JPH09287977A - 計測器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出量が所定の範囲内であるかどうかの判定
が容易に行える計測器を低コストで実現する。 【解決手段】 検出した物理量を示す信号を出力する検
出部１と、検出した物理量の表示を行う表示手段２とを
有する計測器において、表示手段２は、指示位置によっ
て物理量を表示し、指示位置が所定の表示範囲内の場合
の表示と所定の表示範囲外の場合の表示を識別可能に表
示可能であり、検出した物理量の許容範囲を入力する許
容範囲入力手段３と、検出部１から物理量を示す信号を
受け、許容範囲入力手段３から入力された物理量の許容
範囲が所定の表示範囲に対応するように物理量を示す信
号を変換し、表示手段２に出力する検出信号変換手段４
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気マイクロメー
タやエアマイクロメータ等の計測器に関し、特に検出し
た物理量が許容範囲内であるかの判定が容易に行える計
測器に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、検出した値をメータスケール
表示やバーグラフ表示等の指示位置によって表示する装
置であればどのようなものにでも適用可能であるが、こ
こでは電気マイクロメータを例として説明する。図９
は、従来の測定値をディジタル処理する電気マイクロメ
ータの構成を示すブロック図である。

【０００３】図９において、参照番号１１と１２は測子
であり、１３と１４は測定ヘッドに設けられた第１及び
と第２差動トランスを、１５と１６は差動トランス１
３、１４の出力を整流して直流成分を出力する第１及び
第２整流回路を、１８は第１及び第２整流回路の検出信
号を加算する加算回路を、２１’は可変利得増幅回路で
構成され、加算回路１８の出力を測定値に応じて最適な
測定レンジになるように増幅するレンジ切り換え回路で
あり、２２はレンジ切り換え回路２１’の出力をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を示す。ＣＰＵ２３、
ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５、Ｉ／Ｏポート２６、表示イン
ターフェース２７、及び操作キーインターフェース２９
は、制御部に相当するコンピュータシステムを構成する
部分である。検出した量を表示する表示器２８と電気マ
イクロメータを操作するための操作キー３０が設けられ
ており、それぞれ表示インターフェース２７と操作キー
インターフェース２９を介してコンピュータに接続され
ている。

【０００４】図９の電気マイクロメータは、Ｉ／Ｏポー
ト２６を介して読み取ったＡ／Ｄ変換器２２の出力を表
示器２８に表示する。表示器２８としては、検出値をそ
のままディジタル表示するものがもっとも一般的である
が、バーグラフでアナログ信号のように表示するものも
使用される。また、検出量をディジタル信号に変換せず
に、レンジ切り換え回路２１’の出力信号をそのままメ
ータスケール表示器に出力して指針の回転位置で検出量
を表示するものもある。

【０００５】上記のようなバーグラフ表示器やメータス
ケール表示器のように検出量を指示する位置で表示する
表示器では、一般的に検出量が正負に振れる場合にはゼ
ロ点が中心にあり、一方のみに振れる場合にはゼロ点が
一方の端にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような表示器を
有する電気マイクロメータを生産工程等で使用する場合
には、検出量が所定の寸法公差内に入っているかどうか
を判定することが重要であり、検出値の表示はこのよう
な判定が容易に行えることが望まれている。しかし、寸
法公差はゼロ点を中心として振り分けられているとは限
らないため、作業者が所定の寸法公差内に入っているか
どうかを判定しずらいという問題があった。

【０００７】そこで、バーグラフで表示する場合には、
検出量が設定された寸法公差内である場合と寸法公差外
である場合で表示の色を変化させることが提案されてい
るが、そのためには多色で表示可能なバーグラフ表示器
を用意する必要があり、コストが高くなるという問題が
あった。また、検出量が設定された寸法公差内であるか
寸法公差外であるかは表示の色が変化するため容易に判
定できるが、検出量が寸法公差のどの位置にあるかは直
観的には分からないという問題があった。

【０００８】メータスケールで表示する場合には、特殊
な表示板を使用することにより、検出量が設定された寸
法公差内であるか寸法公差外であるかを容易に判定する
ことも可能であると思われるが、特殊な表示板を用意す
るのはコストが高くなるという問題がある上、作業者が
交換に応じて設定を行う必要があるので、煩雑であると
いう問題があった。また、メータスケールで表示する場
合には、検出量に応じて測定レンジが自動的に切り換え
られるようになっているが、検出量に応じて測定レンジ
が自動的に切り換わるとたとえ寸法公差内と表示されて
も対応するレンジでの表示か分からないため、上記のよ
うな寸法公差内であるかどうかが表示できるようにする
ためには、作業者が寸法公差から判断して測定レンジを
設定する必要があり、煩雑であるという問題がある。

