JPH0534145A - Measuring apparatus with automatic offset regulation function - Google Patents
Measuring apparatus with automatic offset regulation functionInfo
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- JPH0534145A JPH0534145A JP3216012A JP21601291A JPH0534145A JP H0534145 A JPH0534145 A JP H0534145A JP 3216012 A JP3216012 A JP 3216012A JP 21601291 A JP21601291 A JP 21601291A JP H0534145 A JPH0534145 A JP H0534145A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、測定物の表面性状等の
状態を検出する測定機に関し、特に測定値に付加するオ
フセット値を与えられた条件に応じて自動調整する自動
オフセット調整機能付き測定機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring machine for detecting the state of the surface property of a measured object, and more particularly to an automatic offset adjusting function for automatically adjusting an offset value added to the measured value in accordance with a given condition. Regarding measuring machines.
【０００２】[0002]
【従来の技術】物体表面の性状は、変化の小さい順に、
粗さ、うねり、輪郭（形状）等と呼ばれる。表面性状測
定機は、このような物体表面の性状を、接触型又は非接
触型の検出器を用いて高精度に検出する。接触型の検出
器（触針）を用いる表面性状測定機には、フルストロー
ク０．５ｍｍを数１０００分の１の分解能で測定できる
タイプもある。このような高分解能の測定機は、倍率の
異なる複数の測定レンジを有し、測定対象とする範囲が
できるだけ大振幅で表示できるように、測定レンジを選
択可能にしている。加えて、測定値に付加するオフセッ
ト値の調整も必要である。2. Description of the Related Art The properties of the surface of an object are
It is called roughness, waviness, contour (shape), etc. The surface texture measuring machine detects such a texture of the surface of an object with high accuracy using a contact type or non-contact type detector. Some surface texture measuring machines using a contact type detector (stylus) can measure a full stroke of 0.5 mm with a resolution of several thousandths. Such a high-resolution measuring instrument has a plurality of measurement ranges with different magnifications, and the measurement ranges can be selected so that the range to be measured can be displayed with as large an amplitude as possible. In addition, it is necessary to adjust the offset value added to the measurement value.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
測定機では、予備的な測定を繰り返しながら最適なレン
ジの選択およびオフセット値の調整をしているため、本
測定可能となるまでの段取りに時間がかかり、また、接
触型の触針を用いる測定機では、何度も測定を繰り返す
ことで測定物表面を傷つける心配がある。本発明は、測
定値に付加するオフセット値を自動調整することで、高
倍率でもオーバレンジしにくくすると共に、本測定まで
の段取り時間を短縮し、また測定対象とする物体表面を
傷つけないようにすることを目的としている。However, in the conventional measuring machine, since the optimum range is selected and the offset value is adjusted while repeating the preliminary measurement, it takes time to set up before the actual measurement can be performed. In addition, in a measuring machine using a contact-type stylus, there is a concern that the measurement object surface may be damaged by repeating the measurement many times. The present invention automatically adjusts the offset value added to the measurement value to prevent overrange even at high magnification, shorten the setup time until the main measurement, and prevent damage to the object surface to be measured. The purpose is to do.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、測定物の状態を検出する手段と、この検出
手段の検出出力にオフセット値を加える手段と、このオ
フセット値が加えられた検出値を順次サンプリングして
処理する手段と、前記オフセット値を自動調整して測定
開始時の前記検出値を零にするオフセット調整手段とを
備えてなることを第１の特徴としている。In order to achieve the above object, in the present invention, means for detecting the state of the object to be measured, means for adding an offset value to the detection output of this detecting means, and this offset value are added. The first feature is that it is provided with means for sequentially sampling and processing the detected values and offset adjusting means for automatically adjusting the offset value to make the detected value zero at the start of measurement.
【０００５】また本発明では、測定物の状態を検出する
手段と、この検出手段ので検出出力にオフセット値を加
える手段と、このオフセット値が加えられた検出値を順
次サンプリングして処理する手段と、前記検出手段の位
置決め完了時に前記検出値をあらかじめ設定した位置決
め目標値に自動調整するオフセット調整手段とを備えて
なることを第２の特徴としている。Further, according to the present invention, means for detecting the state of the object to be measured, means for adding an offset value to the detection output by the detection means, and means for sequentially sampling and processing the detection values to which the offset value has been added. A second feature is that the apparatus further comprises offset adjusting means for automatically adjusting the detected value to a preset positioning target value when the positioning of the detecting means is completed.
【０００６】更に本発明では、測定物の状態を検出する
手段と、この検出手段の検出出力にオフセット値を加え
る手段と、このオフセット値が加えられた検出値を順次
サンプリングして処理する手段と、この処理手段による
データサンプリング時毎に今回サンプリングした検出値
をあらかじめ設定した上限値および下限値と比較し、前
記検出値が前記上限値または下限値を越えたときは次回
のデータサンプリング時に使用する前記オフセット値を
あらかじめ設定した値だけ増加又は減少させるオフセッ
ト調整手段とを備えてなることを第３の特徴としてい
る。Further, according to the present invention, means for detecting the state of the object to be measured, means for adding an offset value to the detection output of the detecting means, and means for sequentially sampling and processing the detection values to which the offset value has been added. , The detected value sampled this time is compared with preset upper and lower limit values every time data is sampled by this processing means, and when the detected value exceeds the upper or lower limit value, it is used at the next data sampling. A third feature is that the apparatus is provided with offset adjusting means for increasing or decreasing the offset value by a preset value.
【０００７】更にまた本発明では、測定物の状態を検出
する手段と、この検出手段の検出出力にオフセット値を
加える手段と、このオフセット値が加えられた検出値を
順次サンプリングして処理する手段と、この処理手段に
よるデータサンプリング時毎に今回サンプリングした検
出値からオフセット修正値を求め、このオフセット修正
値を前回のオフセット値に加算または減算するオフセッ
ト調整手段とを備えてなることを第４の特徴としてい
る。Further, according to the present invention, means for detecting the state of the object to be measured, means for adding an offset value to the detection output of the detecting means, and means for sequentially sampling and processing the detection values to which the offset value has been added. And an offset adjusting means for obtaining an offset correction value from the detection value sampled this time every time data is sampled by the processing means and adding or subtracting the offset correction value to the previous offset value. It has a feature.
【０００８】また本発明では、測定物の状態を検出する
手段と、この検出手段の検出出力にオフセット値を加え
る手段と、このオフセット値が加えられた検出値を順次
サンプリングして処理する手段と、この処理手段による
データサンプリング時毎に今回サンプリングした検出値
からオフセット修正値を求め、このオフセット修正値を
前回のオフセット値に加算または減算するオフセット調
整手段と、このオフセット調整手段によるオフセット調
整を受けた検出値から、あらかじめ評価されている前記
検出手段の誤差データを減算する手段とを備えてなるこ
とを第５の特徴としている。Further, according to the present invention, means for detecting the state of the object to be measured, means for adding an offset value to the detection output of the detecting means, and means for sequentially sampling and processing the detection values to which the offset value has been added. , The offset correction value is obtained from the detection value sampled this time every time data is sampled by this processing means, and the offset correction value is added to or subtracted from the previous offset value, and the offset adjustment means receives the offset adjustment value. A fifth feature is that it is provided with means for subtracting error data of the detecting means evaluated in advance from the detected value.
【０００９】更に本発明では、測定物の状態を検出する
手段と、この検出手段の検出出力にオフセット値を加え
る手段と、このオフセット値が加えられた検出値を順次
サンプリングして処理する手段と、この処理手段による
データサンプリング時毎に今回サンプリングした検出値
からオフセット修正値を求め、このオフセット修正値を
前回のオフセット値に加算または減算するオフセット調
整手段と、このオフセット調整手段によるオフセット調
整を受けた検出値から、あらかじめ評価されている前記
検出手段の誤差データを減算する手段と、あらかじめ前
記検出手段の誤差データを所定の変位毎に実測し、この
実測誤差データから補間誤差データを算出すると共に、
この実測誤差データと補間誤差データを共に格納して前
記減算手段の使用に供する検出手段誤差テーブルとを備
えてなることを第６の特徴としている。Further, according to the present invention, means for detecting the state of the object to be measured, means for adding an offset value to the detection output of the detecting means, and means for sequentially sampling and processing the detection values to which the offset value has been added. , The offset correction value is obtained from the detection value sampled this time every time data is sampled by this processing means, and the offset correction value is added to or subtracted from the previous offset value, and the offset adjustment means receives the offset adjustment value. And a means for subtracting the error data of the detecting means that has been evaluated in advance from the detected value, and the error data of the detecting means is measured in advance for each predetermined displacement, and the interpolation error data is calculated from the measured error data. ,
A sixth feature is that the measurement means error data and the interpolation error data are stored together and the detection means error table is provided for use in the subtraction means.
【００１０】[0010]
【作用】測定値に加えるオフセット値が、与えられた条
件に従い自動調整されると、オフセット調整するための
操作が不要となるので、本測定までの段取り時間は著し
く短縮され、また測定物を損傷することもない。更に高
いレンジでもオーバレンジしにくくなる。オフセット値
を自動調整する条件は種々に定めることができるので、
これにより以下のような独自の効果が生み出される。。[Operation] When the offset value added to the measured value is automatically adjusted according to the given conditions, the operation for adjusting the offset becomes unnecessary, so the setup time until the main measurement is significantly shortened and the measured object is damaged. There is nothing to do. It becomes difficult to overrange even at higher ranges. Since the conditions for automatically adjusting the offset value can be set in various ways,
This produces the following unique effects. .
【００１１】本発明の第１の特徴によると、測定開始時
の測定値が自動的に零に調整されるため、測定毎に零調
整やオフセット調整をする必要がなくなる。本発明の第
２の特徴によると、測定開始時の測定値が自動的に位置
決め目標値に調整されるため、位置決め誤差を自動的に
修正できる。According to the first feature of the present invention, since the measured value at the start of measurement is automatically adjusted to zero, it is not necessary to perform zero adjustment or offset adjustment for each measurement. According to the second aspect of the present invention, the measurement value at the start of measurement is automatically adjusted to the positioning target value, so that the positioning error can be automatically corrected.
【００１２】本発明の第３および第４の特徴によると、
レンジ切替を行うことなく最高分解能で最大範囲の測定
が可能になる。本発明の第５の特徴によると、第４の特
徴の利点に加え、検出手段の低レンジ直線性誤差等を補
正することができる。本発明の第６の特徴によると、検
出手段の直線性誤差のみならず、増幅器等の他の回路の
非直線性をも補正することができる。According to the third and fourth features of the present invention,
It is possible to measure the maximum range with the highest resolution without switching the range. According to the fifth feature of the present invention, in addition to the advantage of the fourth feature, it is possible to correct the low range linearity error of the detection means. According to the sixth feature of the present invention, not only the linearity error of the detecting means but also the non-linearity of other circuits such as an amplifier can be corrected.
【００１３】[0013]
【実施例】図１および図２は、本発明を適用するＣＰＵ
内蔵型表面性状測定機の分割されたブロック図である。
図１は主としてＣＰＵとその入出力回路を示す部分ブロ
ック図である。これに対し、図２は表面性状測定機特有
の構成を示す部分ブロック図である。これらの図を結ぶ
共通バス１０はアドレスバス、データバス、クロックラ
イン等を含んでいる。1 and 2 show a CPU to which the present invention is applied.
It is a divided block diagram of a built-in type surface texture measuring machine.
FIG. 1 is a partial block diagram mainly showing a CPU and its input / output circuit. On the other hand, FIG. 2 is a partial block diagram showing a configuration peculiar to the surface texture measuring machine. The common bus 10 connecting these figures includes an address bus, a data bus, a clock line, and the like.
