JPH11505018A - アナログおよびディジタルのディスプレイユニットを備えた測定装置 - Google Patents

アナログおよびディジタルのディスプレイユニットを備えた測定装置

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JPH11505018A JP8533729A JP53372996A JPH11505018A JP H11505018 A JPH11505018 A JP H11505018A JP 8533729 A JP8533729 A JP 8533729A JP 53372996 A JP53372996 A JP 53372996A JP H11505018 A JPH11505018 A JP H11505018A
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Abstract

(57)【要約】 測定ヘッド(2)に接続されたディスプレイユニット(1)は、実質的に正平行六面体形状のケーシング(3)を備えている。このケーシング(3)はその長さおよび奥行きに対してその幅がかなり小さく、かつ長さおよび幅に対応した寸法を有する前面を有している。この前面上には、実質的に一方がアナログ型で他方がディジタル型の二つのディスプレイ装置が、前面の長さ方向に沿って配置されている。プログラミングおよび制御目的とするキーボード(8−11)が、ケーシングの基部(7)に配置されている。また、ディスプレイユニット(1)を外部支持装置(30)に堅固に連結するロック装置(13,15)は、ケーシングに合わせられ、その機能性に対して全体寸法が極めて小さくされている。

Description

【発明の詳細な説明】 アナログおよびディジタルのディスプレイユニットを備えた測定装置 技術分野 本発明は、長さおよび奥行きに対して幅がかなり小さい、正平行六面体形状の ケーシングを有したディスプレイユニットと、実質的に一方がデジタル型で他方 がアナログ型とされるとともに、前記長さおよび幅に対応した寸法を有する前記 ケーシングの前面に設置され、かつ互いに隣り合うように前記前面の長さ方向に 沿って配置された2つのディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のため のキーボードと、測定ヘッドとを備えた測定装置に関する。 背景技術 電子測定装置、例えば機械的ワーク片の直線寸法を測定するための装置には、 測定および処理に関する限りにおいて、優れた2つのタイプの比較的単純な装置 、すなわち「コラム」型または「ダイヤル」型の装置若しくは比較器がある。 前記コラム型の装置は、実質的に正平行六面体形状のケーシングを有した、長 さおよび奥行きに対して幅がかなり小さいディスプレイユニット(通常は、電力 供給、検出器およびプロセッサとして作動する)を備えている。 一方がデジタル型で他方がアナログ型の少くとも2つのディスプレイ装置と、 プログラミングおよび制御のためのキーボードとが、前述した長さと幅に対応し た寸法を有した、前記ケーシングの前面に配置される。電気的なコネクタが前記 ケーシングの背面に配置され、電力供給ネットワーク、入力装置、より詳しくは 、一つ若しくは複数の測定ヘッド、出力装置、リレー類、測定信号プロセッサ、 その他とのケーブルを介した接続を提供する。例えば発光ダイオード(LED) 、 若しくは小さなガス放出チューブから成るセグメントを備えたタイプの前記アナ ログディスプレイ装置は、一般的に前記前面の長さ方向に沿って、実質的に垂直 スケールとして配置される。これに対して、通常は光セグメント型の前記デジタ ル装置は、前記前面の幅方向に沿って配置される。実際、典型的にそのように呼 ばれる「電子コラム」は垂直に配置されるとともに、ケーシングの下側基部に固 定された脚によってテーブル若しくは支持平面上に静止する。 また、水平に配置されるとともにテーブル若しくは支持平面上に静止する、前 記コラム型に由来する既知の装置においては、両ディスプレイ装置が水平方向に 配置される。 これらの電子コラムはかなり嵩張っている。そして、同一のワーク片に対する 複数の測定値を表示するために、複数の垂直コラムが並ぶように(水平に配置さ れる装置においては互いに積み重ねられるように)配置される場合には、その全 体寸法が、コラムを測定ヘッドからかなりの距離を離して配置しなければならな くしたり、ディスプレイ上の種々の測定値を容易かつ正確に見ることが困難にし たりする不都合を引き起こし得る。 