【０００９】更に、作業者が検出量が寸法公差の範囲の
どの位置であるかを判定するためには、寸法公差の範囲
がゼロ点を中心として振り分けられていることが望まし
いが、そのような表示を行わせるためには、作業者がゼ
ロ点を調整する必要があり、煩雑であるという問題があ
る。本発明は、このような問題を解決するためのもので
あり、検出量が所定の範囲内であるかどうかの判定が容
易に行える計測器を低コストで実現するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の計測器
の基本構成を示す図である。図１に示すように、本発明
の計測器は、所定の物理量を検出し、検出した物理量を
示す信号を出力する検出部１と、物理量を示す信号を受
け、検出した物理量の表示を行う表示手段２とを有する
計測器において、表示手段２は、指示位置によって物理
量を表示し、指示位置が所定の表示範囲内の場合の表示
と指示位置が所定の表示範囲外の場合の表示を識別可能
に表示可能であり、検出した物理量の許容範囲を入力す
る許容範囲入力手段３と、検出部１から物理量を示す信
号を受け、許容範囲入力手段３から入力された物理量の
許容範囲が所定の表示範囲に対応するように、物理量を
示す信号を変換し、表示手段２に出力する検出信号変換
手段４とを備えることを特徴とする。

【００１１】本発明の計測器によれば、物理量を示す信
号は、許容範囲が表示範囲に対応するように変換されて
表示されるため、表示手段２の所定の表示範囲が固定で
あっても常に最適な形で表示される。また、表示手段２
の所定の表示範囲を中心振り分けにしても、それに応じ
た表示が行われる。上記のような変換を可能にする検出
信号変換手段４は、物理量の許容範囲の中心値と表示範
囲内の中心位置の値の差に相当する分を物理量を示す信
号に加算する加算回路と、物理量の許容範囲の限界値が
表示範囲の限界値に一致するように、この加算回路の出
力を増幅する可変利得増幅器とを備える。

【００１２】本発明が適用されて特に効果があるのは、
表示手段がバーグラフ表示装置やメータスケール表示装
置の場合である。更に、入力された物理量の許容範囲の
限界値を表示する限界値表示手段を有すれば、判定がよ
り容易である。物理量の許容範囲は、例えば寸法許容差
であり、各種の寸法許容差をあらかじめ記憶しておき、
記憶されている各種の寸法許容差を表示する表示手段を
設けて、表示された寸法許容差を物理量の許容範囲とし
て入力可能にすれば、寸法許容差の入力が容易である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の第１実施例の電
気マイクロメータの構成を示すブロック図である。図９
と比較して明らかなように、多くの部分が従来の電気マ
イクロメータの構成を同じであるので、ここでは異なる
部分のみについて説明する。

【００１４】加算回路１８の出力を処理する中心点補正
回路１９と、Ｄ／Ａ変換器２０と、可変利得増幅器２１
が設けられている。中心点補正回路１９は、設定された
寸法許容範囲の中心が表示器２８の表示範囲の中心が一
致するように、加算回路１８の出力する検出信号を変換
するもので、図３に示すような回路構成を有する加算回
路である。検出信号がゼロの時に表示器２８が表示範囲
の中心を指示するとすれば、検出信号から寸法許容範囲
の中心の値を減算するように補正すれば、補正された検
出信号が寸法許容範囲の中心の値に表示範囲の中心を指
示することになる。そこで、図３の回路では、コンピュ
ータが寸法許容範囲の中心の値を演算し、その反転した
値に対応するデータをＤ／Ａ変換器２０に出力する。Ｄ
／Ａ変換器２０は入力されたデータに応じた電流を生成
し、抵抗Ｒ０を介してオペレーションアンプ４１の反転
入力に供給する。中心点補正回路１９の入力端子には検
出信号が入力されており、抵抗Ｒ１を介してオペレーシ
ョンアンプ４１の反転入力に供給される。従って、検出
信号に寸法許容範囲の中心の値を反転した分が加算され
て出力されることになる。

【００１５】可変利得増幅器２１は、図４に示したよう
に、コンピュータからの信号で切り換えられるアナログ
スイッチ列を構成するアナログマルチプレクサ５２を有
するプログラマブル利得増幅回路で、アナログマルチプ
レクサ５２のいずれかのスイッチのみをオンすることに
より、出力とグランドの間の抵抗比が変化して増幅率が
変化する回路である。

【００１６】図５は、第１実施例の表示器を示す図であ
る。図５に示すように、第１実施例の表示器は、バーグ
ラフ表示器であり、ＬＥＤ列は中央のＬＥＤ列６１、上
側のＬＥＤ列６２と、下側のＬＥＤ列６３に分かれてお
り、中央のＬＥＤ列６１と他のＬＥＤ列６２と６３とで
は発光色が異なる。第１実施例の表示器は、更に上限公
差を表示するディジタル表示器６４と、下限公差を表示
するディジタル表示器６５と、測定値を表示するディジ
タル表示器６６とを有している。