【００１４】図１において、１１は制御中枢となるＣＰ
Ｕ（中央処理装置）である。このＣＰＵ１１は定期的な
処理と非定期的な処理を行うが、リアルタイムクロック
発生器１１ａは出力クロックで一定時間（例えば５ｍ
ｓ）毎に割り込みをかけ、定期的な処理を繰り返し実行
させる。このＣＰＵ１１は共通バス１０を介してメモリ
１２を使用する。このメモリ１２にはＲＡＭ（ランダム
アクセスメモリ）とＲＯＭ（リードオンリメモリ）とが
含まれる。このうち、ＲＯＭには主としてＣＰＵ１１の
動作プログラムや各種処理用の定数テーブルが格納され
ている。これに対し、ＲＡＭは各種測定条件や収集デー
タ等の格納に使用され、必要に応じて電源オフ後にもデ
ータが消滅しないようにバッテリ等でバックアップされ
る。In FIG. 1, 11 is a control center CP.
U (central processing unit). The CPU 11 performs regular processing and aperiodic processing, but the real-time clock generator 11a uses the output clock for a fixed time (for example, 5 m).
An interrupt is issued every s), and periodical processing is repeatedly executed. The CPU 11 uses the memory 12 via the common bus 10. The memory 12 includes a RAM (random access memory) and a ROM (read only memory). Of these, the ROM mainly stores operation programs for the CPU 11 and constant tables for various processes. On the other hand, the RAM is used for storing various measurement conditions and collected data, and is backed up by a battery or the like as necessary so that the data is not lost even after the power is turned off.
【００１５】このＣＰＵ１１の周辺にはプリンタ１３や
ＣＲＴディスプレイ１４等の出力機器、およびキーボー
ド１５、マウス１６、スイッチ１７等の入力機器が接続
される。プリンタ１３は各種の測定条件や収集データ等
を文字やグラフ等で印字出力するためのもので、このイ
ンターフェースには例えばセントロニクスタイプの出力
回路１２ａが使用される。ＣＲＴディスプレイ１４はビ
デオメモリ１４ｂに格納された測定条件や測定データ等
をＣＲＴ画面に表示する。ＣＲＴ制御回路１４ａはディ
スプレイ１４の水平掃引および垂直掃引の同期制御、お
よびビデオメモリ１４ｂのリード、ライト制御を行う。Around the CPU 11, output devices such as a printer 13 and a CRT display 14 and input devices such as a keyboard 15, a mouse 16 and a switch 17 are connected. The printer 13 is for printing out various measurement conditions, collected data, and the like in characters, graphs, etc. For this interface, for example, a Centronics type output circuit 12a is used. The CRT display 14 displays the measurement conditions, measurement data, etc. stored in the video memory 14b on the CRT screen. The CRT control circuit 14a controls the horizontal sweep and the vertical sweep of the display 14, and controls the read and write of the video memory 14b.
【００１６】ビデオメモリ１４ｂには、例えばカラーグ
ラフィックディスプレイの使用時には、ディスプレイ１
４に表示される各画素の色情報が格納される。図３はデ
ィスプレイ画面の一例を示したものである。この例では
１つの画面を複数に分割し、大面積のＡ部には表面粗さ
を示す拡大記録図形を表示している。この拡大記録図形
表示部Ａの縦軸は凹凸の度合い（振幅）、横軸は距離
（後述の検出器送り位置）である。この他に触針ポジシ
ョン表示部Ｂやアイコン表示部Ｃ等もある。The video memory 14b contains a display 1 when a color graphic display is used, for example.
Color information of each pixel displayed in No. 4 is stored. FIG. 3 shows an example of the display screen. In this example, one screen is divided into a plurality of areas, and an enlarged recorded figure showing the surface roughness is displayed in the large area A. The vertical axis of the enlarged recorded figure display portion A is the degree of unevenness (amplitude), and the horizontal axis is the distance (detector feed position described later). In addition to this, there is a stylus position display portion B, an icon display portion C, and the like.
【００１７】キーボード１５はアルファベットキー、数
字キー等を有し、各キーのオン情報をエンコード回路１
５ｂでコード化してＣＰＵ１１へ入力する。１５ａはこ
のとき使用されるキー入力回路である。マウス１６は２
軸のエンコーダとスイッチを内蔵し、エンコーダ出力は
計数器１６ｂで計数される。この計数器１６ｂの計数値
はマウス入力回路１６ａを介してＣＰＵ１１へ入力され
る。このとき、マウス１６のスイッチ信号もマウス入力
回路１６ａを介してＣＰＵ１１へ入力する。The keyboard 15 has alphabetic keys, numeric keys, etc., and the ON information of each key is encoded by the encoding circuit 1.
5b is coded and input to the CPU 11. Reference numeral 15a is a key input circuit used at this time. Mouse 16 is 2
A shaft encoder and a switch are incorporated, and the encoder output is counted by the counter 16b. The count value of the counter 16b is input to the CPU 11 via the mouse input circuit 16a. At this time, the switch signal of the mouse 16 is also input to the CPU 11 via the mouse input circuit 16a.
【００１８】スイッチ１７は各種の押ボタンスイッチ、
選択スイッチ、リミットスイッチ等からなり、各スイッ
チの信号はスイッチ入力回路１７ａを介してＣＰＵ１１
へ入力する。後述する例で必要な信号には、検出器の上
昇、下降、左行、右行等の指示を与える手動操作信号
や、測定スタート等の自動操作信号、更には機構部分の
動作ストロークオーバ信号等がある。The switch 17 is various push button switches,
The switch 11 includes a selection switch, a limit switch, and the like.
To enter. The signals required in the examples described later include manual operation signals that give instructions for detector up / down, left / right direction, etc., automatic operation signals such as measurement start, and operation stroke over signal of the mechanism part. There is.
【００１９】一方、図２の構成には粗さ検出器２１、記
録計２２、検出器送り位置スケール２３、検出器送りユ
ニット２４、コラム２５、傾斜補正用載物台２６が含ま
れる。粗さ検出器２１は、例えば機械的な触針を測定物
表面に接触させ、必要に応じて前記触針を移動させなが
ら測定物表面の凹凸を検出する。この検出器２１の出力
はレベルが低く雑音の影響を受け易いので、これをノイ
ズ除去用のブリッジ２１ａに入力し、さらにその出力
（正弦波信号）を同期整流器２１ｂに入力する。このブ
リッジ２１ａと同期整流器２１ｂは共に発振器２１ｃか
らの正弦波信号を入力されているので、この部分で同期
整流することにより触針の上下変位に応じた直流電圧だ
けが出力される。同期整流器２１ｂの出力は測定レンジ
（倍率）決定用の増幅器２１ｄで増幅された後、Ａ／Ｄ
変換器２１ｅでディジタル信号に変換され、検出器信号
入力回路２１ｆを通してＣＰＵ１１に取り込まれる。On the other hand, the configuration of FIG. 2 includes a roughness detector 21, a recorder 22, a detector feed position scale 23, a detector feed unit 24, a column 25, and a tilt correction stage 26. The roughness detector 21 detects irregularities on the surface of the object to be measured, for example, by bringing a mechanical contact point into contact with the surface of the object to be measured and moving the needle as necessary. Since the output of this detector 21 is low in level and susceptible to noise, it is input to the noise removing bridge 21a, and its output (sine wave signal) is input to the synchronous rectifier 21b. Since the bridge 21a and the synchronous rectifier 21b both receive the sine wave signal from the oscillator 21c, synchronous rectification at this portion outputs only a DC voltage corresponding to the vertical displacement of the stylus. The output of the synchronous rectifier 21b is amplified by an amplifier 21d for determining the measurement range (magnification), and then the A / D
It is converted into a digital signal by the converter 21e, and is taken into the CPU 11 through the detector signal input circuit 21f.
【００２０】以上の基本的な構成に対し、加算器２７ａ
で零点調整用のオフセット電圧が加算される。このオフ
セット電圧は、触針の変位量とは独立して零点を決定で
きるようにするもので、ＣＰＵ１１から出力される。但
し、ＣＰＵ１１の出力はディジタル量であるので、これ
をオフセット出力回路２７ｃを介してＤ／Ａ変換器２７
ｂに入力し、ここでアナログ電圧に変換してから使用す
る。一方、増幅器２１ｄの増幅度を切換えるレンジ切替
信号はＣＰＵ１１から出力され、レンジ切替出力回路２
８ａを介して増幅器２１ｄに与えられる。このレンジ切
替信号の値を変えると増幅器２１ｄの増幅度を変化させ
ることができるので、これにより測定データに適した拡
大倍率で表示或いは印字等を行うことができる。In addition to the above basic structure, the adder 27a
At, the offset voltage for zero adjustment is added. This offset voltage enables the zero point to be determined independently of the displacement of the stylus, and is output from the CPU 11. However, since the output of the CPU 11 is a digital quantity, this is output to the D / A converter 27 via the offset output circuit 27c.
It is input to b and used here after being converted into an analog voltage. On the other hand, a range switching signal for switching the amplification degree of the amplifier 21d is output from the CPU 11, and the range switching output circuit 2
It is given to the amplifier 21d via 8a. Since the amplification degree of the amplifier 21d can be changed by changing the value of the range switching signal, it is possible to display or print at the enlargement magnification suitable for the measurement data.
【００２１】記録計２２は主として触針変位を波形とし
て記録するものであるため、ＣＰＵ１１は触針変位値に
対し予め決められている定数値を乗算し、その結果を記
録計用出力回路２２ａを介して出力する。この出力回路
２２ａの出力はディジタル値であるので、これをＤ／Ａ
変換器２２ｂでアナログ値に変換して記録計２２へ入力
する。Since the recorder 22 mainly records the stylus displacement as a waveform, the CPU 11 multiplies the stylus displacement value by a predetermined constant value and outputs the result to the recorder output circuit 22a. Output through. Since the output of this output circuit 22a is a digital value, it is D / A
It is converted into an analog value by the converter 22b and input to the recorder 22.
【００２２】上述した粗さ検出器２１と記録計２２に関
係する部分は表面性状測定器の検出および記録に関する
ものであり、後述する検出器送り位置スケール２３から
傾斜補正用載物台２６までは測定対象とする測定物と触
針の位置関係を適正化したり、検出器を摺動させたりす
る機構部分に関する。The above-mentioned parts related to the roughness detector 21 and the recorder 22 are related to the detection and recording of the surface texture measuring device, and from the detector feed position scale 23 to the tilt correcting stage 26 which will be described later. The present invention relates to a mechanism portion for optimizing the positional relationship between a measurement object to be measured and a stylus and sliding a detector.
【００２３】検出器送り位置スケール２３は、粗さ検出
器２１（ここでは機械式の触針を想定する）を測定物の
表面と平行な方向に送った場合の平行方向位置、即ちデ
ィスプレイ１４や記録計２２における拡大記録図形の横
軸方向の位置を検出するためのスケールである。このス
ケール２３がインクリメンタル型である場合、所定の移
動量毎に１パルス発生するという出力形態をとるので、
後段の計数器２３ｂでこのパルスを計数してスタート位
置からの積算移動量（これを検出器の送り位置と呼ぶ）
を求める。ＣＰＵ１１はこの送り位置を表示や印字制御
上必要とするので、これを送り位置入力回路２３ａを介
してＣＰＵ１１へ転送する。The detector feed position scale 23 is a parallel position when the roughness detector 21 (here, a mechanical stylus is assumed) is fed in a direction parallel to the surface of the object to be measured, that is, the display 14 or the like. This is a scale for detecting the position in the horizontal axis direction of the enlarged recorded figure in the recorder 22. When the scale 23 is an incremental type, it takes an output form that one pulse is generated for each predetermined movement amount.
This pulse is counted by the counter 23b in the subsequent stage, and the total amount of movement from the start position (this is called the detector feed position)
Ask for. Since the CPU 11 needs this feed position for display and print control, it transfers it to the CPU 11 via the feed position input circuit 23a.
【００２４】尚、計数器２３ｂが所定の送り位置毎に距
離信号を発生する機能を有していると、この距離信号で
ＣＰＵ１１に割り込みをかけることができる。この割り
込みは、検出器２１の実際の位置に応じたものであるた
め、リアルタイムクロックによる時間割り込みとは別
に、表示或いは記録制御上便利な使い方ができる。If the counter 23b has a function of generating a distance signal for each predetermined feed position, the CPU 11 can be interrupted by this distance signal. Since this interrupt corresponds to the actual position of the detector 21, it can be conveniently used for display or recording control in addition to the time interrupt by the real-time clock.
【００２５】検出器送りユニット２４は、図４に示すよ
うに検出器２１を水平方向（矢印Ｈ方向）に移動させる
機構である。上述のスケール２３はこの送りユニット２
４による検出器２１の移動量を計測する。送りユニット
２４はコラム機構２５によって上下動可能であり、これ
により測定物（ワーク）３０との垂直方向（矢印Ｖ方
向）の距離を任意に調整することができる。測定物３０
は傾斜補正用載物台（オートレベリングテーブル）２６
上に載置され、所定の範囲内で任意に水平度（角度θ）
を調整できる。３１は載物台３０や送りユニット２４等
を安定した位置関係に保つ定盤である。The detector feed unit 24 is a mechanism for moving the detector 21 in the horizontal direction (direction of arrow H) as shown in FIG. The above-mentioned scale 23 is the feeding unit 2
The movement amount of the detector 21 by 4 is measured. The feed unit 24 can be moved up and down by the column mechanism 25, whereby the distance in the vertical direction (direction of arrow V) from the measurement object (workpiece) 30 can be arbitrarily adjusted. Measured object 30
Is a table for tilt correction (auto leveling table) 26
It is placed on the surface and the horizontal degree (angle θ) is arbitrarily set within a predetermined range.
Can be adjusted. Reference numeral 31 is a surface plate that keeps the stage 30 and the feed unit 24 in a stable positional relationship.
【００２６】検出器送りユニット２４の駆動源には例え
ば直流電動モータを使用する。この場合、ＣＰＵ１１は
送り速度の指令信号を出力して送りユニット２４の送り
位置を制御する。この送り速度信号（ディジタル量）は
送り速度出力回路２４ａで取り込まれ、Ｄ／Ａ変換器２
４ｂでアナログ量に変換される。そして、このアナログ
電圧を駆動信号に変換するためパルス幅変調器２４ｃを
使用し、その出力を直流駆動モータの駆動増幅器２４ｄ
に入力する。A DC electric motor, for example, is used as a drive source for the detector feeding unit 24. In this case, the CPU 11 outputs a feed speed command signal to control the feed position of the feed unit 24. This feed rate signal (digital amount) is taken in by the feed rate output circuit 24a, and the D / A converter 2
4b is converted into an analog quantity. A pulse width modulator 24c is used to convert this analog voltage into a drive signal, and its output is used as a drive amplifier 24d of a DC drive motor.
To enter.
【００２７】検出器送りユニット２４を上下動作させる
コラム機構２５の駆動源に例えばパルスモータを使用し
た場合、ＣＰＵ１１が出力する上下移動データを上下移
動出力回路２５ａで取り込み、これをパルス発生器２５
ｂでパルス列に変換する。このパルスは単位移動量当た
り１パルスとなるように発生され、パルス計数器２５ｃ
で計数される。そして、この計数値を駆動増幅器２５ｄ
に入力することでコラム機構２５の上下移動量を制御で
きる。When, for example, a pulse motor is used as the driving source of the column mechanism 25 for vertically moving the detector feed unit 24, the vertical movement output circuit 25a takes in the vertical movement data output from the CPU 11, and the pulse generator 25 receives it.
Convert to pulse train at b. This pulse is generated so that there is one pulse per unit movement amount, and the pulse counter 25c
Is counted in. Then, this count value is used as the driving amplifier 25d.
The vertical movement amount of the column mechanism 25 can be controlled by inputting into the column.
【００２８】測定物３０の水平度を調整する傾斜補正用
載物台２６の駆動源にパルスモータを使用した場合は、
ＣＰＵ１１からの補正角度データを補正角度出力回路２
６ａで取り込む。あとはコラム２５の場合と同様にパル
ス発生器２６ｂ、パルス計数器２６ｃ、駆動増幅器２６
ｄを用いてパルスモータを駆動し、測定物３０を載置し
た載物台２６の傾きを調整する。When a pulse motor is used as the drive source of the tilt correction stage 26 for adjusting the levelness of the object 30 to be measured,
The correction angle output circuit 2 receives the correction angle data from the CPU 11.
Capture with 6a. After that, as in the case of the column 25, the pulse generator 26b, the pulse counter 26c, the drive amplifier 26
The pulse motor is driven using d to adjust the inclination of the stage 26 on which the measured object 30 is placed.
【００２９】この様な測定器では、２種類のオフセット
調整が必要である。１つは、本発明で対象とする検出器
２１のオフセット調整であり、これはオフセット出力回
路２７ｃに対する出力値の処理により行う。他の１つ
は、本発明とは関係しない表示又は印字出力に関するオ
フセット調整である。これは、オフセット出力回路２７
ｃの出力操作に関係なく、検出器信号入力回路２１ｆか
ら入力した検出器信号にレンジ定数を乗算し、更に表示
又は記録計２２用の倍率定数を乗算して表示又は記録出
力を求める出力オフセット調整である。In such a measuring instrument, two types of offset adjustment are required. One is the offset adjustment of the detector 21, which is the object of the present invention, and this is performed by processing the output value to the offset output circuit 27c. The other is offset adjustment for display or print output that is not related to the present invention. This is the offset output circuit 27
Output offset adjustment for obtaining display or recording output by multiplying the detector signal input from the detector signal input circuit 21f by the range constant and further multiplying by the magnification constant for the display or recorder 22 regardless of the output operation of c. Is.
【００３０】以下、本発明の各実施例を説明する。図５
は、本発明の実施例１の説明図である。同図は、検出器
信号入力回路２１ｆから検出器信号を入力し、それにレ
ンジ番号によって決まる定数を乗算した結果、即ち検出
値をメモリ中に順次格納していく時の検出値の推移を示
したものである。本発明は収集した検出値がオーバレン
ジ（測定可能な範囲を超えること）しないようにオフセ
ット調整するものであり、この実施例１では測定開始値
を零にすることにより、測定毎の零調整やオフセット調
整を不要にする。Each embodiment of the present invention will be described below. Figure 5
[FIG. 3] is an explanatory diagram of Embodiment 1 of the present invention. This figure shows the result of inputting the detector signal from the detector signal input circuit 21f and multiplying it by a constant determined by the range number, that is, the transition of the detected value when the detected values are sequentially stored in the memory. It is a thing. The present invention adjusts the offset so that the collected detection values do not overrange (exceeds the measurable range). In the first embodiment, the measurement start value is set to zero, so that zero adjustment for each measurement and No need for offset adjustment.
【００３１】図６は、本発明の実施例２の説明図であ
る。この図６も図５と同様の検出値推移を示している。
この実施例２では測定データの測定開始値を、あらかじ
め定めた位置決め目標値に自動調整する。この調整は検
出器２１の高さ方向位置決め完了後に行う。この場合の
オフセット値は、位置決め完了時点の測定データと位置
決め目標値との差である。この様なオフセット調整は、
位置決め誤差を自動修正する場合に有用である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention. This FIG. 6 also shows the same transition of detected values as FIG.
In the second embodiment, the measurement start value of the measurement data is automatically adjusted to the predetermined positioning target value. This adjustment is performed after the positioning of the detector 21 in the height direction is completed. The offset value in this case is the difference between the measured data at the time of positioning completion and the positioning target value. Such offset adjustment is
This is useful when automatically correcting the positioning error.
【００３２】図６ではレンズのように中央部が膨出して
いる測定物の測定データを例示している。この様な測定
物を対象として図５のようなオフセット調整を行うと、
中央部がオーバレンジするため高い測定レンジを使用で
きない問題がある。これに対し、図６のようにオフセッ
ト調整すると、測定開始設定値が零点より低いため、高
いレンジを使用しても測定データの中央部分をオーバレ
ンジさせることがない。FIG. 6 exemplifies measurement data of a measurement object such as a lens whose central portion is bulged. When the offset adjustment as shown in FIG. 5 is performed for such a measured object,
There is a problem that a high measurement range cannot be used because the central part is overranged. On the other hand, if the offset adjustment is performed as shown in FIG. 6, the measurement start set value is lower than the zero point, so that the center portion of the measurement data is not overranged even if a high range is used.
【００３３】図７は、上述した実施例１および２に共通
する自動オフセット調整機能のフローチャートであり、
この機能は図１のＣＰＵ１１のソフト処理により実現さ
れる。即ち、始めのステップＳ１は、ＣＰＵ１１から共
通バス１０を介してオフセット出力回路２７ｃに零を出
力し、オフセットをキャンセルする処理である。また次
のステップＳ２は後述するオフセット調整変数Ｄｏｆを
零にする処理である。これらのステップＳ１，Ｓ２は本
ルーチンの開始直後に１回だけ行う。FIG. 7 is a flow chart of the automatic offset adjustment function common to the above-described first and second embodiments.
This function is realized by software processing of the CPU 11 in FIG. That is, the first step S1 is processing for outputting zero from the CPU 11 via the common bus 10 to the offset output circuit 27c to cancel the offset. Further, the next step S2 is a process for making the offset adjustment variable Dof described later zero. These steps S1 and S2 are performed only once immediately after the start of this routine.
【００３４】次のステップＳ３からステップＳ６までは
ループ処理であり、ループ最初のステップＳ３では現在
の検出値Ｚｃｒを求める。この現在の検出値Ｚｃｒは、
検出器信号入力回路２１ｆからの入力値に、現在選択し
ているレンジによって決まる定数を乗算した結果であ
る。The following steps S3 to S6 are a loop process, and the current detection value Zcr is obtained in the first step S3 of the loop. This current detected value Zcr is
This is the result of multiplying the input value from the detector signal input circuit 21f by a constant determined by the currently selected range.
【００３５】続くステップＳ４では、現在の検出値Ｚｃ
ｒを、予め設定されている検出値の目標値Ｚｓｔと比較
し、両者の差の絶対値｜Ｚｓｔ−Ｚｃｒ｜が一定値β超
であればステップＳ５へ進んで処理を継続する。この一
定値βはオフセット不感帯であり、差の絶対値｜Ｚｓｔ
−Ｚｃｒ｜が非常に小さくて（β以下）補正しきれない
場合に、ループを抜けて終了できるように考慮したもの
である。In the following step S4, the present detected value Zc
r is compared with a preset target value Zst of the detected value, and if the absolute value | Zst-Zcr | of the difference between the two exceeds a constant value β, the process proceeds to step S5 and continues the process. This constant value β is the offset dead zone, and the absolute value of the difference | Zst
This is taken into consideration so that the loop can be terminated when -Zcr | is too small (less than or equal to β) to be corrected.