いわゆる「ダイヤル型」の電子比較器機、若しくは米国特許US‐A‐428 9382に開示された比較器や欧州特許のEP‐B‐0097520に開示され たもの等は、かなりコンパクトである。これらの比較器は、厚みの小さい実質的 に円筒状の、若しくは実質的にプリズム状のケーシングを有したディスプレイユ ニットを備えている。前記ケーシングの前面には、一方がアナログ型で他方がデ ジタル型の2つのディスプレイ装置が配置されている。いくつかのキー若しくは キーボードが、前記ケーシングの同じ前面、若しくはその横の表面(環状表面、 若しくは矩形状の面)に設置される。測定ヘッド、より詳しくは、いわゆる「カ ートリッジ型」の測定ヘッドは、機械的カップリングによってディスプレイユニ ットのケーシングに直接接続され、若しくは遠くに設置されてケーブルを介して ディスプレイユニットに接続される。 前記ダイヤル型の比較器は、典型的にロック装置によって外部支持装置に連結 されるが、一体型の測定ヘッドを有した比較器の場合には、測定ヘッドのケーシ ングに連結される。 比較的単純な測定ベンチにおいては、測定ヘッドを一体型のディスプレイユニ ットと共に使用することが望ましい。例えば、シャフト状のワーク片の複数箇所 の直径を測定する、測定位置に手動で配置されるベンチにおいては、装置を(一 体型の測定ヘッドと共に)シャフトの軸線方向に並べて配置することが望ましい 。しかしながら、例えばシャフトの、密接して配置されたいくつかの断面の直径 を測定することが要求される際などに、既知のダイヤル型比較器は並べて配置す るには必ずしも適していない。そのような状況の下では、ディスプレイユニット の前面の全体寸法がこの配置を不可能にするとともに、欧州特許EP‐B‐00 97520に開示されているように、離して配置される測定ヘッドを備えた装置 を使用しなければならない。しかしながら、この構成においても、ディスプレイ ユニットの前面の全体寸法は、コンパクトかつ容易に読み取れるディスプレイ群 の達成を可能にはしない。 発明の開示 本発明の目的は、特にディスプレイ装置の配置に関して、特に全体寸法が小さ い、非常にコンパクトな装置を供給することにある。 この目的は、実質的に正平行六面体形状のケーシングを有した、長さおよび奥 行きに関して幅がかなり小さいディスプレイユニットと、実質的に一方がデジタ ル型で他方がアナログ型で、前記長さおよび幅に対応した寸法を有する前記ケー シングの前面に設置され、前記前面の長さ方向に互いに隣接して配置された2つ のディスプレイ装置と、プログラミングおよび制御のためのキーボードと、測定 ヘッドとを備えた装置であって、前記キーボードが、前記ケーシングの基部に配 置されるとともに、 前記ディスプレイユニットを外部の支持具に堅固に連結するためのロック装置 が、前記ケーシングに連結されていることを特徴とする測定装置によって達成さ れる。本発明の他の観点は、比較的低い周波数を発振する測定回路と、周期を測 定する検出器回路とを有した、特に単純な電気的検出回路、および複数のディス プレイユニットのコンパクトな配置を可能にする、遠隔測定ヘッドに接続された 複数のディスプレイユニットを支持するための支持装置に関連する。 本発明による装置の機械的および電気的な特徴は、注目に値する機能性と限ら れたコストとを結びつけることを可能とする。本発明は、複数のディスプレイユ ニットを互いに並べ、若しくは互いに積み重ねて配置する可能性を提供するとと もに、互いに並ぶ方向の全体寸法を最小限にし、とりわけディスプレイ上のデー タの迅速かつ容易な読み取り確実にする。これらおよびその他の利点は、装置が ディスプレイユニットと一体型の測定ヘッドを有する場合と、装置が遠隔測定ヘ ッドを有する場合の両方において達成される。 図面の簡単な説明 本発明は、添付された図面を参照し、例証を目的としかつ非限定的な目的のた めに、詳細に記述される。ここで: 図1はディスプレイユニットと、このディスプレイユニットに調節可能に連結 された測定ヘッドとを備えた測定装置の側面図; 図2は、図1に示された装置の要部の正面図; 図3は、図1と図2に示された装置の要部の背面図; 図4は、図1乃至図3に示された装置の平面図; 図5は、図1乃至図4に示したような複数のディスプレイユニットを、水平位 置に支持するために、かつケーブルによって遠隔測定ヘッドと接続するように構 成された支持装置の側面図; 図6は、図5に示された支持装置の平面図; 図7は、図1乃至図4に示された装置の回路の概略を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態 図1乃至図4に示した装置は、ディスプレイユニット1と、このディスプレイ ユニット1に堅固に、しかしながら調節可能に連結された測定ヘッド2とを備え ている。 