【００１７】図６は、第１実施例における表示のための
変化処理を説明する図である。例えば、検出部の検出範
囲と表示器の表示範囲のゼロ点のシフトなしで増幅率１
倍で対応していたとする。ここで、寸法許容範囲が、図
６に示すような範囲であるとすると、寸法許容範囲の中
心に相当する検出量が表示範囲のゼロ点を示す信号に、
寸法許容範囲のの両端に相当する検出量がＯＫとＮＧの
境界を示す信号になるような変換を行う必要がある。そ
のため、コンピュータは、ディジタル表示器６４に表示
された上限公差とディジタル表示器６５に表示された下
限公差から、許容範囲の中心値と許容範囲の幅を算出
し、許容範囲の中心値が表示範囲のゼロ点を示すよう
に、すなわち許容範囲の中心値の反転した値に相当する
データを計算し、Ｉ／Ｏポート２６を介してＤ／Ａ変換
器２０に設定する。Ｄ／Ａ変換器２０に設定された値は
中心点補正回路１９で検出信号に加算されるため、検出
信号は許容範囲の中心値分だけシフトすることになる。
また、許容範囲の幅が表示器のＯＫの範囲になるように
可変利得増幅器２１の増幅率を選択する信号をＩ／Ｏポ
ート２６を介して出力する。

【００１８】加算回路１８から出力された検出信号は、
中心点補正回路１９と可変利得増幅器２１で上記のよう
な変換処理を受け、Ａ／Ｄ変換器２２を介して読み取ら
れ、従来と同様に、表示器２８にバーグラフ表示され
る。検出量が許容範囲内であればＬＥＤ列６１のいずれ
かが点灯し、検出量が許容範囲内であればＬＥＤ列６２
又は６３のいずれかが点灯する。以上の処理はすべて自
動的に行われるので、作業者はレンジの設定やゼロ点の
調整等を行う必要はなく、単に上限公差と下限公差を入
力すればよい。上限公差と下限公差の入力は、図５の表
示をみながら、操作キー３０の対応するアップ・ダウン
キーを操作することにより行う。なお、第１実施例で
は、コンピュータに読み取られる検出量は、上記の変換
を受けた信号であるから、ディジタル表示器６６に測定
値を表示する場合には、元の検出量に戻す逆変換を行う
必要がある。一般に、検出の分解能はＡ／Ｄ変換器２２
のビット数で制限されるので、本実施例のように許容範
囲に対応する変換を行った信号をＡ／Ｄ変換器２２に入
力してディジタル変換を行う方が、分解能を高くするこ
とができる。

【００１９】なお、図９に示すような従来の回路構成を
使用し、読み取った検出値に上記のような変換を施した
上で表示するようにしてもよい。これであれば測定値を
逆変換する必要はなく、そのまま表示できる。図７は、
メータスケール表示器を有する電気マイクロメータに本
発明を適用した第２実施例における表示を示す。

【００２０】第２実施例の電気マイクロメータは、Ａ／
Ｄ変換器２２と、表示インターフェース２７と、表示器
２８がなく、プログラマブル利得増幅器２１の出力が図
７に示すメータスケール表示器に入力される点以外は、
図２に示した第１実施例と同じ構成を有し、変換のため
の処理も同じである。第２実施例では、図７に示すよう
に、指針７１が変換された検出量を示し、表示板にあら
かじめ示されているＯＫとＮＧの表示から寸法許容範囲
内であるかどうかの判定が容易に行える。なお、上限公
差と下限公差を表示するディジタル表示器７２と７３が
設けられており、その時点の上限公差と下限公差が容易
に認識できるようにすると共に、上限公差と下限公差の
入力に使用される。

【００２１】電気マイクロメータで寸法を測定する場
合、対象となる被測定物の軸や穴であり、はめあいの規
格等で決められている寸法公差を使用することが多い。
これらの寸法公差は、はめあいの種類（例えば、すきま
ばめ、中間ばめ、しまりばめ、）や等級、更には寸法等
に応じて多数の種類がある。そのため、これらのすべて
を記憶しているのは難しく、書類を確認したうえで寸法
公差を入力する必要がある。第３実施例ではこの寸法公
差の入力を容易に行えるようにする。

【００２２】図８は第３実施例の電気マイクロメータの
表示器及び操作キーの部分を示す図である。第３実施例
の電気マイクロメータは、図２に示した第１実施例と同
じ構成を有し、同じ変換処理が行われ、異なるのは表示
器と操作キーの部分のみである。図８に示すように、バ
ーグラフ表示部８１、上限公差表示部８４、下限公差表
示部８５、測定値表示部８６に加えて、寸法公差表示部
８７、測定する寸法値を示す寸法表示部８８が設けられ
ている。更に、上限公差表示部８４、下限公差表示部８
５、及び寸法表示部８８の横には、上限公差、下限公
差、及び寸法値を変化させるアップ・ダウンキー９４、
９５、９７が設けられており、寸法公差の表示部８７の
横には選択する寸法公差を変化させるためのアップ・ダ
ウンキー９６が設けられている。下部には、操作キーが
設けられており、９１は電源スイッチを、９２は測定の
開始を指示するスタートマスタセットスイッチを、９３
は検出値を保持させるホールドスイッチを表す。

