け1aの底の角度は140°で製作し、底面はやはり研磨した。それらにより支点まわりの回転がスムースになり、加速度測定時の精度が向上し、また、探針先での力の再現性が増した。また支点要素2と支点要素受け1aは共にSUS304で製作した。
1a:支点要素受け
2:支点要素
3:揺動支持棒
4:探針
5:針圧発生装置
6:変位センサ
7a:上部ストッパー
7b:下部ストッパー
8:試料ホルダー
9a:ステージ
9b:走査ステージ
10:被測定試料
11:コンピュータ装置
12:アナログ入出力ボード
13:針圧発生装置用電源
14:駆動装置
15:汎用インターフェースボード
16:検出回路
Claims (4)
- 支点に揺動可能に取り付けられた支持体の一端に探針を取付け、この一端に隣接して探針の垂直方向変位を検出する変位センサの磁性体コアを取付け、支持体の他端には探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアを取付け、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式段差計の針圧制御方法において、
表面形状測定をする際に、まず表面形状測定をしたい力y 1 に対応する針圧発生装置のコイルに流す電流x 1 を出力するため、コンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 を読み込み、針圧発生装置のコイルに流す電流と力の関係式y 1 =ax 1 2 +bx 1 +c 1 から電流x 1 を算出し、算出した電流x 1 を針圧発生装置のコイルに印加することで生じる探針の垂直方向の変位の時間変化を測定し、測定した変位を時間で2階微分することにより求められた探針の下ろし加速度から力y 2 を求め、こうして求めた力y 2 と表面形状測定をしたい力y 1 との差をコンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 に加算して得た値c 2 を定数cの最新の値としてコンピュータ装置に記録し、この最新の値c 2 に基いて実際の測定のために針圧発生装置のコイルに流す電流を設定する こと
を特徴とする触針式段差計の針圧補正方法。 - 表面形状測定をするに際して毎回その直前に、針圧発生装置のコイルに流す電流xと力yの関係式y=ax2+bx+cにおいて定数cの値を更新することにより表面形状測定したい力と測定された力の差を補正することを特徴とする請求項1に記載の触針式段差計の針圧補正方法。
- 支点に揺動可能に取り付けられた支持体の一端に探針を取付け、この一端に隣接して探針の垂直方向変位を検出する変位センサの磁性体コアを取付け、支持体の他端には探針に針圧を加える針圧発生装置の磁性体コアを取付け、探針が捉えた試料の表面形状を支持体の支点回りの回転運動により変位センサで測定する触針式段差計において、
被測定試料の表面に対して垂直方向に移動可能でしかも被測定試料の表面に沿って相対的に移動可能である探針と;
探針に被測定試料の表面に対して垂直方向に向う針圧を作用させる針圧発生装置と;
探針の垂直方向の変位を検出する変位センサと;
表面形状測定をする際に、まず表面形状測定をしたい力y 1 に対応する針圧発生装置のコイルに流す電流x 1 を出力するため、コンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 を読み込み、針圧発生装置のコイルに流す電流と力の関係式y 1 =ax 1 2 +bx 1 +c 1 から電流x 1 を算出し、算出した電流x 1 を針圧発生装置のコイルに印加することで生じる探針の垂直方向の変位の時間変化を測定し、測定した変位を時間で2階微分することにより求められた探針の下ろし加速度から力y 2 を求め、こうして求めた力y 2 と表面形状測定をしたい力y 1 との差をコンピュータ装置に記録された定数cの値c 1 に加算して得た値c 2 を定数cの最新の値としてコンピュータ装置に記録し、この最新の値c 2 に基いて実際の測定のために針圧発生装置のコイルに流す電流を設定する制御手段と;
を有することを特徴とする触針式段差計。 - 探針、変位センサの磁性体コア及び針圧発生装置の磁性体コアを含む可動部の重心位置の垂直方向成分が、支点の重心位置近くに位置するように構成したことを特徴とする請求項3に記載の触針式段差計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005183474A JP4852264B2 (ja) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | 表面形状測定用触針式段差計及びその針圧補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005183474A JP4852264B2 (ja) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | 表面形状測定用触針式段差計及びその針圧補正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007003336A JP2007003336A (ja) | 2007-01-11 |
JP4852264B2 true JP4852264B2 (ja) | 2012-01-11 |
Family
ID=37689119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005183474A Expired - Fee Related JP4852264B2 (ja) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | 表面形状測定用触針式段差計及びその針圧補正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4852264B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5095255B2 (ja) * | 2007-04-10 | 2012-12-12 | 株式会社アルバック | 表面形状測定用触針式段差計の空気抵抗補正方法 |