【００３６】ステップＳ５では今回の変数Ｄｏｆに（Ｚ
ｓｔ−Ｚｃｒ）の減算結果を加算して次回の変数Ｄｏｆ
を算出する。このステップＳ５を実行すると、１回目は
今回の変数Ｄｏｆが０であるから、次回の変数Ｄｏｆは
（Ｚｓｔ−Ｚｃｒ）となる。この次回の変数Ｄｏｆの値
をステップＳ６でオフセット出力回路２７ｃへ出力する
と、次にステップＳ３で求める２回目の検出値Ｚｃｒ
は、上記次回の変数Ｄｏｆ＝０＋（Ｚｓｔ−Ｚｃｒ）に
対応するオフセットを含む値となるため、目標値Ｚｓｔ
に極めて近い値になる。In step S5, this variable Dof is set to (Z
st-Zcr) subtraction result is added and the next variable Dof
To calculate. When this step S5 is executed, the variable Dof of this time is 0 for the first time, so the variable Dof of the next time becomes (Zst-Zcr). When the value of the next variable Dof is output to the offset output circuit 27c in step S6, the second detected value Zcr obtained in step S3 is obtained.
Becomes a value including the offset corresponding to the next variable Dof = 0 + (Zst−Zcr), and thus the target value Zst
Very close to.
【００３７】従って、回路に非直線誤差やオフセット等
が無ければ、ステップＳ５の処理を１回行うだけで、オ
フセットを含む次回の検出値Ｚｃｒは目標値Ｚｓｔに達
するが、一般的には回路誤差が含まれるため、両者の差
がβ以下となるまでループ処理を繰り返すようにする。Therefore, if the circuit has no non-linear error or offset, the next detection value Zcr including the offset will reach the target value Zst by performing the process of step S5 only once. Therefore, the loop process is repeated until the difference between them becomes β or less.
【００３８】図７のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ４で使用する目標値Ｚｓｔを零に設定すると実施例１
（図５）のようになる。また、目標値Ｚｓｔを高さ方向
の位置決め目標値に設定すると実施例２（図６）のよう
になる。後者に関しては、予め検出器２１の高さ調整手
段によって概略の検出器高さ位置決めを行っておき、そ
の後、図７の自動オフセット調整処理を実行することに
より、精密位置決めが行われる。In the flowchart of FIG. 7, if the target value Zst used in step S4 is set to zero, the first embodiment
It becomes like (Fig. 5). Moreover, when the target value Zst is set to the positioning target value in the height direction, the second embodiment (FIG. 6) is obtained. Regarding the latter, precise height adjustment is performed by performing approximate detector height positioning in advance by the height adjusting means of the detector 21 and then executing the automatic offset adjustment processing of FIG. 7.
【００３９】図８は、上述した検出器の概略高さ位置決
め調整処理のフローチャートである。先ずステップＳ１
０でオフセット出力回路２７ｃへ零を出力してオフセッ
トをキャンセルする。次にステップＳ１１でレンジ切替
回路２８ａへ最も増幅度の低いレンジ番号を出力して最
低レンジを選択する。FIG. 8 is a flow chart of the approximate height positioning adjustment process of the detector described above. First, step S1
At 0, zero is output to the offset output circuit 27c to cancel the offset. Next, in step S11, the range number having the lowest amplification degree is output to the range switching circuit 28a to select the lowest range.
【００４０】続くステップＳ１２からステップＳ１６ま
ではループ処理であり、最初のステップＳ１２では、現
在の検出値Ｚｃｒを求める。この現在の検出値Ｚｃｒ
は、検出器信号入力回路２１ｆからの入力値に、現在選
択しているレンジによって決まる定数を乗算した結果で
ある。次のステップＳ１３では現在の検出値Ｚｃｒを位
置決め目標値Ｚｓｔと比較し、両者の差の絶対値｜Ｚｓ
ｔ−Ｚｃｒ｜が一定値α以下であればループから抜けて
ステップＳ１７へ分岐し、α超であればループ内の次の
ステップＳ１４を実行する。この一定値αは位置決め不
感帯であり、微小位置決めが困難な場合を考慮して設定
されている。The subsequent steps S12 to S16 are a loop process, and the first detected value Zcr is obtained in the first step S12. This current detected value Zcr
Is the result of multiplying the input value from the detector signal input circuit 21f by a constant determined by the currently selected range. In the next step S13, the current detected value Zcr is compared with the positioning target value Zst, and the absolute value of the difference between them | Zs
If t-Zcr | is equal to or less than the constant value α, the process exits from the loop and branches to step S17. If it exceeds α, the next step S14 in the loop is executed. This constant value α is a dead zone for positioning, and is set in consideration of the case where it is difficult to perform minute positioning.
【００４１】ステップＳ１４の処理では、高さ調整手段
のコラム２５を下降させ、検出器２１を測定物に接近さ
せる。尚、本例ではコラム２５を下降させながら高さ調
整を行う場合を例示しているが、コラム２５を測定物表
面から上昇させて高さ調整を行う場合もある。In the process of step S14, the column 25 of the height adjusting means is lowered to bring the detector 21 close to the object to be measured. In this example, the height is adjusted while lowering the column 25, but the height may be adjusted by raising the column 25 from the surface of the object to be measured.
【００４２】次のステップＳ１５では現在の検出値Ｚｃ
ｒを比較値０．８Ｗと比較する。この比較値のＷは現在
選択しているレンジより１段高いレンジで可能な最大測
定値であり、また０．８はレンジを切換えた途端に新し
いレンジでオーバレンジしないようにするための係数で
ある。ステップＳ１５で現在の検出値の絶対値｜Ｚｃｒ
｜が０．８Ｗ以上と判定されたときはステップＳ１２へ
戻るが、０．８Ｗ未満と判定されたときはステップＳ１
６へ進んで１段増幅度の高いレンジに切替える。この様
にすることで、自動的に分解能の高いレンジを使用する
ことができる。At the next step S15, the present detected value Zc
r is compared with a comparison value of 0.8W. W of this comparison value is the maximum measurement value that is possible in the range one step higher than the currently selected range, and 0.8 is a coefficient to prevent overrange in the new range as soon as the range is switched. Is. Absolute value of current detected value in step S15 | Zcr
When | is determined to be 0.8 W or more, the process returns to step S12, but when it is determined to be less than 0.8 W, step S1 is performed.
Go to step 6 and switch to the range with a higher one-step amplification. By doing so, it is possible to automatically use a range with high resolution.
【００４３】一方、ステップＳ１３で差の絶対値｜Ｚｓ
ｔ−Ｚｃｒ｜が一定値α以下と判定されたときは、ルー
プ外のステップＳ１７へ進んでコラム２５を停止させ
る。これは検出器２１が目標高さまで充分に接近したと
判定されたためである。On the other hand, in step S13, the absolute value of the difference | Zs
When t-Zcr | is determined to be equal to or less than the constant value α, the process proceeds to step S17 outside the loop to stop the column 25. This is because it was determined that the detector 21 was sufficiently close to the target height.
【００４４】この次にステップＳ１８で測定等に必要な
設定レンジに切替える。この設定レンジは最終レンジに
なる。この段階で検出器の高さ位置決めは概略達成され
ているが、図６のようなオフセット調整を行うために、
続くステップＳ１９で図７に示した自動オフセット調整
処理を行う。Next, in step S18, the setting range required for measurement and the like is switched. This setting range is the final range. At this stage, the height of the detector is roughly positioned, but in order to perform the offset adjustment as shown in FIG.
In the following step S19, the automatic offset adjustment processing shown in FIG. 7 is performed.
【００４５】以上説明した実施例１，２には次のような
利点がある。
ａ）測定毎に零調整またはオフセット調整を行う必要が
なくなり、操作性が向上する。
ｂ）特に増幅度の高いレンジでの測定時には、念入りに
零調整またはオフセット調整を行う必要があるが、本発
明によればこの必要がなくなるため、操作性が向上す
る。
ｃ）検出器の位置決めがラフでよいため、操作が楽にな
る。
ｄ）繰り返し測定を行う場合でも、同一検出値で測定が
開始されるため、データ間の比較が容易になる。The first and second embodiments described above have the following advantages. a) It becomes unnecessary to perform zero adjustment or offset adjustment for each measurement, and operability is improved. b) Especially when measuring in a range with a high amplification degree, it is necessary to carefully perform zero adjustment or offset adjustment, but according to the present invention, this need is eliminated, so that operability is improved. c) Since the detector can be positioned roughly, it is easy to operate. d) Even when the measurement is repeated, the measurement is started with the same detection value, so that the comparison between the data becomes easy.
【００４６】図９は、本発明の実施例３の説明図であ
る。この実施例３は、レンジ切替とオフセット補正機能
を有する測定機において、毎回のデータサンプリング時
にその都度オフセット値を自動的に最適調整するように
したものである。FIG. 9 is an explanatory diagram of the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, a measuring machine having a range switching and offset correcting function automatically and optimally adjusts the offset value each time data is sampled.
【００４７】レンジ切替機能を有する測定機では、レン
ジ倍率を高めるにつれ測定可能な幅（振幅方向）が狭く
なるため、図９（ａ）のように振幅の大きな測定物は低
レンジでは全体を測定できても、高レンジでは一部しか
測定できない。ところが、測定可能な範囲が図示のよう
に測定データに追従して変化すると、振幅の大きな測定
物でも高レンジで測定することが可能になる。このよう
にするには、オフセット値を逐次修正しながら測定可能
範囲をシフトする処理と、各時点のオフセット値を測定
データに加算または減算する処理を行えば良い。In a measuring instrument having a range switching function, the measurable width (amplitude direction) becomes narrower as the range magnification is increased. Therefore, as shown in FIG. Even if it is possible, only a part of it can be measured in the high range. However, when the measurable range changes in accordance with the measurement data as shown in the figure, it becomes possible to measure a measurement object having a large amplitude in a high range. To do so, it is sufficient to perform a process of shifting the measurable range while sequentially correcting the offset value and a process of adding or subtracting the offset value at each time point to the measurement data.
【００４８】図９（ａ）の例では、測定範囲Ａ 1〜Ａnは
全て同じ倍率の高レンジであり、各測定範囲内はそれぞ
れ数１０００分の１に分解して測定できる。このような
複数の高レンジ測定範囲は可変オフセット値を有する。
例えば、測定範囲Ａi はオフセット値Ｄi を有するのに
対し、隣の測定範囲Ａi+1 は別のオフセット値Ｄi+1 を
有し、この結果、各測定範囲がそれぞれ測定データを追
従することができる。どのようにしてオフセット値を変
更するかについては、いくつかの方法が考えられる。In the example of FIG. 9A, the measurement range A 1 ~ AnIs
All are high ranges with the same magnification, and within each measurement range
It can be measured by breaking it down into several thousandths. like this
The multiple high range measurement ranges have variable offset values.
For example, measurement range AiIs the offset value DiTo have
On the other hand, next measurement range Ai + 1 Is another offset value Di + 1 To
As a result, each measurement range adds its own measurement data.
You can obey. How to change the offset value
Several methods can be considered as to whether or not to change.
【００４９】第１の方法は、データサンプリング時毎に
今回サンプリングした検出値をあらかじめ設定した上限
値および下限値と比較し、前記検出値が前記上限値また
は下限値を越えたときは次回のデータサンプリング時に
使用する前記オフセット値をあらかじめ設定した値だけ
増加又は減少させてオフセット調整する。In the first method, the detected value sampled this time is compared with preset upper and lower limits at each data sampling time, and when the detected value exceeds the upper or lower limit, the next data is collected. Offset adjustment is performed by increasing or decreasing the offset value used at the time of sampling by a preset value.