【００２３】第３実施例において上限公差及び下限公差
を入力する場合には、アップ・ダウンキー９４と９５を
操作して直接入力することもできるが、寸法表示部８８
の表示を見ながらアップ・ダウンキー９７を操作して測
定使用とする部分が穴であるか軸であるか、更にその規
定された寸法を入力した上で、アップ・ダウンキー９６
を操作して寸法公差表示部８７に表示される寸法公差の
種類を変化させる。寸法表示部８８に表示される寸法で
の表示された種類の寸法公差に対応する上限公差を下限
公差が算出されて、上限公差表示部８４と下限公差表示
部８５に表示される。そして、所望の種類の寸法公差が
選択された時点でスタートスイッチ９２を押せば、表示
された種類の寸法公差に対応する上限公差を下限公差が
設定されて測定が開始される。このように、第３実施例
では、上限公差を下限公差の設定が容易に行える。

【００２４】以上、電気マイクロメータを例として説明
したが、エアマイクロメータ等の他の計測器にも適用可
能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出量が所定の範囲内であるかどうかの判定が容易に行
える計測器を低コストで実現でき、範囲の設定も容易に
行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計測器の基本構成を示す図である。

【図２】第１実施例の電気マイクロメータの構成を示す
ブロック図である。

【図３】第１実施例のゼロ点補正回路を示す図である。

【図４】第１実施例の利得可変増幅器を示す図である。

【図５】第１実施例の表示器を示す図である。

【図６】第１実施例における変換処理を説明する図であ
る。

【図７】第２実施例における表示器を示す図である。

【図８】第３実施例における表示部と操作部を示す図で
ある。

【図９】従来の電気マイクロメータの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１，１２…測子 １３，１４…第１、第２差動トランス １５，１６…第１、第２整流回路 １８…加算回路 １９…中心点補正回路 ２０…Ｄ／Ａ変換器 ２１…可変利得増幅器 ２２…Ａ／Ｄ変換器 ２３…ＣＰＵ ２４…ＲＯＭ ２５…ＲＡＭ ２６…Ｉ／Ｏポート ２８…表示器 ３０…操作キー １００…被測定物

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の物理量を検出し、検出した物理量
   を示す信号を出力する検出部（１）と、 前記物理量を示す信号を受け、前記検出した物理量の表
   示を行う表示手段（２）とを有する計測器において、 前記表示手段（２）は、指示位置によって前記物理量を
   表示し、前記指示位置が所定の表示範囲内の場合の表示
   と前記指示位置が前記所定の表示範囲外の場合の表示を
   識別可能に表示可能であり、 検出した物理量の許容範囲を入力する許容範囲入力手段
   （３）と、 前記検出部（１）から前記物理量を示す信号を受け、前
   記許容範囲入力手段（３）から入力された前記物理量の
   許容範囲が前記所定の表示範囲に対応するように、前記
   物理量を示す信号を変換し、前記表示手段（２）に出力
   する検出信号変換手段（４）とを備えることを特徴とす
   る計測器。
2. 【請求項２】 前記検出信号変換手段（４）は、 前記物理量の許容範囲の中心値と前記表示範囲内の中心
   位置の値の差に相当する分を前記物理量を示す信号に加
   算する加算回路（１９）と、 前記物理量の許容範囲の限界値が前記表示範囲の限界値
   に一致するように、前記加算回路（１９）の出力を増幅
   する可変利得増幅器とを備える請求項１に記載の計測
   器。
3. 【請求項３】 前記表示手段（２）はバーグラフ表示装
   置である請求項１又は２に記載の計測器。
4. 【請求項４】 前記表示手段（２）はメータスケール表
   示装置である請求項１又は２に記載の計測器。
5. 【請求項５】 入力された前記物理量の許容範囲の限界
   値を表示する限界値表示手段（６４、６５；７２、７
   ３）を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の計
   測器。
6. 【請求項６】 前記物理量の許容範囲は寸法許容差であ
   る請求項１から５のいずれか１項に記載の計測器。
7. 【請求項７】 複数種類の前記寸法許容差があらかじめ
   記憶されており、記憶されている前記各種の寸法許容差
   を表示する表示手段（８７、８４、８５）を備え、該表
   示手段に表示された寸法許容差を前記物理量の許容範囲
   として入力可能である請求項６に記載の計測器。