US8479581B2 (en) | 2011-05-03 | 2013-07-09 | General Electric Company | Device and method for measuring pressure on wind turbine components |
JP2013007666A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Ulvac Japan Ltd | 表面形状測定用触針式段差計及び該段差計における測定精度の改善方法 |
JP5782863B2 (ja) * | 2011-06-24 | 2015-09-24 | 株式会社アルバック | 表面形状測定用触針式段差計の性能改善方法及び該方法を実施した表面形状測定用触針式段差計 |
JP5848902B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2016-01-27 | 株式会社アルバック | 膜厚測定装置 |
JP5998501B2 (ja) * | 2012-02-07 | 2016-09-28 | 凸版印刷株式会社 | 紙カップフランジ段差測定器と測定方法 |
JP6047045B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2016-12-21 | 株式会社ミツトヨ | 輪郭測定機 |
CN109141334A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-04 | 北京万高众业科技股份有限公司 | 一种弧度检测装置 |
JP7213059B2 (ja) * | 2018-10-24 | 2023-01-26 | 株式会社ミツトヨ | 表面性状測定装置およびその制御方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3401444B2 (ja) * | 1998-12-15 | 2003-04-28 | 株式会社ミツトヨ | 微細形状測定装置 |
JP3564637B2 (ja) * | 2000-03-02 | 2004-09-15 | 株式会社東京精密 | 粗さ測定装置 |
-
2005
- 2005-06-23 JP JP2005183474A patent/JP4852264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007003336A (ja) | 2007-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4852264B2 (ja) | 表面形状測定用触針式段差計及びその針圧補正方法 | |
JP5095084B2 (ja) | 試料の表面形状の測定方法及び装置 | |
JP2006226964A5 (ja) | ||
JP3967274B2 (ja) | 測定装置 | |
JP5173292B2 (ja) | 試料の表面形状の測定方法 | |
JP6375178B2 (ja) | 天秤型の食感測定装置 | |
JP4922583B2 (ja) | 表面形状測定用触針式段差計の摩擦力補正方法 | |
Chetwynd et al. | A controlled-force stylus displacement probe | |
JP5782863B2 (ja) | 表面形状測定用触針式段差計の性能改善方法及び該方法を実施した表面形状測定用触針式段差計 | |
JP2003337094A (ja) | 微小硬さ試験機 | |
JP2008026128A (ja) | 表面追従型測定器 | |
JP2007327826A (ja) | 表面形状測定用触針式段差計の力の補正方法 | |
JP4659529B2 (ja) | 表面形状測定用触針式段差計及びその自動較正方法 | |
TW200823428A (en) | Three-dimensional nano touch trigger probe | |
JP5297735B2 (ja) | 接触式変位センサ | |
JPH08285512A (ja) | 微細表面形状測定装置 | |
JP2009063417A (ja) | 形状測定装置及び形状測定装置の制御方法 | |
JP4909562B2 (ja) | 表面性状測定装置 | |
JP4500156B2 (ja) | 材料特性評価装置 | |
JPS63223539A (ja) | 微小領域強度試験装置 | |
JP5095255B2 (ja) | 表面形状測定用触針式段差計の空気抵抗補正方法 | |
JPH09264897A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
JP2001124682A (ja) | 硬さ試験機および硬さ試験機における機体歪み補正方法 | |
JPH0387637A (ja) | 表面特性測定装置 | |
JPH04157340A (ja) | 微小摩擦力測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110928 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4852264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |