JPH08261710A - 電気マイクロメータ - Google Patents

電気マイクロメータ

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JPH08261710A
JPH08261710A JP9179495A JP9179495A JPH08261710A JP H08261710 A JPH08261710 A JP H08261710A JP 9179495 A JP9179495 A JP 9179495A JP 9179495 A JP9179495 A JP 9179495A JP H08261710 A JPH08261710 A JP H08261710A
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JP
Japan
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signal
displacement
signals
holding
output
Prior art date
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Pending
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JP9179495A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Nakamura
幸弘 中村
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定項目の変更に容易に対応できる電子マイ
クロメータを提供する。 【構成】 変位検出器2A・2Bのそれぞれの増幅信号
4A・4Bはそれぞれ信号保持回路5A・5Bに入力さ
れる。信号制御信号10は信号保持回路5A・5Bの入
力を同じタイミングで保持する。信号選択器7は保持信
号6A・6Bを選択信号7により順次切り換える。前記
切換信号をA/D変換し、前記切換信号のデジタル値を
CPUに記憶し、演算プログラムにより複数の測定項目
を同時に演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気マイクロメータ
についてのものである。特に、複数の変位検出器を使用
し、被測定物の寸法を計測する電気マイクロメータにつ
いてのものである。
【0002】
【従来の技術】次に、従来技術による電気マイクロメー
タの構成を図4により説明する。図4は、円筒状の被測
定物の外径と同心度を計測する場合を例示している。図
4の1は被測定物、2Aと2Bは変位検出器、3Aと3
Bは増幅器、7は信号選択器、8はA/D変換器、9は
CPUである。また、12は演算部であり、外径演算回
路13と同心度演算回路14で構成する。
【0003】図2では、変位検出器2A・2Bは、被測
定物1の中心軸に対し、対向する形で配置され、被測定
物1を挟む。変位検出器2A・2Bはそれぞれ増幅器3
A・3Bに接続される。増幅器3A・3Bはそれぞれ、
変位信号4A・4Bを出力する。
【0004】変位信号4Aは外径演算回路13と同心度
演算回路14に入力される。同様に、変位信号4Bは外
径演算回路13と同心度演算回路14に入力される。
【0005】変位検出器2A・2Bは差動トランス式な
どの変位検出器を使用し、機械的変位を電気量に変換す
るものである。増幅器3A・3Bは前記微小電気量を測
定分解能に見合った電気量に増幅し、前記機械的変位に
比例した直流信号を変位信号4A・4Bとしてそれぞれ
出力する。
【0006】外径演算回路13は変位信号4A・4Bを
入力とし、外径信号17を信号選択器7へ出力する。同
様に、同心度演算回路14は変位信号4A・4Bを入力
とし、同心度信号16を信号選択器7へ出力する。
【0007】信号選択器7はスイッチであり、選択信号
11により同心度信号16と外径信号17のいずれかを
切り換え、A/D変換器8に入力する。A/D変換器8
は前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、CPU9
に出力する。
【0008】CPU9は、信号選択器7に選択信号11
を出力し、A/D変換器8の出力から被測定物1の外径
と同心度を演算する。
【0009】次に、図4の動作を図5により説明する。
図5アは、被測定物1が1回転する間の各部信号の変化
を示している。すなわち、図5アの横軸は被測定物1が
等速で1回転する間の回転角度を時間に置き換えてお
り、縦軸は変位信号4A・4Bのアナログ出力値と、同
心度信号16と外径信号17のアナログ出力値を示して
いる。
【0010】また、図5イは、被測定物1が一回転中に
おいて、選択信号11による外径信号17のA/D変換
器8への取り込みタイミングを示している。同様に、図