前記ディスプレイユニット1は、長さ(すなわち、図1に示した装置において は高さ)および奥行きに対して幅がかなり小さい、実質的に正平行六面体形のケ ーシング5を有する。その前面4の寸法は、ケーシング3の長さおよび幅に対応 する。背面5には、上側基部7に延びるチャンファ(角をそいだ斜面)6が設け られ、この上側基部7には、プログラミングおよび制御のための4つのキー8、 9、10および11を有するキーボードが設けられている。 測定ヘッド2、すなわち本実施形態においては、直線方向の寸法を検査するた めの「カートリッジ」形測定ヘッド2が、ケーシング3の基部12に連結されて いる。その装置は、外部支持装置、例えば機械的ワーク片の直線寸法の検査のた めに手動でワーク片を搭載するベンチ支持具構造に、測定ヘッド2の円筒状のス リーブ13と協動する図示されない連結装置によって堅固に連結される。 ケーシング3の前面4には、前面4の長さ方向に沿って互いに隣接するように 配置された、2つのディスプレイ装置14,15が設置されている。 前記ディスプレイ装置14は、アナログに類似したタイプであって、棒グラフ 状に直線的に配列された複数の発光ダイオード(LED)を有している。前記配 列の側方には、前記ダイオードによって示される測定値と協動する、目盛り付け されたスケール16が設けられている。ダイオードの配列は、1個の中央ダイオ ードと、この中央ダイオードの両側にそれぞれ配置された10個ずつのダイオー ドとからなる21個のダイオードを有する。各ダイオードは、緑色、赤色あるい はその組合せ(黄色)の光を選択的に発することができる。 前記ディスプレイ装置15はデジタルタイプであって、7つのセグメントを有 する5つの要素のストリングからなり、数値情報あるいはアルファベット文字に よる単純なメッセージを選択的に提供することができる。 前記測定ヘッド2は、測定ヘッド2の上側部分に堅固に連結された環状ディス ク17と、ケーシング3に連結された円筒状表面の形を有する座18と、実質的 にC字形の断面形状と90度の角部を有した小さい摩擦プレート19とからなる ロックおよび調整のための装置によって、ディスプレイユニット1に連結されて いる。プレート19は、ディスク17の下側部分を通過させるための下側中央ス ロットと、図1にその一つが示されている2つの半円形のノッチ20とを有して いる。プレート19は、基部12に形成されたねじ穴に挿入される図示されない スクリューによって基部12に固定されるとともに、ノッチ20に隣接して生じ るわずかな変形によって、ディスク17を接触座18に押し付ける。さらに、デ ィスク17の厚さはプレート19の(休止状態の下での)幅よりわずかにより大 きいので、ディスク17がプレート19内に配置されると、後者は湾曲して適切 な量の圧力をディスク17の表面に負荷する。したがって、ディスプレイユニッ ト1と測定ヘッド2の相互の配置を、例えば、点線により示されかつ参照番号2 ’および2”により識別された測定ヘッドの位置に変更することが可能である。 実際、測定ヘッド2が外部支持装置に固定されるという事実によって、前述の 外部支持装置に対するディスプレイユニット1の角度配置を変えることが可能で ある。前記配置は2つの軸、すなわちディスク17の幾何学的な軸(この軸は、 ケーシング3の前記幅の方向と平行である)および円筒状スリーブ13の軸の周 りの角度の調整によって変えることができる。 ケーシング3の背面5、より正確にはチャンファ6には、ディスプレイユニッ ト1および測定ヘッド2に対する電力供給のために、かつ種々の入出力機能の達 成のために電気的コネクタ21が連結されている。 前述したディスプレイユニット1の構造と、以下に図7を参照して記述する電 気回路のタイプは、ディスプレイユニットを、非常に小さいけれども同時に極め て機能的なものとする。プロトタイプは、以下の寸法、すなわち長さ11cm、 幅1.2cm、奥行き6.9cmに製作された。明らかにこれらの寸法は変更可 能であるが、好ましくは長さは13cmを、幅および奥行きはそれぞれ1.5c mおよび8cmを超えるべきではない。 