【００５０】図９（ｂ）は、第１の方法の説明図であ
る。この方法では測定範囲の例えば８０％の値に相当す
る上限値と２０％の値に相当する下限値を設定し、測定
データが上昇するときは、測定範囲の上限値を越えると
オフセット値を変更した隣りの測定範囲に移る。Ａ11〜
Ａ13はこのように測定データが上昇する場合の測定範囲
である。これに対し、測定データが下降するときは、測
定範囲の下限値を越えるとオフセット値を変更した隣り
の測定範囲に移る。Ａ21，Ａ22はこのように測定データ
が下降する場合の測定範囲である。FIG. 9B is an explanatory diagram of the first method. In this method, the upper limit value corresponding to the value of 80% and the lower limit value corresponding to the value of 20% of the measuring range are set, and when the measured data rises, the offset value is changed when the upper limit value of the measuring range is exceeded. Move to the next measurement range. A 11 ~
A 13 is the measurement range when the measurement data thus rises. On the other hand, when the measurement data falls, if the lower limit value of the measurement range is exceeded, the measurement value shifts to the adjacent measurement range with the offset value changed. A 21 and A 22 are the measurement ranges when the measurement data thus falls.
【００５１】第１の方法の具体例を説明する。先ず、図
９（ａ）のように最低レンジでの測定可能範囲をＬｍａ
ｘとし、また選択レンジでの測定範囲をＲｍａｘとする
（但し、Ｌｍａｘ＞Ｒｍａｘとする）。また、最も負側
で測定可能なＲｍａｘの領域をＡ1 とし、そこから正側
に向かって順次Ａ 2，Ａ 3，…Ａn の各領域をとるものと
する。そして、これらの領域の１つＡi （但し、ｉ＝１
〜ｎ）を選択したときに必要となるオフセットをＤi と
する。A specific example of the first method will be described. First, the figure
As shown in 9 (a), the measurable range in the lowest range is Lma
x and the measurement range in the selected range is Rmax
(However, Lmax> Rmax). Also, the most negative side
The area of Rmax that can be measured with1 And from there the positive side
Towards A 2, A 3, ... AnTo take each area of
To do. And one of these areas Ai(However, i = 1
The offset required when you select ~ n) is DiWhen
To do.
【００５２】第１の方法では、１つの測定範囲Ｒｍａｘ
内での検出値が或る上限値を上回ったときに正側の次の
領域に切替え、逆に検出値が或る下限値を下回ったとき
に負側の次の領域に切替えるものとする。この上限値や
下限値、さらには隣接する測定範囲のオフセットの差
（Ｄi −Ｄi+1 ）、並びに最も負側の測定範囲のオフセ
ットＤ1 を次のように設定する。In the first method, one measurement range Rmax
When the detected value within a certain upper limit value is exceeded, the area is switched to the next area on the positive side, and conversely, when the detected value is below a certain lower limit value, the area is switched to the next area on the negative side. The upper limit value and the lower limit value, the difference (D i −D i + 1 ) between the offsets of the adjacent measurement ranges, and the offset D 1 of the most negative measurement range are set as follows.
【００５３】[0053]
【数１】上限値＝０．８Ｒｍａｘ 下限値＝０．２Ｒｍａｘ Ｄi −Ｄi+1 ＝０．３Ｒｍａｘ Ｄ1 ＝（Ｌｍａｘ−Ｒｍａｘ）／２## EQU1 ## Upper limit = 0.8 Rmax Lower limit = 0.2 Rmax D i −D i + 1 = 0.3 Rmax D 1 = (Lmax−Rmax) / 2
【００５４】図９の（ｂ）には数１の数値例を示してあ
る。各測定範囲で使用するオフセットはその都度計算し
て求めても良いが、前もって計算した値を表１の様なオ
フセットテーブルに格納しておき、それを測定範囲番号
ｉで参照可能にしておくこともできる。FIG. 9B shows an example of the numerical value of the equation 1. The offset used in each measurement range may be calculated each time, but the value calculated in advance should be stored in an offset table as shown in Table 1 so that it can be referenced by the measurement range number i. You can also
【００５５】[0055]
【表１】 [Table 1]
【００５６】各オフセットには上述した関係があるの
で、或る領域Ａi での検出値が０．８Ｒｍａｘの時、領
域をＡi+1 に切替えると検出値は０．５Ｒｍａｘとな
る。この場合、０．５Ｒｍａｘは測定範囲のセンターに
相当するので、このときの検出器信号入力回路２１ｆか
らの入力値は零になる。Since each offset has the above-described relationship, when the detection value in a certain area A i is 0.8 Rmax, the detection value becomes 0.5 Rmax when the area is switched to A i + 1 . In this case, 0.5Rmax corresponds to the center of the measurement range, so the input value from the detector signal input circuit 21f at this time becomes zero.
【００５７】上記第１の方法において必要な領域の初期
設定、検出値の処理、および領域切替の処理は、図１０
および図１１に分割して示すフローチャートの手順で行
うことができる。始めのステップＳ２１では、予め設定
されている測定時のレンジ番号をレンジ切替出力回路２
８ａへ出力してレンジ切替を行う。次のステップＳ２２
では領域番号変数ｉを設定し、これに初期値として１を
書き込む。The initial setting of the area, the processing of the detected value, and the area switching processing required in the first method are performed as shown in FIG.
The procedure shown in the flowchart of FIG. In step S21, the range switching output circuit 2 sets the preset range number at the time of measurement.
Output to 8a for range switching. Next step S22
Then, the area number variable i is set, and 1 is written as an initial value.
【００５８】次のステップＳ２３では変数ｉで表１のオ
フセットテーブルを参照し、得られたオフセットＤi を
オフセット出力回路２７ｃへ出力してオフセットを更新
する。続くステップ２４の検出器信号サンプリング処理
では、検出器信号入力回路２７ｆから検出器信号を入力
し、これにレンジ番号によって決まる定数を乗算して検
出値Ｚｃｒを求める。In the next step S23, the offset table of Table 1 is referred to by the variable i, and the obtained offset D i is output to the offset output circuit 27c to update the offset. In the subsequent detector signal sampling processing in step 24, the detector signal is input from the detector signal input circuit 27f, and this is multiplied by a constant determined by the range number to obtain the detection value Zcr.
【００５９】ステップＳ２５では検出値Ｚｃｒをチェッ
クして領域切替の要否を判断する。即ち、検出値Ｚｃｒ
は測定範囲Ｒｍａｘのレンジで０．５Ｒｍａｘを中心と
して＋０．５Ｒｍａｘ最大、−０．５Ｒｍａｘ最小の値
をとるので、Ｒｍａｘの８０％、つまり０．８Ｒｍａｘ
を超えたか否かの判定は、Ｚｃｒと＋０．３Ｒｍａｘの
大小比較による。同様にＲｍａｘの２０％、つまり０．
２Ｒｍａｘを下回ったか否かは、Ｚｃｒと−０．３Ｒｍ
ａｘの大小比較によって判定する。In step S25, the detection value Zcr is checked to determine whether area switching is necessary. That is, the detected value Zcr
Takes a value of + 0.5Rmax maximum and -0.5Rmax minimum around 0.5Rmax in the measurement range Rmax, so 80% of Rmax, that is, 0.8Rmax.
Whether or not it exceeds is determined by comparing Zcr and + 0.3Rmax. Similarly, 20% of Rmax, that is, 0.
Whether or not it falls below 2Rmax depends on Zcr and -0.3Rm.
Judgment is made by comparing ax.
【００６０】ステップＳ２５の判定結果は３通りに分か
れる。即ち、Ｚｃｒ＞＋０．３Ｒｍａｘの場合は１つ正
側の領域に移る必要があるため、ステップＳ２６で変数
ｉの値をインクリメント（＋１）する。これに対し、Ｚ
ｃｒ＜−０．３Ｒｍａｘの場合は１つ負側の領域に移る
必要があるため、ステップＳ２６で変数ｉの値をデクリ
メント（−１）する。この他の場合は、検出値Ｚｃｒが
現在の領域の中央部分にあるため、変数ｉの値をそのま
まにして図１１のステップＳ２９に移る。The determination result of step S25 is divided into three types. That is, in the case of Zcr> + 0.3Rmax, it is necessary to move to the one area on the positive side, and therefore the value of the variable i is incremented (+1) in step S26. On the other hand, Z
In the case of cr <-0.3Rmax, it is necessary to move to one negative side area, so the value of the variable i is decremented (-1) in step S26. In other cases, since the detected value Zcr is in the central portion of the current area, the value of the variable i is left unchanged and the process proceeds to step S29 in FIG.
【００６１】ステップＳ２６又はステップＳ２７で変数
ｉを変更したときは、ステップＳ２８で変数ｉの値をチ
ェックし、その値が１からｎの範囲内にあれば正常であ
るのでステップＳ２３へ戻って同様の処理を繰り返す。
しかし、ここで変数ｉの値が１からｎの範囲内に無いと
判定されたときは、測定不可能なオーバレンジ状態にあ
るため、測定動作を異常終了させる。When the variable i is changed in step S26 or step S27, the value of the variable i is checked in step S28. If the value is within the range of 1 to n, it is normal and the process returns to step S23. The process of is repeated.
However, if it is determined that the value of the variable i is not within the range of 1 to n, the measurement operation is abnormally terminated because it is in the overrange state in which measurement is impossible.
【００６２】図１１のステップＳ２９ではスイッチ入力
回路１７ａ等からスイッチ信号を入力し、測定開始の操
作が行われたか否かを判定する。ここでＮ（ノー）と判
定されたら図１０のステップＳ２４へ戻るが、Ｙ（イエ
ス）と判定されたら次のステップＳ３０へ進んで検出器
の送りを開始する。即ち、予め設定されている検出器送
り速度を送り速度出力回路２４ａへ出力する一方、送り
位置入力回路２３ａから検出器送り位置を入力する。In step S29 of FIG. 11, a switch signal is input from the switch input circuit 17a or the like, and it is determined whether or not a measurement start operation has been performed. If it is determined to be N (no) here, the process returns to step S24 in FIG. 10, but if it is determined to be Y (yes), the process proceeds to the next step S30 to start feeding the detector. That is, while the preset detector feed speed is output to the feed speed output circuit 24a, the detector feed position is input from the feed position input circuit 23a.
【００６３】次にステップＳ３１で検出器２１が予め設
定されているサンプリング間隔だけ移動するのを待つ。
この移動完了は、最初の１回目については、ステップＳ
３０で入力した検出器送り位置と、送り位置入力回路２
３ａから入力した現在の検出器送り位置との差の絶対値
を参照して判定する。また、２回目以降は、前回サンプ
リング時の検出器送り位置が後述するステップＳ３２に
よって保存されているため、その値と現在の検出器送り
位置との差の絶対値を参照して判定する。ステップＳ３
２では、ステップＳ２４と同様に検出値Ｚｃｒを求める
が、ここでは送り位置入力回路２３ａから検出器送り位
置も入力して保存しておく。Next, in step S31, it waits for the detector 21 to move by a preset sampling interval.
This movement is completed in step S for the first time.
Detector feed position input at 30 and feed position input circuit 2
The determination is made by referring to the absolute value of the difference from the current detector feed position input from 3a. Further, after the second time, since the detector feed position at the time of the previous sampling is stored in step S32 described later, the determination is made by referring to the absolute value of the difference between that value and the current detector feed position. Step S3
In 2, the detection value Zcr is obtained as in step S24, but the detector feed position is also input and stored here from the feed position input circuit 23a.
【００６４】次のステップＳ３３ではステップＳ２５と
同じ条件で検出値Ｚｃｒの値を判別する。そしてＺｃｒ
＞＋０．３Ｒｍａｘの場合は１つ正側の領域に移る必要
があるため、ステップＳ３７で変数ｉの値をインクリメ
ント（＋１）する。これに対し、Ｚｃｒ＜−０．３Ｒｍ
ａｘの場合は１つ負側の領域に移る必要があるため、ス
テップＳ３８で変数ｉの値をデクリメント（−１）す
る。この他の場合は、検出値Ｚｃｒが現在の領域の中央
部分にあるため、変数ｉの値をそのままにしてステップ
Ｓ３４に移る。In the next step S33, the value of the detected value Zcr is determined under the same conditions as in step S25. And Zcr
In the case of> + 0.3Rmax, it is necessary to move to the one area on the positive side, so the value of the variable i is incremented (+1) in step S37. On the other hand, Zcr <-0.3Rm
In the case of ax, it is necessary to move to the area on the negative side by one, so the value of the variable i is decremented (-1) in step S38. In other cases, since the detected value Zcr is in the center of the current area, the value of the variable i is left as it is and the process proceeds to step S34.