5ウは、被測定物1が一回転中において、選択信号11
による同心度信号16のA/D変換器8への取り込みタ
イミングを示している。
【0011】外径演算回路13は変位信号4Aと変位信
号4Bを加算し、図5アに示されるような外径信号17
を出力する。同心度演算回路14は、「(変位信号4A
−変位信号4B)/2」なる演算を行い、図5アに示さ
れるような同心度信号16を出力する。
【0012】選択信号11は、図5ア、図5イの矢印の
タイミングで、外径信号17と同心度信号16を交互に
切り換える。前述のタイミングで出力された外径信号1
7の各デジタル値と同心度信号16の各デジタル値は、
いったん、CPU9に記憶される。
【0013】次に、CPU9は外径信号17の各デジタ
ル値を平均して、被測定物1の外径寸法を算出する。ま
た、CPU9は同心度信号16の各デジタル値から最大
値と最小値を求め、前記最大値から前記最小値を減算し
て、被測定物1の同心度を算出する。
【0014】このように、図4の電気マイクロメータは
複数の測定項目を一度に算出することができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】図4では、測定項目に
対応して予め演算回路を用意しなくてはならない。例え
ば、図4の構成において、被測定物の外径、同心度の他
に真円度を求めようとすると、図4の外径演算回路と同
心度演算回路の他に真円度演算回路を追加しなくてはな
らない。
【0016】また、図4のA/D変換器8の入力範囲は
有限であり、A/D変換器8と接続する演算部12の出
力は前記入力範囲内に制限される。演算部12の演算内
容によって、入力される変位信号が制限され、変位検出
器2の測定範囲が制限される。図4の外径演算回路13
では、変位信号4Aと変位信号4Bとの和がA/D変換
器8の入力範囲内である必要があり、それぞれ変位信号
の出力範囲は半減されてしまう。
【0017】さらに、被測定物1が回転中に外径信号1
5と同心度信号16を交互に切り換え演算しているの
で、外径と同心度の測定点が異なり、測定を不安定なも
のとする可能性もある。
【0018】この発明は、複数の変位検出器のそれぞれ
の増幅信号を信号制御信号により同じタイミングで保持
し、前記それぞれの保持信号を選択信号により順次切り
換え、前記切換信号をA/D変換し、前記切換信号のデ
ジタル値をCPUに記憶し、演算プログラムにより複数
の測定項目を同時に演算する電気マイクロメータの提供
を目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、被測定物1の機械的変位を電気量に変
換して微小変位出力を発生する複数の変位検出器2と、
複数の変位検出器2のそれぞれを入力とし、それぞれに
変位信号を出力する複数の増幅器3と、前記それぞれの
変位信号を入力とし、保持制御信号10により出力を保
持し、それぞれに保持信号を出力する複数の信号保持回
路5と、前記それぞれの保持信号を入力とし、前記それ
ぞれの保持信号を選択信号11によりいずれか1つを出
力するよう切り換える信号選択器7と、信号選択器7の
出力するアナログ値をデジタル値に変換するA/D変換
器8と、保持制御信号10と選択信号11を出力し、A
/D変換器8のデジタル信号を入力とするCPU9とを
備え、CPU9は複数の変位検出器2の変位信号を同時
に複数の信号保持回路5により保持し、順次、保持信号
をA/D変換器8にてデジタル値に変換させ読み込み、
演算処理する。
【0020】
【作用】前述の構成によれば、この発明による電気マイ
クロメータは、被測定物の機械的変位を検出する複数の
変位検出器と、前記それぞれの変位検出器の出力を同じ
タイミングで保持する複数の信号保持回路を予め備えて
いる。したがって、同じ測定点で複数の測定項目を算出
するので、測定を確かなものにする。
【0021】CPUは前記それぞれの信号保持回路に保
持制御信号を出力すると共に、前記保持信号を信号選択
器で切り換える選択信号を送出する。前記信号選択器の
出力はA/D変換器でデジタル値に変換され、CPUに
記憶される。CPUは前記デジタル値を演算プログラム
により処理して複数の計測項目を算出する。
【0022】このように、この発明は、測定項目に対応
して、演算回路を容易する必要がなく、CPUに入力さ
れた保持信号であるデジタル値を、演算プログラムで複
数の計測項目を演算処理するので、複数の測定項目に対
して柔軟にかつ汎用性をもつ電気マイクロメータを提供
できる。
【0023】
【実施例】次に、この発明による電気マイクロメータの
構成を図1の実施例により説明する。図1は、図4の従
来技術と同様に、円筒状の被測定物の外径と同心度を計
測する場合を例示している。図1の5Aと5Bは信号保
持回路であり、その他は、図4と同じものである。
【0024】すなわち、図4が増幅器3A・3Bと信号