複数のディスプレイユニット1,1’,1”等が、図示されない遠隔測定ヘッ ドとともに用いられる際には、図5および図6に示される支持装置30は、測定 値の簡単かつ迅速な読みとりを確実なものとするために、前記ディスプレイユニ ット1,1’,1”等を非常にコンパクトに配置することを可能にする。 前記支持装置30は、実質的に矩形のベースプレート31と、このプレート3 1の表面上に立設された柱32とを有する。 柱32は、金属から製造されるとともに、C字形の断面形状を有し、かつ前記 C字形の両翼部に対向して配置された一対の孔33,34によって画成される座 を備え、前記ディスプレイユニット1,1’,1”が柱32に固定されることを 可能にする。この目的のために、各ディスプレイユニット1,1’,1”のディ スク17はピン35の端部に堅固に連結され、このピン35は、ディスク17に 隣接する当接フランジと、ナット36に螺合するねじ部とを有している。図5お よび図6に示されるように、ピン35の前記フランジおよび前記ナット36は、 柱32の両翼部に当接している。 図5に示される前記支持装置30は、最大10台までの、水平に配置され、か つ垂直方向に互いに小さい間隔を開けて重ね合わされたディスプレイユニット1 ,1’,1”を支持することができる。 さらに、柱32の中央の側面には、関連するディスプレイユニット1,1’, 1”若しくは関連する一対の孔33,34とそれぞれ同じ高さに配置された、隣 接する2列に配置された10対の座面が設けられている。これらの座面には、磁 気プレート39,40を貼り付けることができる。左側に配置された磁気プレー ト39は、関連するディスプレイユニット1,1’,1”によって表示される測 定値のタイプに関するシンボル、若しくはその他の指示を提示することができる 。また、右側に配置された磁気プレート40は、測定を識別するための番号を提 示することができる。 ディスプレイユニット1,1’,1”に接続されたケーブル41,42は、柱 32の内側においてプレート31に連結されたチャネル43の内側に、一緒に集 められるとともに、ある部分のためにこのような方法で配置されることができる 。 前述したように、図7を参照して説明される電気回路のタイプによって、ディ スプレイユニット1の、極めてコンパクトではあるが非常に機能的な構造が実施 可能となる。 より詳しく説明すると、図7の単純化されたブロック図は、可変周波数発振回 路50を示す。可変周波数発振回路50は、測定ヘッド2の変換器51を備え、 この変換器51は、2つのインダクタンス52,53を有しているが、その周波 数の値は図1に示した触手55と共に移動可能な磁気コア54の位置に応じて変 化する。コア54が中央位置にあるとき、発振回路50の周波数は予め定められ た値f0、例えば30kHzである。両インダクタンス52、53は、発振回路 50の他の部品57の上方に電気機械式リレー56として模式的に示される電子 リレーによって、毎秒あたり数十回の割合で周期的に切り替えられる。それゆえ に、コア54が中央位置から予め定められた位置に変位したときに、周波数の差 がf1−f2である周波数f1およびf2の2つの信号を供給することが可能である 。周波数の差f1−f2、およびそれに伴う周期の差t1−t2は、定められたよう に、コア54の中央位置からの変位、言い換えれば、チェックされなければなら ないワーク片の公称値に対する寸法偏差に依存する。発振回路50に接続された 回路58が供給する、周期がそれぞれt1およびt2の矩形状の波形を有した2つ の信号は、クォーツ発振器61によって供給される一定の周波数fR、例えば1 MHzの信号をその入力部で受け取るゲート60を有した変換回路59に到達す る。ゲート60の開放は、いくつかの周期、例えば10周期の間、周期t1の信 号若しくは周期t2の信号のいずれかによって制御される。カウンタを有した回 路62は、ゲート60が開放している間、一定周波数の信号を受け取るとともに 、t1−t2、すなわちワーク片寸法の公称値に対する偏差に対応した値を有する 信号を供給する。そしてプログラミングおよび駆動回路63は、この信号によっ て、ディスプレイ装置14、15を駆動する。 図7に示した回路は、ヨーロッパ特許EP‐B‐0097520に記述された 回路といくつかの類似性を有するが、いくつかの重要な相違をも有している。第 一に、測定ヘッド2の変換器を有した発振器回路50の共振周波数が大幅に低い (500kHzに対して30kHz)。このことは、測定値の検出における応答 時間を増加させるが、いずれにせよ、手動で操作されるタイプの装置にとっては 最も適している。