【００６５】ステップＳ３７又はステップＳ３８で変数
ｉを変更したときは、ステップＳ３９で変数ｉの値をチ
ェックし、その値が１からｎの範囲内にあれば正常であ
るので、ステップＳ４０でオフセットを更新してステッ
プＳ３２へ戻る。この場合も、ステップＳ２３と同様に
オフセットテーブルを使用する。しかし、ステップＳ３
９で変数ｉの値が１からｎの範囲内に無いと判定された
ときは、測定不可能なオーバレンジ状態にあるため、ス
テップＳ４１で送り速度出力回路２４ａへ零を出力して
検出器２１の送りを停止し、測定動作を異常終了させ
る。When the variable i is changed in step S37 or step S38, the value of the variable i is checked in step S39, and if the value is within the range of 1 to n, it is normal. Therefore, the offset is changed in step S40. Update and return to step S32. Also in this case, the offset table is used as in step S23. However, step S3
If it is determined in step 9 that the value of the variable i is not within the range of 1 to n, then it is in an overrange state in which measurement is not possible. Therefore, in step S41, zero is output to the feed speed output circuit 24a and the detector 21 To stop the measurement and terminate the measurement operation abnormally.
【００６６】領域切替が必要ない場合は、ステップＳ３
４において測定レンジでの検出値Ｚｃｒからオフセット
Ｄi を減算して検出絶対値を求め、これを検出データと
する。次にステップＳ３５で測定終了か否かを判定す
る。これは、予め決められているサンプリング数の検出
データの収集が全て終了したか否かで判定する。ここで
終了していないと判定されたら、ステップＳ３１へ戻る
が、終了したと判定されたらステップＳ３６へ進んで送
り速度出力回路２４ａへ零を出力して検出器送りを停止
させ、測定動作を終了させる。If area switching is not necessary, step S3
In 4, the offset D i is subtracted from the detected value Zcr in the measurement range to obtain the detected absolute value, which is used as detected data. Next, in step S35, it is determined whether or not the measurement is completed. This is determined by whether or not the collection of the detection data of a predetermined sampling number is completed. If it is determined that it has not ended, the process returns to step S31, but if it is determined that it has ended, the process proceeds to step S36, zero is output to the feed speed output circuit 24a to stop the detector feed, and the measurement operation ends. Let
【００６７】第２の方法は、データサンプリング時毎に
今回サンプリングした検出値からオフセット修正値を求
め、このオフセット修正値を前回のオフセット値に加算
または減算してオフセット調整する。この第２の方法で
は、第１の方法で使用したオフセットテーブルの使用を
止め、代わりに検出値から直接オフセットを算出すると
共に、検出値のサンプリング毎にオフセット更新をす
る。図１２、図１３、図１４は第２の方法の処理を示す
分割されたフローチャートである。The second method obtains an offset correction value from the detected value sampled this time at each data sampling time, and adds or subtracts this offset correction value to the previous offset value to adjust the offset. In the second method, the use of the offset table used in the first method is stopped, the offset is calculated directly from the detected value, and the offset is updated every time the detected value is sampled. 12, 13 and 14 are divided flowcharts showing the processing of the second method.
【００６８】図１２の始めのステップＳ５１では、最も
増幅度の低いレンジ番号をレンジ切替回路２８ａへ出力
して最低レンジを選択する。次にステップＳ５２でオフ
セット出力回路２７ｃへ零を出力してオフセットをキャ
ンセルする。次のステップＳ５３ではステップＳ２４と
同様にして、検出器信号入力回路２１ｆの出力とレンジ
番号によって決まる定数から現在の検出値Ｚｃｒを求め
る。In step S51 at the beginning of FIG. 12, the range number having the lowest amplification degree is output to the range switching circuit 28a to select the lowest range. Next, in step S52, zero is output to the offset output circuit 27c to cancel the offset. In the next step S53, the current detected value Zcr is obtained from the constant determined by the output of the detector signal input circuit 21f and the range number, as in step S24.
【００６９】ステップＳ５４ではオフセット調整変数Ｄ
ｏｆを設定し、ここへステップＳ５３で求めた検出値Ｚ
ｃｒの正負反転値（−Ｚｃｒ）を格納する。この変数Ｄ
ｏｆの値をステップＳ５５でオフセット出力回路２７ｃ
へ出力すると、オフセット調整ができる。次のステップ
Ｓ５６では、ステップＳ２９と同様に測定開始か否かを
判定し、Ｎであれば始めのステップＳ５１へ戻り、Ｙで
あれば次のステップＳ５７へ進む。ステップＳ５７はス
テップＳ２１と同じであり、ここで測定時レンジに切替
える。In step S54, the offset adjustment variable D
ofof is set, and the detected value Z obtained in step S53 is set here.
The positive / negative inversion value (-Zcr) of cr is stored. This variable D
The value of of is set to the offset output circuit 27c in step S55.
Output to, you can adjust the offset. In the next step S56, it is determined whether or not the measurement is started, as in step S29. If N, the process returns to the first step S51, and if Y, the process proceeds to the next step S57. Step S57 is the same as step S21, and the measurement range is switched here.
【００７０】ステップＳ５７の次は図１３のステップＳ
５８へ進み、ここで検出器の送りを開始する。この処理
は前述のステップＳ３０と同じである。続くステップＳ
５９は検出器の移動待ちであり、ここではステップＳ３
１と同様に所定のサンプリング間隔だけ移動完了するの
を待機する。次のステップＳ６０では検出器信号をサン
プリングして検出値Ｚｃｒを求めるが、ここでも前述し
たステップＳ５３と同様に送り位置入力回路２３ａから
検出器送り位置を入力して保存しておく。Following step S57 is step S in FIG.
Proceed to 58, where the detector feed is started. This processing is the same as step S30 described above. Continuing step S
Reference numeral 59 is waiting for movement of the detector, and here, in step S3.
As in the case of 1, the process waits until the movement is completed for a predetermined sampling interval. In the next step S60, the detector signal is sampled to obtain the detection value Zcr. Here, the detector feed position is input from the feed position input circuit 23a and stored as in step S53 described above.
【００７１】検出値Ｚｃｒを求めたらステップＳ６１で
オーバレンジか否かを判定する。ここでは、検出値Ｚｃ
ｒの値が＋０．４５Ｒｍａｘ以上又は−０．４５Ｒｍａ
ｘ以下の場合をオーバレンジと判定する（Ｒｍａｘは現
在選択している測定可能範囲である）。このステップＳ
６１でオーバレンジと判定されたら、ステップＳ６２へ
分岐し、またオーバレンジでないと判定されたら図１４
のステップＳ６５へ分岐する。After the detection value Zcr is obtained, it is determined in step S61 whether it is overrange. Here, the detected value Zc
The value of r is + 0.45Rmax or more or -0.45Rma
When it is less than or equal to x, it is determined to be overrange (Rmax is the measurable range currently selected). This step S
If it is determined to be overrange in 61, the process branches to step S62.
To step S65.
【００７２】ステップＳ６２では現在選択しているレン
ジが最も低いレンジか否かを判定する。ここで最低レン
ジではないと判定されたらステップＳ６３で現在選択し
ているレンジより一段増幅度の低いレンジに下げ、且つ
そのレンジ番号をレンジ切替出力回路２８ａへ出力して
からステップＳ６０へ戻る。これに対し、ステップＳ６
２で最低レンジと判定されたら、ステップＳ６４で検出
器送りを停止して異常終了する。即ち、送り速度出力回
路２４ａへ零を出力して検出器２１の送りを停止させ、
更に検出器２１の測定可能範囲を超えているので、測定
動作を中断させる。In step S62, it is determined whether the currently selected range is the lowest range. If it is determined that the range is not the lowest range, the range is lowered to a range having a one-step amplification degree lower than the range currently selected in step S63, the range number is output to the range switching output circuit 28a, and the process returns to step S60. On the other hand, step S6
If it is determined that the range is the lowest range in 2, the detector feed is stopped in step S64, and the processing ends abnormally. That is, zero is output to the feed speed output circuit 24a to stop the feed of the detector 21,
Further, since it exceeds the measurable range of the detector 21, the measurement operation is interrupted.
【００７３】一方、オーバレンジしてないと判定されて
図１４のステップＳ６５へ分岐したときは、このステッ
プＳ６５で検出値Ｚｃｒから変数Ｄｏｆの値を減算し、
その結果（Ｚｃｒ−Ｄｏｆ）をメモリに格納しておく。
次にステップＳ６６で次回の変数Ｄｏｆの値を更新す
る。これは今回の変数Ｄｏｆの値から検出値Ｚｃｒを減
算した結果（Ｄｏｆ−Ｚｃｒ）を次回の変数Ｄｏｆとす
る論理である。ステップＳ６７では次回の変数Ｄｏｆの
値をオフセット出力回路２７ｃへ出力してオフセット調
整をする。On the other hand, when it is determined that the range is not overranged and the process branches to step S65 in FIG. 14, the value of the variable Dof is subtracted from the detected value Zcr in step S65,
The result (Zcr-Dof) is stored in the memory.
Next, in step S66, the value of the next variable Dof is updated. This is a logic in which the result (Dof-Zcr) obtained by subtracting the detected value Zcr from the value of the current variable Dof is used as the next variable Dof. In step S67, the value of the next variable Dof is output to the offset output circuit 27c to adjust the offset.
【００７４】ステップＳ６８では、現在選択しているレ
ンジがステップＳ５７で切替えた測定時レンジと同一か
否かを判定する。ここでＮと判定されたらステップＳ６
９で測定時レンジ（ステップＳ５７で切替えたレンジ）
に再度切替えてから図１３のステップＳ６０へ戻る。こ
れに対し、ステップＳ６８で測定時レンジと判定された
ときはステップＳ７０で測定終了か否かを判定する。即
ち、ステップＳ６５で計算し、一時保管されている結果
（Ｚｃｒ−Ｄｏｆ）を検出データとすると共に、予め決
められているサンプリング数の検出データの収集を全て
終了したか否かを判定する。In step S68, it is determined whether or not the currently selected range is the same as the measurement range switched in step S57. If N is determined here, step S6
Measurement range at 9 (range switched at step S57)
After switching again to step S60, the process returns to step S60 in FIG. On the other hand, when it is determined in step S68 that the measurement range is set, it is determined in step S70 whether the measurement is completed. That is, the result (Zcr-Dof) calculated in step S65 is used as the detection data, and it is determined whether or not the collection of the detection data of a predetermined sampling number has been completed.
【００７５】ステップＳ７０で測定終了でないと判定さ
れたときは、図１３のステップＳ５９へ戻るが、測定終
了と判定されたときはステップＳ７１へ進んで検出器送
りを停止し、測定動作を終了する。このステップＳ７１
の処理内容は図１１のステップＳ３６と同じである。If it is determined in step S70 that the measurement has not ended, the process returns to step S59 in FIG. 13, but if it is determined that the measurement has ended, the process advances to step S71 to stop the detector feed and end the measurement operation. . This step S71
The processing content of is the same as that of step S36 of FIG.