選択器7の間に演算部12が介在していたのに対し、図
1は増幅器3A・3Bと信号選択器7の間に信号保持回
路5A・5Bが介在する。図1は、被測定物1から増幅
器3A・3Bに到る構成・作用は図4と同じであるの
で、重複をさけるため、以下の説明では省略する。
【0025】図1では、増幅器3A・3Bのそれぞれの
変位信号4A・4Bはそれぞれ信号保持回路5A・5B
に入力される。CPU9は、保持回路5A・5Bに保持
制御信号10を送出する。
【0026】信号保持回路5A・5Bは、保持制御信号
10がオフの場合は、それぞれの変位信号4A・4Bを
そのまま出力し、保持制御信号10がオンの場合はオン
になった時点でのそれぞれの変位信号4A・4Bを保持
し、それぞれ保持信号6A・6Bとして出力する。信号
保持回路5A・5Bは、例えば、日本電気製μPC64
9などのサンプル・ホールドICを使用する。
【0027】信号選択器7は、信号保持回路5A・5B
の前記保持信号6A・6Bを選択信号11により交互に
切り換え、A/D変換器8に出力する。A/D変換器8
は、前記保持信号6A・6Bのアナログ値をデジタル値
に変換する。
【0028】CPU9は前記保持信号6A・6Bのデジ
タル値を、演算プログラムにより、各デジタル値を平均
して、被測定物1の外径寸法を算出する。また、CPU
9は各デジタル値から最大値と最小値を求め、前記最大
値から前記最小値を減算して、被測定物1の同心度を算
出する。
【0029】図2は、信号保持回路5A・5Bの動作を
示すタイムチャートである。図2アは、被測定物1が1
回転した時の信号保持回路5A・5Bの出力の時間的変
化を示している。すなわち、図2アの横軸は被測定物1
が等速で1回転する間の回転角度を時間に置き換えてお
り、縦軸は保持信号6A・6Bの出力値である。
【0030】図2イは保持制御信号10の出力波形を示
している。図2に示されるように、保持制御信号10が
オンのタイミングで、保持信号6A・6Bの出力が保持
される。
【0031】図2ウは選択信号11の出力タイミングを
示している。図2ウに示されるように、選択信号11
は、保持制御信号10がオン・オフの1サイクル間に、
信号選択器7を保持信号6A・6Bを交互に切り換える
よう作用する。また、保持制御信号10がオンのとき、
保持信号6A・6Bは切り換えられる。
【0032】次に、CPU9の内部処理を図3のフロー
チャートにより説明する。図2のCPU9には、基本的
な中央処理装置、メモリ、I/Oの他、レジスタa、レ
ジスタb、レジスタc、レジスタdと、外径値を演算す
るための、積算レジスタ、積算カウンタ、および同心度
を演算するための最大値レジスタ、最小値レジスタをが
用意されている。
【0033】図3のステップ101では、積算レジスタ
と積算カウンタに「0」を格納する。また、最大値レジ
スタに最小値を、最小値レジスタに最大値を格納する。
【0034】ステップ102では、保持制御信号10を
オンする。ステップ103では、選択信号11に信号選
択器7にて保持信号6Aを選択するよう出力する。ステ
ップ104では、保持信号6Aのデジタル値をレジスタ
aに格納する。
【0035】ステップ105では、選択信号11に信号
選択器7にて保持信号6Bを選択するよう出力する。ス
テップ106では、保持信号6Bのデジタル値をレジス
タbに格納し、保持制御信号10をオフする。
【0036】ステップ107では、「レジスタa+レジ
スタb」を演算し、結果をレジスタcに格納する。ま
た、「(レジスタa−レジスタb)÷2」を演算し、結
果をレジスタdに格納する。
【0037】ステップ108では、積算レジスタにレジ
スタcを加算し、積算カウンタを+1する。
【0038】ステップ109では、レジスタdと最大値
レジスタを比較し、レジスタdの方が大きい値の場合は
最大値レジスタにレジスタdを格納する。また、レジス
タdと最小値レジスタを比較し、レジスタdの方が小き
い値の場合は最小値レジスタにレジスタdを格納する。
【0039】ステップ110では、被測定物1が1回転
したか確認する。被測定物1が1回転していないとき
は、ステップ102へ戻る。被測定物1が1回転完了し
たときは、ステップ111に進む。
【0040】ステップ111では、「積算レジスタ÷積
算カウンタ」を演算し、被測定物1の外径を算出する。
また、「最大値レジスタ−最小値レジスタ」を演算し、
被測定物1の同心度を算出し、一連の処理を終了する。
【0041】このように、計測仕様の変更などで、測定
項目が変更した場合も、CPU9の演算プログラムを変
更することで、演算回路を変更することなく、測定項目
を変えることができる。
【0042】この実施例では、円柱状の被測定物の外径
と同心度を計測する場合を説明したが、この発明は、こ
の実施例にとどまるものではない。この発明の技術的思
想を応用すれば、変位検出器を多数組み合わせて、多く
の測定項目を多重に算出できる。