低い発振周波数の使用によって得られる基本的な利点は、ノイ ズ、より詳しくは、ディスプレイユニット1を遠隔測定ヘッドに接続するケーブ ルの容量の変化によって生じるノイズに関する回路の敏感さがかなり減少すると いうことにある。EP‐B‐0097520に開示された前記装置においては、 ケーブルを介した送信の前に信号を減衰させるとともに、送信後に信号を増幅さ せる必要があるが、本発明の装置はこのような操作を必要としない。したがって 、図7に模式的に示した前記回路は、安全性の強化およびコストの削減の達成を 可 能とするが、応答時間の増加は予想される使用に対してそれほど影響を及ぼさな い。 次に、ディスプレイユニット1のキーボードのキー8乃至11を示す図4を参 照し、マイクロプロセッサを有した回路およびソフトウェアによって達成される ディスプレイ装置のいくつかの機能的な特徴を説明する。キー8乃至11は、シ ステムの状態(測定、較正なし、ゼロ設定なし、較正、エラー)に依存する多機 能キーである。 キー11は、ディスプレイユニット1に接続された測定ヘッド2の変換器51 のコア54の決定された位置における読みのゼロ設定を可能とする。システムが ゼロ設定機能をキー11に割り当てている状態においては、ゼロ設定の操作は、 キー11を押した後にキー11を解放することによって実行される。キーの解放 は、数秒の遅延時間をスタートさせる。そして、この遅延時間が終了するときに ゼロ設定が実行される。この特徴は、測定ヘッド2がディスプレイユニット1に 一体化されている場合に重要である。つまり、キー11に負荷される圧力は測定 ヘッドに応力を生じさせ、その結果としてゼロ設定に誤差を生じさせるのである 。 プログラミング状態においては、キー8および9を適切にかつ順番に押すこと によって以下のことが可能となる。 まず、デジタル表示、およびデジタル・ディスプレイ装置15から供給される メッセージの配置を設定することにより、180度反転させた2つの水平位置に おけるディスプレイユニット1上での読み取りを可能にすること。 次に、例えばディスプレイユニット1が垂直位置に配置されている時に、デジ タル・ディスプレイ装置15を非活性化させること。 本明細書に記載された発明は、線形寸法の測定とは異なるタイプの測定に対し ても適用することが可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 実質的に正平行六面体形状のケーシング(3)を有し、長さおよび奥行 きに対して幅がかなり小さなディスプレイユニット(1)と、 実質的に一方(14)がアナログ型で他方(15)がデジタル型で、前記長さ および前記幅に対応した寸法を有する前記ケーシングの前面(4)に設置され、 前記前面の長さ方向に互いに隣接して配置された2つのディスプレイ装置と、 プログラミングおよび制御を目的とするキーボード(8−11)と、 測定ヘッド(2)と を備えた測定装置であって、 前記キーボード(8−11)が前記ケーシングの基部(7)に配置されるとと もに、 前記ディスプレイユニット(1)を外部支持装置(30)に堅固に連結するロ ック装置(13;35)が、前記ケーシングに連結されていることを特徴とする 測定装置。 2. 前記ロック装置(13;35)が、前記キーボードが配置された前記ケ ーシングの前記基部(7)とは反対側の基部(12)に配置されることを特徴と する請求項1に記載の装置。 3. 前記キーボードが10個未満のキー(8−11)を有することを特徴と する請求項1または2に記載の装置。 4. 前記キーボードが4個のキー(8−11)を有することを特徴とする請 求項3に記載の装置。 5. 前記ケーシング(3)の背面(5,6)に配置された電気コネクタ(2 1)を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の装置。 6. 前記アナログ・ディスプレイ装置(14)が、前記長さ方向に沿って整 列された、複数の発光要素を有するタイプであることを特徴とする請求項1乃至 5のいずれかに記載の装置。 7. 前記アナログ・ディスプレイ装置(14)の前記発光要素は、緑色、赤 色および黄色の光を選択的に放つダイオードから構成されることを特徴とする請 求項6に記載の装置。 8. 前記デジタル・ディスプレイ装置(15)が、水平方向に読み取り可能 な表示を表示できるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のい ずれかに記載の装置。 