【００７６】第３の方法は、データサンプリング時毎に
今回サンプリングした検出値からオフセット修正値を求
め、このオフセット修正値を前回のオフセット値に加算
または減算し、更にオフセット調整を受けた検出値か
ら、あらかじめ評価されている検出手段の誤差データを
減算して検出データとする。The third method is to obtain an offset correction value from the detection value sampled this time each time data is sampled, add or subtract the offset correction value to the previous offset value, and further detect the offset correction value from the detected value. The error data of the detecting means that has been evaluated in advance is subtracted to obtain the detection data.
【００７７】この第３の方法は、第２の方法に検出デー
タ補正を加えたものである。図１５、図１６、図１７は
第３の方法の処理を示す分割されたフローチャートであ
る。この内、図１５の処理と図１６の処理はそれぞれ図
１２の処理と図１３の処理に対応している。即ち、図１
５のステップＳ１０１〜Ｓ１０７は図１２のステップＳ
５１〜Ｓ５７にそれぞれ対応し（Ｓ１０１＝Ｓ５１，Ｓ
１０２＝Ｓ５２，…，Ｓ１０７＝Ｓ５７）、また図１６
のステップＳ１０８〜Ｓ１１４は図１３のステップＳ５
８〜Ｓ６４にそれぞれ対応する（Ｓ１０８＝Ｓ５８，Ｓ
１０９＝Ｓ５９，…，Ｓ１１４＝Ｓ６４）。The third method is obtained by adding detection data correction to the second method. 15, 16 and 17 are divided flowcharts showing the processing of the third method. Of these, the processing of FIG. 15 and the processing of FIG. 16 correspond to the processing of FIG. 12 and the processing of FIG. 13, respectively. That is, FIG.
5, steps S101 to S107 are steps S in FIG.
51 to S57 respectively (S101 = S51, S
102 = S52, ..., S107 = S57), and FIG.
Steps S108 to S114 are steps S5 in FIG.
8 to S64 respectively (S108 = S58, S
109 = S59, ..., S114 = S64).
【００７８】これに対し、図１７はステップＳ１１５〜
Ｓ１２１が図１４のステップＳ６５〜Ｓ７１にそれぞれ
対応するが（Ｓ１１５＝Ｓ６５，Ｓ１１６＝Ｓ６６，
…，Ｓ１２１＝Ｓ７１）、図１７のステップＳ１１８と
ステップＳ１２０の間に新たにステップＳ１２２を追加
した点が第３の方法の特徴である。On the other hand, FIG. 17 shows steps S115 to S115.
Although S121 corresponds to steps S65 to S71 of FIG. 14, respectively (S115 = S65, S116 = S66,
, S121 = S71), and the point that a step S122 is newly added between step S118 and step S120 in FIG. 17 is a characteristic of the third method.
【００７９】ステップＳ１２２の検出データ補正処理
は、ステップＳ１１５で計算し、一時保管している結果
（Ｚｃｒ−Ｄｏｆ）に対して検出器２１の直線性誤差補
正を行うものである。このステップＳ１２２を追加した
結果、次のステップＳ１２０では、予め決められている
サンプリング数の検出データの収集を全て終了したか否
かの判断だけを行う。The detection data correction process of step S122 is to correct the linearity error of the detector 21 with respect to the result (Zcr-Dof) calculated and temporarily stored in step S115. As a result of the addition of this step S122, in the next step S120, it is only judged whether or not the collection of the detection data of a predetermined sampling number has been completed.
【００８０】ステップＳ１２２の検出データ補正処理で
は、表２の様な検出器誤差テーブルを使用する。このテ
ーブルは、検出器変位１μｍ毎の検出器変位と検出器誤
差データとを組にしたもので、本例では検出器の測定範
囲が最低レンジで±２５０μｍの場合を例としている。In the detection data correction process of step S122, a detector error table as shown in Table 2 is used. This table is a set of the detector displacement and the detector error data for each 1 μm displacement of the detector. In this example, the case where the measurement range of the detector is ± 250 μm at the minimum range is taken as an example.
【００８１】[0081]
【表２】 [Table 2]
【００８２】図１８はステップＳ１２２の検出データ補
正処理の具体例を示す詳細フローチャートである。始め
のステップＳ１３１は、検出データ（Ｚｃｒ−Ｄｏｆ）
の０．１μｍの桁を四捨五入してμｍ単位の値に丸める
処理である。次のステップＳ１３２は丸めた検出データ
によって表２の検出器誤差テーブル中の検出器変位を検
索し、同値の行から対応する検出器誤差データを取り出
す処理である。最後のステップＳ１３３は、ステップＳ
１３１の丸め処理を行う前の検出データからステップＳ
１３２で得られた検出器誤差データを減算して補正済検
出データを求める処理である。FIG. 18 is a detailed flowchart showing a specific example of the detection data correction processing in step S122. The first step S131 is detection data (Zcr-Dof).
Is a process of rounding off the digit of 0.1 μm and rounding it to a value in μm unit. The next step S132 is a process for searching the detector displacement in the detector error table of Table 2 by the rounded detection data and extracting the corresponding detector error data from the row of the same value. The last step S133 is step S
From the detection data before the rounding processing of 131, step S
This is a process of subtracting the detector error data obtained in 132 to obtain corrected detection data.
【００８３】上記の検出器誤差テーブルは次のようにし
て作成することができる。先ず、オフセット出力回路２
７ｃへ零を出力すると共に、レンジ切替出力回路２８ａ
へ適当なレンジ番号を出力して増幅器２１ｄの増幅度を
高くする。次に、６．０００ｍｍ高さの基準ゲージブロ
ックを載物台２６上にセットし、ここへ検出器２１の触
針を接触させる。この状態で検出器信号入力回路２１ｆ
からの入力値が零となるように、上下移動出力回路２５
ａへ適当な値を出力して検出器高さを調整した後、その
高さを固定する。The above-mentioned detector error table can be created as follows. First, the offset output circuit 2
Outputs zero to 7c and outputs range switching output circuit 28a
To output an appropriate range number to increase the amplification degree of the amplifier 21d. Next, a reference gauge block having a height of 6.000 mm is set on the stage 26, and the stylus of the detector 21 is brought into contact therewith. In this state, the detector signal input circuit 21f
Up and down movement output circuit 25 so that the input value from
After adjusting the detector height by outputting an appropriate value to a, the height is fixed.
【００８４】次にオフセット出力回路２７ｃへ−１０．
００を出力してオフセットを−１０．００μｍとする。
更に、載物台２６上のゲージブロックを６．０１０ｍｍ
のものに置き換え、そのときの検出値Ｚｃｒを求める。
この検出値Ｚｃｒは、前述したように、検出器信号入力
回路２１ｆから入力した検出器信号に、レンジ番号によ
って決まる定数を乗算した値である。この場合の検出値
Ｚｃｒは、ゲージブロックの高さの差１０μｍに応じた
値であるため、これを検出器変位＋１０μｍでの検出器
誤差データＨ+10 とする。尚、検出器変位０μｍでの検
出器誤差データＨ0 は０とする。Next, to the offset output circuit 27c, -10.
00 is output to set the offset to -10.00 μm.
Furthermore, set the gauge block on the stage 26 to 6.010 mm.
To obtain the detected value Zcr at that time.
This detection value Zcr is a value obtained by multiplying the detector signal input from the detector signal input circuit 21f by a constant determined by the range number, as described above. Since the detected value Zcr in this case is a value corresponding to the height difference of 10 μm between the gauge blocks, this is set as the detector error data H +10 at the detector displacement +10 μm. It should be noted that the detector error data H 0 when the detector displacement is 0 μm is 0.
【００８５】次に、オフセット＝−２０μｍ、ゲージブ
ロック高さ＝６．０２０μｍとして検出値Ｚｃｒを求
め、この値を検出器変位＋２０μｍでの検出器誤差デー
タＨ+20 とする。以下同様にして検出器変位１０μｍ毎
の検出器誤差データＨ+30，Ｈ+40 ，…を検出器変位＋
２５０μｍまで求める。Next, offset = -20 .mu.m, obtains a detection value Zcr as gauge blocks height = 6.020Myuemu, and detector error data H +20 at the detector displacement + 20 [mu] m this value. Similarly, the detector error data H +30 , H +40 , ... for each 10 μm displacement of the detector is detected +
Obtain up to 250 μm.
【００８６】負側の検出器変位についても同様である。
即ち、オフセット＝＋１０μｍ、ゲージブロック高さ＝
５．９９０μｍとして検出値Ｚｃｒを求め、この値を検
出器変位−１０μｍでの検出器誤差データＨ-10 とす
る。以下同様にして、検出器変位１０μｍ毎の検出器誤
差データＨ-20 ，Ｈ-30 ，…を検出器変位−２５０μｍ
まで求める。The same applies to the displacement of the detector on the negative side.
That is, offset = + 10 μm, gauge block height =
The detected value Zcr is calculated as 5.990 μm, and this value is used as the detector error data H −10 at a detector displacement of −10 μm. Similarly, the detector error data H -20 , H -30 , ... for each 10 μm displacement of the detector are detected at the detector displacement of −250 μm.
Ask up to.
【００８７】以上の実測を行うことにより、５００μｍ
の幅を有する測定範囲について１０μｍ毎の検出器誤差
データが得られたことになるが、表２の様に１μｍ毎の
検出器誤差データを集めた検出器誤差テーブルを作成す
るには、その間の１μｍ毎の検出器誤差データを計算に
よって求める必要がある。By carrying out the above actual measurement, 500 μm
It means that the detector error data for every 10 μm is obtained for the measurement range having the width of, but to create the detector error table which collects the detector error data for every 1 μm as shown in Table 2, It is necessary to calculate the detector error data for each 1 μm.
【００８８】以下、実測した１０μｍ毎の検出器誤差デ
ータから１μｍ毎の検出器誤差データを直線補間によっ
て算出する方法を説明する。この方法では、算出しよう
とする範囲の最も正側の検出器変位をＬp （例えば＋２
０μｍ）、検出器誤差データをＨp とし、また同範囲の
最も負側の検出器変位をＬm （例えば＋１０μｍ）、検
出器誤差データをＨm とした場合、Ｌm から正側に１μ
ｍずつ変位した仮想的な検出器変位Ｌm+i （但しｉ＝
１，２，…９）における検出器誤差データＨm+iは以下
の数２で求められる。A method of calculating the detector error data for every 1 μm from the measured detector error data for every 10 μm by linear interpolation will be described below. In this method, the detector displacement on the most positive side of the range to be calculated is Lp (eg +2
0 μm), the detector error data is Hp, and the most negative detector displacement in the same range is Lm (for example, +10 μm) and the detector error data is Hm, 1 μm from Lm to the positive side.
Virtual detector displacement Lm + i displaced by m (where i =
The detector error data Hm + i in 1, 2, ... 9) can be obtained by the following equation 2.
【００８９】[0089]
【数２】 [Equation 2]
【００９０】上記の方法では６．０００ｍｍ高さのゲー
ジブロックを基準にして検出器変位１０μｍ毎に±２５
０μｍの測定範囲の検出器誤差を求めたが、基準ゲージ
ブロックの高さや実測検出器変位、さらには測定範囲の
数値は任意に設定できる。また、補間データの算出法も
直線補間法に限られない。例えば、検出器変位１０μｍ
毎の検出器誤差データから近似ｎ次曲線を求め、その曲
線から１μｍ毎の補間データを算出する方法、或いはス
プライン補間による方法等も適用できる。In the above method, a gauge block having a height of 6.000 mm is used as a reference and the detector displacement is ± 25 for every 10 μm.
Although the detector error in the measurement range of 0 μm was obtained, the height of the reference gauge block, the measured detector displacement, and the numerical value of the measurement range can be set arbitrarily. Further, the calculation method of the interpolation data is not limited to the linear interpolation method. For example, detector displacement 10 μm
A method of obtaining an approximate n-th order curve from each detector error data and calculating interpolation data for each 1 μm from the curve, or a method using spline interpolation can also be applied.