【0043】
【発明の効果】この発明は、複数の変位検出器のそれぞ
れの増幅信号を信号制御信号により同じタイミングで保
持し、前記それぞれの保持信号を選択信号により順次切
り換え、前記切換信号をA/D変換し、前記切換信号の
デジタル値をCPUに記憶し、演算プログラムにより複
数の測定項目を同時に演算するので、演算回路を変更す
ることなく、演算プログラムを変更するだけで、測定項
目の変更に対応できる。
【0044】また、信号選択器で変位信号を切り替え処
理するので、それぞれの変位検出器の測定範囲まで演算
でき、広範囲な演算が可能となり、被測定物が回転中に
同時に変位信号を保持し演算するので、測定位置のずれ
がなく、測定の正確度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による電気マイクロメータの実施例に
よる構成図である。
【図2】この発明による信号保持回路5A・5Bの動作
を示すタイムチャートである。
【図3】この発明の実施例によるCPU9の内部処理を
示すフローチャートである。
【図4】従来技術による電気マイクロメータの構成図で
ある。
【図5】図4の動作を示す各部信号の変化図である。
【符号の説明】
1 被測定物 2A 変位検出器 2B 変位検出器 3A 増幅器 3B 増幅器 4A 変位信号 4B 変位信号 5A 信号保持回路 5B 信号保持回路 6A 保持信号 6B 保持信号 7 信号選択器 8 A/D変換器 9 CPU 10 保持制御信号 11 選択信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物(1) の機械的変位を電気量に変
    換して微小変位出力を発生する複数の変位検出器(2)
    と、 複数の変位検出器(2) のそれぞれを入力とし、それぞれ
    に変位信号を出力する複数の増幅器(3) と、 前記それぞれの変位信号を入力とし、保持制御信号(10)
    により出力を保持し、それぞれに保持信号を出力する複
    数の信号保持回路 (5)と、 前記それぞれの保持信号を入力とし、前記それぞれの保
    持信号を選択信号(11)によりいずれか1つを出力するよ
    う切り換える信号選択器(7) と、 信号選択器(7) の出力するアナログ値をデジタル値に変
    換するA/D変換器(8) と、 保持制御信号(10)と選択信号(11)を出力し、A/D変換
    器(8) のデジタル信号を入力とするCPU(9) とを備
    え、 CPU(9) は複数の変位検出器(2) の変位信号を同時に
    複数の信号保持回路(5) により保持し、順次、保持信号
    をA/D変換器(8) にてデジタル信号に変換させ読み込
    み、演算処理することを特徴とする電気マイクロメー
    タ。
JP9179495A 1995-03-24 1995-03-24 電気マイクロメータ Pending JPH08261710A (ja)

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JP9179495A JPH08261710A (ja) 1995-03-24 1995-03-24 電気マイクロメータ

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JP9179495A JPH08261710A (ja) 1995-03-24 1995-03-24 電気マイクロメータ

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JP (1) JPH08261710A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6778286B2 (en) 2001-04-26 2004-08-17 Minebea Co., Ltd. Apparatus for measuring distortion of cylindrical body
KR101434270B1 (ko) * 2011-12-05 2014-08-29 주식회사 웰탑테크노스 파워 윈도우 모터용 샤프트 자동 검사장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6778286B2 (en) 2001-04-26 2004-08-17 Minebea Co., Ltd. Apparatus for measuring distortion of cylindrical body
KR101434270B1 (ko) * 2011-12-05 2014-08-29 주식회사 웰탑테크노스 파워 윈도우 모터용 샤프트 자동 검사장치

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