9. 前記ディスプレイユニット(1)の180度反転させた2つの水平位置 に応じて読み取り可能な表示を選択的に表示させるために、前記キーボード(8 ‐11)が前記デジタルディスプレイ装置(15)の駆動を制御するように構成 されていることを特徴とする請求項8に記載の装置。 10. 前記キーボード(8−11)が、前記デジタルディスプレイ装置(1 5)を非活性化するように構成されていることを特徴とする請求項8または9に 記載の装置。 11. キー(11)を解放すると予め定めた遅延時間後にゼロ設定が生じるよ うに制御するためのキー(11)を、前記キーボード(8−11)が備えることを 特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の装置。 12. 前記測定ヘッド(2)が、前記ケーシングの幅方向と平行な軸周りに 調節できるようにするための調整装置(17‐20)を介して、前記ケーシング (3)の前記キーボード(8−11)が配置された基部とは反対側の基部(12 )に対応する位置において、前記ディスプレイユニット(1)に接続されること を特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の装置。 13. 前記調整装置が、前記測定ヘッド(2)の端部に堅固に接続されたデ ィスク(17)と、前記ケーシング(3)に接続され円筒形表面の一部の形状を 有する座(18)と、前記ケーシング(3)に接続されるとともに前記ディスク (17)と協動する摩擦要素(19)とを備えることを特徴とする請求項12に 記載の装置。 14. 前記長さが13cmを、前記幅が1.5cmを、そして前記奥行きが 8cmをそれぞれ上回らないことを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに 記載の装置。 15. 前記長さ、幅および奥行きの値が、それぞれ約11cm、1.2cm および7cmであることを特徴とする請求項14に記載の装置。 16. 測定ヘッド(2)の変換器(51)と、 この変換器と関連し、測定される寸法の値に応じて周期が変化する振動アナロ グ信号を供給する発振回路(50)と、 前記アナログ信号をデジタル形態に変換するための変換回路(58,59)と 、 プログラミングおよび駆動回路(63)と を備え、 前記変換回路(58,59)が、前記周期中において、比較的高い周波数(fR )を有した周期的な参照信号のサイクルを数えることによって、前記可変周期を デジタル値に変換するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至15 のいずれかに記載の装置。 17. 前記発振回路(50)が、数十kHzの範囲の動作周波数を有するこ とを特徴とする請求項16に記載の装置。 18. 前記発振回路(50)が約30kHzにまたがる作動周波数を有する とともに、前記参照信号(fR)がMHzのオーダーの周波数を有することを特 徴とする請求項17に記載の装置。 19. 前記外部支持装置(30)が、基部(31)と、この基部に支えられ た柱(32)とを備え、前記柱が遠隔測定ヘッド(2)に接続された一つ若しく は複数のディスプレイユニット(1,1’,1”)を支持するように構成されて いることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の装置。 20. 前記柱(32)が水平な軸を有する座(33,34)を画成するとと もに、前記ロック装置が前記座の一つと係合するための、前記ケーシングの前記 基部(7)に接続された延長要素(35)を有することを特徴とする請求項19 に記載の装置。 21. 前記柱(32)が、着脱自在プレート(39,40)のための座を有 する側面を備え、 前記着脱自在プレート(39,40)は、前記支持具(30)によって支持さ れた対応するディスプレイユニット(1)によって表示される測定と関連する表 示を有することを特徴とする請求項19または20に記載の装置。 22. 前記ディスプレイユニット(1,1’,1”)が、ケーブル(41, 42)を介して前記連結された遠隔測定ヘッド(2)に接続されるとともに、前 記柱(32)が、前記ケーブルの一部を収納するための開口を有することを特徴 とする請求項19乃至21のいずれかに記載の装置。
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