【００９１】上述した方法で検出器誤差データを求める
と、検出器２１の非直線性だけでなく、増幅器２１ｄ、
Ａ／Ｄ変換器２１ｅ、Ｄ／Ａ変換器２７ｂ等の回路自体
の非直線性も含んだ総合誤差データを高精度に求めるこ
とができる。When the detector error data is obtained by the above-mentioned method, not only the nonlinearity of the detector 21 but also the amplifier 21d,
The total error data including the non-linearity of the circuit itself such as the A / D converter 21e and the D / A converter 27b can be obtained with high accuracy.
【００９２】上述した実施例３の測定機には次の利点が
ある。
ａ）常に最高分解能で最大範囲の測定が可能なため、レ
ンジ切替そのものが不要となり、操作性が改善される。
ｂ）測定データが最高分解能でサンプリングされるた
め、１回の測定結果から全測定データ内の任意の一部を
任意の倍率に拡大して表示または印字してもデータ品質
が低下しない。このため、測定データの評価を容易に且
つ正確に行うことが可能な操作性に優れた測定機を実現
できる。
ｃ）最大範囲の測定が可能なため、検出器のセッティン
グが容易である。
ｄ）直線性補正を行うことによって、測定精度および分
解能が共に優れた装置を実現できる。The measuring machine of Example 3 described above has the following advantages. a) Since it is always possible to measure the maximum range with the highest resolution, range switching itself is not necessary and operability is improved. b) Since the measurement data is sampled with the highest resolution, the data quality does not deteriorate even if an arbitrary part of all the measurement data is enlarged or displayed to an arbitrary magnification from one measurement result. For this reason, it is possible to realize a measuring machine having excellent operability, which enables easy and accurate evaluation of measurement data. c) Since the measurement of the maximum range is possible, the setting of the detector is easy. d) By performing the linearity correction, it is possible to realize an apparatus excellent in both measurement accuracy and resolution.
【００９３】[0093]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、測定
物の表面性状等の状態を検出する測定機において、測定
値に付加するオフセット値を自動調整することで、高倍
率でもオーバレンジしにくくすると共に、本測定までの
段取り時間を短縮し、また測定対象とする物体表面を傷
つけないようにすることができる。As described above, according to the present invention, in a measuring machine for detecting the condition such as the surface texture of a measured object, the offset value added to the measured value is automatically adjusted, so that the overrange can be achieved even at a high magnification. In addition to making it difficult to perform, it is possible to shorten the setup time until the main measurement and prevent the surface of the object to be measured from being damaged.
【図１】 本発明を適用した測定機の一部ブロック図で
ある。FIG. 1 is a partial block diagram of a measuring machine to which the present invention is applied.
【図２】 本発明を適用した測定機の残部ブロック図で
ある。FIG. 2 is a remaining block diagram of a measuring machine to which the present invention is applied.
【図３】 ＣＲＴディスプレイの画面構成を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a screen configuration of a CRT display.
【図４】 表面性状測定器の機構図である。FIG. 4 is a mechanism diagram of a surface texture measuring device.
【図５】 本発明の実施例１の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施例２の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の実施例１および２の自動オフセット
調整機能を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an automatic offset adjustment function according to the first and second embodiments of the present invention.
【図８】 図７の位置決め調整機能を示す詳細フローチ
ャートである。FIG. 8 is a detailed flowchart showing the positioning adjustment function of FIG.
【図９】 本発明の実施例３の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of Example 3 of the present invention.
【図１０】 本発明の実施例３の具体例を示す第１の方
法の部分フローチャートである。FIG. 10 is a partial flowchart of a first method showing a specific example of the third embodiment of the present invention.
【図１１】 図１０の続きフローチャートである。11 is a continuation flowchart of FIG.
【図１２】 本発明の実施例３の具体例を示す第２の方
法の部分フローチャートである。FIG. 12 is a partial flowchart of a second method showing a specific example of the third embodiment of the present invention.
【図１３】 図１２の続きフローチャートである。FIG. 13 is a continuation flowchart of FIG.
【図１４】 図１３の続きフローチャートである。FIG. 14 is a continuation flowchart of FIG.
【図１５】 本発明の実施例３の具体例を示す第３の方
法の部分フローチャートである。FIG. 15 is a partial flowchart of a third method showing a specific example of the third embodiment of the present invention.
【図１６】 図１５の続きフローチャートである。16 is a continuation flowchart of FIG. 15. FIG.
【図１７】 図１６の続きフローチャートである。FIG. 17 is a continuation flowchart of FIG. 16.
【図１８】 検出データ補正処理の詳細フローチャート
である。FIG. 18 is a detailed flowchart of a detection data correction process.
Ａ…拡大記録図形表示部、１０…共通バス、１１…ＣＰ
Ｕ、１２…メモリ、１３…プリンタ、１４…ＣＲＴディ
スプレイ、１５…キーボード、１６…マウス、１７…ス
イッチ、２１…粗さ検出器、２１ｆ…検出器信号出力回
路、２２…記録計、２３…検出器送り位置スケール、２
４…検出器送りユニット、２５…コラム機構、２６…傾
斜補正用載物台、２７ａ…加算器、２７ｃ…オフセット
出力回路、２８ａ…レンジ切替出力回路、３０…測定
物。A ... Enlarged recorded figure display section, 10 ... Common bus, 11 ... CP
U, 12 ... Memory, 13 ... Printer, 14 ... CRT display, 15 ... Keyboard, 16 ... Mouse, 17 ... Switch, 21 ... Roughness detector, 21f ... Detector signal output circuit, 22 ... Recorder, 23 ... Detection Instrument feed position scale, 2
4 ... Detector feed unit, 25 ... Column mechanism, 26 ... Tilt correction stage, 27a ... Adder, 27c ... Offset output circuit, 28a ... Range switching output circuit, 30 ... Measured object.
Claims (6)
出手段の検出出力にオフセット値を加える手段と、この
オフセット値が加えられた検出値を順次サンプリングし
て処理する手段と、前記オフセット値を自動調整して測
定開始時の前記検出値を零にするオフセット調整手段と
を備えてなることを特徴とする自動オフセット調整機能
付き測定機。1. A means for detecting a state of a measurement object, a means for adding an offset value to a detection output of the detection means, a means for sequentially sampling and processing the detection value added with the offset value, and the offset. A measuring instrument with an automatic offset adjusting function, comprising: an offset adjusting unit that automatically adjusts the value to zero the detected value at the start of measurement.
出手段ので検出出力にオフセット値を加える手段と、こ
のオフセット値が加えられた検出値を順次サンプリング
して処理する手段と、前記検出手段の位置決め完了時に
前記検出値をあらかじめ設定した位置決め目標値に自動
調整するオフセット調整手段とを備えてなることを特徴
とする自動オフセット調整機能付き測定機。2. A means for detecting a state of a measurement object, a means for adding an offset value to a detection output by the detection means, a means for sequentially sampling and processing the detection value added with the offset value, and the detection. A measuring machine with an automatic offset adjusting function, comprising: offset adjusting means for automatically adjusting the detected value to a preset positioning target value when the positioning of the means is completed.
出手段の検出出力にオフセット値を加える手段と、この
オフセット値が加えられた検出値を順次サンプリングし
て処理する手段と、この処理手段によるデータサンプリ
ング時毎に今回サンプリングした検出値をあらかじめ設
定した上限値および下限値と比較し、前記検出値が前記
上限値または下限値を越えたときは次回のデータサンプ
リング時に使用する前記オフセット値をあらかじめ設定
した値だけ増加又は減少させるオフセット調整手段とを
備えてなることを特徴とする自動オフセット調整機能付
き測定機。3. A means for detecting a state of a measured object, a means for adding an offset value to a detection output of the detection means, a means for sequentially sampling and processing the detection value to which the offset value is added, and this processing. Each time the data is sampled by the means, the detected value sampled this time is compared with preset upper and lower limit values, and when the detected value exceeds the upper or lower limit value, the offset value used at the next data sampling And an offset adjusting means for increasing or decreasing by a preset value.
出手段の検出出力にオフセット値を加える手段と、この
オフセット値が加えられた検出値を順次サンプリングし
て処理する手段と、この処理手段によるデータサンプリ
ング時毎に今回サンプリングした検出値をオフセット修
正値とし、このオフセット修正値を前回のオフセット値
に加算または減算するオフセット調整手段とを備えてな
ることを特徴とする自動オフセット調整機能付き測定
機。4. A means for detecting the state of a measured object, a means for adding an offset value to the detection output of this detection means, a means for sequentially sampling and processing the detection values to which this offset value has been added, and this processing. With the automatic offset adjustment function, the detection value sampled this time is set as the offset correction value every time data is sampled by the means, and the offset adjustment value is added to or subtracted from the previous offset value. Measuring machine.
出手段の検出出力にオフセット値を加える手段と、この
オフセット値が加えられた検出値を順次サンプリングし
て処理する手段と、この処理手段によるデータサンプリ
ング時毎に今回サンプリングした検出値をオフセット修
正値とし、このオフセット修正値を前回のオフセット値
に加算または減算するオフセット調整手段と、このオフ
セット調整手段によるオフセット調整を受けた検出値か
ら、あらかじめ評価されている前記検出手段の誤差デー
タを減算する手段とを備えてなることを特徴とする自動
オフセット調整機能付き測定機。5. A means for detecting the state of a measurement object, a means for adding an offset value to the detection output of this detection means, a means for sequentially sampling and processing the detection values to which this offset value has been added, and this processing. The detected value sampled this time every time the data is sampled by the means is used as an offset correction value, and the offset adjustment means for adding or subtracting the offset correction value to the previous offset value and the detection value subjected to the offset adjustment by the offset adjustment means are used. A measuring machine with an automatic offset adjusting function, comprising: means for subtracting error data of the detecting means that has been evaluated in advance.
出手段の検出出力にオフセット値を加える手段と、この
オフセット値が加えられた検出値を順次サンプリングし
て処理する手段と、この処理手段によるデータサンプリ
ング時毎に今回サンプリングした検出値からオフセット
修正値を求め、このオフセット修正値を前回のオフセッ
ト値に加算または減算するオフセット調整手段と、この
オフセット調整手段によるオフセット調整を受けた検出
値から、あらかじめ評価されている前記検出手段の誤差
データを減算する手段と、あらかじめ前記検出手段の誤
差データを所定の変位毎に実測し、この実測誤差データ
から補間誤差データを算出すると共に、この実測誤差デ
ータと補間誤差データを共に格納して前記減算手段の使
用に供する検出手段誤差テーブルとを備えてなることを
特徴とする自動オフセット調整機能付き測定機。6. A means for detecting a state of a measured object, a means for adding an offset value to a detection output of the detection means, a means for sequentially sampling and processing the detection value added with the offset value, and this processing. The offset correction value is obtained from the detection value sampled this time every time the data is sampled by the means, and the offset adjustment value is added to or subtracted from the previous offset value, and the detection value subjected to the offset adjustment by the offset adjustment means. From this, means for subtracting the error data of the detecting means that has been evaluated in advance, and the error data of the detecting means are measured in advance for each predetermined displacement, and interpolation error data is calculated from this measured error data and Detection means for storing both error data and interpolation error data for use in the subtraction means A measuring instrument with an automatic offset adjustment function, which is provided with an error table.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216012A JP2595392B2 (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Measuring machine with automatic offset adjustment function |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3216012A JP2595392B2 (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Measuring machine with automatic offset adjustment function |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534145A true JPH0534145A (en) | 1993-02-09 |
| JP2595392B2 JP2595392B2 (en) | 1997-04-02 |
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