JPS60214212A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、検出部の交換が行なえる測定装置に関する。

［背景技術］ 物品の長さや深さ等の寸法に対応した電気信号を出力す
る検出部を備え、この検出部からの出力信号を拡大、或
いは分割等所定処理して前記物品の寸法等を測るＭ１定
機にあっては、対象物品形状等から検出部を交換可能に
形成したものか提案されている・ 従来、かかる検出部交換型測定機では、その交換後の調
整に労力を要する上、測定精度や作業能率が悪い欠点が
ある。これを、触針を有する測定アームの変位量から物
品の表面粗さを測定する、いわゆる表面粗さ測定機を例
にとって述べる。

例えば、実開昭５８７７６１０７号では、検ｄ１部の検
知部からのアナログ信号を必要によって増幅し、更にＡ
／Ｄ変換した後ご演算回路へ導き所定演算を行なって表
面粗さを算出し、その結果を記録している。ここに、検
知部と本体内の電気回路とは整合がとられている。

しかしながら、主に対象物品の形状によって、検出部ま
たは保護ケースごと、或ｌ／）は触針また１１案内面を
換えて測定する場合が多いため、交換の都度、交換部分
に応じて感度調整等の電気回路とのマツチングをしなけ
ればならず、その変イヒＣ士微細なため極めて能率が悪
い。これは、検知部等を完全同一特性とすることが不可
能なことがらｉｎｔすられない問題である。

［発明の目的］ ここにおいて、本発明の目的は、上述した欠点を解消す
べくなされたもので、検出部の交換後に電気回路との調
整を不要とした測定装置を提供することにある。

［発明の構成］ そのため、本発明は、検出部毎に異なる識別マークを付
設するとともに、各検出部毎の特性をその検出部の識別
マークと対応して記憶させ、検出部が交換される都度、
その検出部の識別マークを読取り、読取った識別マーク
に対応する特性値に基づいて信号処理部の定数を更新す
るようにしたものである。

具体的には、被測定物に関与してその寸法等に対応する
電気信号を出力する検出部と、この検出部の出力信号を
予め設定された定数を用いて所定処理し測定結果をめる
信号処理部とからなり、かつ検出部が交換可能とされた
測定装置において、前記検出部毎に異なる識別マークを
設けるとともに、前記信号処理部側に、前記識別マーク
を自動的に読取るだめの読取装置と、各検出部毎の特性
値を記憶する記憶装置とをそれぞれ設け、かつ前記検出
部が交換された後前記読取装置によってその検出部の識
別マークが読取られたとき、前記記憶装置に記憶された
前記識別マークと対応する検出部の特性値に基づいて前
記信号処理部の定数を自動的に更新する補正回路を備え
た、ことを特徴としている。

［実施例］ 第１図は本実施例の表面粗ざ測定機の断面を示している
。同図において、ａ１１１定機本体ｌには、交換可能な
検出部としての検出へラド２が着脱自在にかつ位置調整
自在に取付けられている。検出ヘッド２は、被測定物に
関与してその寸法等に対応する電気信号を出力するもの
で、前記測定機本体ｌに対して回転方向および」二下方
向へ位置調整可能にかつ着脱自在に数句けられる可動軸
３と。

この可動軸３に連結されかつ外側がケース１３Ａで覆わ
れた支持体４とを含む。前記可動軸３には、前記検出ヘ
ッド２毎に異なる識別マーク２７、例えば番号コードが
付設されている。また、前記支持体４の下面側には、棒
状の測定アーム５が十字ばね６を介して揺動自在に取付
けられてし）る。

前記測定アーム５は、略中央が前記支持体４に十字ばね
６を介して揺動自在に支持された第１のアーム７と、こ
の第１のアーム７の一端に連結された第２のアーム８と
から構成されている。前記第１のアーム７は、その揺動
支点位置つまり十字ばね６の位置より互いに逆方向へ等
距離離れた位置にそれぞれ誘電体９．ｌＯを備え、かつ
板ばねよりなる加圧用ばね１１により図中時計方向へ回
動付勢されている。加圧用ばね１１は、調整ねじ１２に
よりばね力の大きさが加減できるようになっている。ま
た、　ｒｉｉｊ記第２のアーム８は、前記ケース１３Ａ
の一端から一体的に突設された保護ケース１３Ｂ内に収
納され、かつその先端部に第２のアーム８の軸線に対し
て直角な接触子１４をソ１１えている。前記保護ケース
１３の先端部側面には、半球状の案内部１５か膨出形成
され、この案内部１５に前記第２のアーム８の接触子１
４を外部へ突出させるための開口部１６が穿設されてい
る。これにより、例えばテーブル１７上に載置された被
測定物１８の測定面に接触子１４を当接させた後、テー
ブル１７を図中矢示方向へ移動させれば、被測定物１８
の表面粗さによって測定アーム５か十字ばね６を支点と
して揺動される。

一方、前記支持体４には、前記第１のアーム７の他端と
対応する位置に前記測定アーム５を所定姿勢に保持する
保持装置２５が設けられているとともに、前記第１のア
ーム７の各誘電体９．ＩＯと対向する位置に一対の検出
コイル２１．２２が各誘電体９．１０と間隙をもってそ
れぞれ埋設されている。これにより、前記保持装置２５
が前記測定機本体ｌからの信号により作動されると、測
定アーム５は、その他端が前記ケース３内の突起２６へ
付勢された姿勢、つまり接触子１４が保護ケース１３Ｂ
内に収納された姿勢に保持されるようになっている。

また、前記検出コイル２１．２２は、第２図に示す如く
、可変抵抗器３１とともにブリッジ回路３２を構成して
いる。これにより、可変抵抗器３１を調整すれば、１ｌ
ｌＩＩ足アーム５が或姿勢状態にあるとき、可変抵抗器
３１の可変接点の出力信号Ｓ２の位相と前記検出コイル
２１．２２間の出力信号Ｓ＋の位相とが互いに逆になる
ように、予め設定することができる。従って、この設定
状態から測定アーム５か被測定物１８の表面粗さによっ
て変位すると、各誘電体９．１０と検出コイル２１．２
２との間隙の変化に基づき、各検出コイル２１．２２の
インタフタンスが変動する結果、そのインタフタンスの
変動がブリッジ回路３２を介して測定値として出力され
る。ブリッジ回路３２の入出力線は、前記測定機本体ｌ
内に設けられた信号処理部３３に接続されている。

前記信号処理部３３は、前記ブリッジ回路３２に動作電
圧を与える電源３４と、ブリッジ回路３２からの出力つ
まり雨検出コイル２１．２２の接続点の出力信号Ｓ【お
よび前記可変抵抗器３１の可変接点の出力信号Ｓ２を抵
抗３６．３７を介して入力する演算増幅器３８と、前記
検出ヘット２の識別コード２７を読取る読取装置３５と
をそれぞれ含む。前記演算増幅器３８は、前記出力信号
Ｓ１と出力信号Ｓ２とを合成し、その出力をＡ／Ｄ変換
器３９へ与える。

前記Ａ／Ｄ変換器３９は、タイミング回路４０からの変
換指令パルスか与えられる毎に、１１ｊ記演算増幅器３
８からの出力信号をデジタル信号（と変換する。前記タ
イミング回路４０は、クロンクツくルス発生器４１から
のクロ、ンクノ々ルスをカウントし、そのカウント数が
測定長設定器４２で設定された測定長Ｌ＋〜Ｌ３に対応
するカウント散開こ達する毎に変換指令パルスをＡ／Ｄ
変換器３９へ与えるようになっている。ここでは、測定
長設定器４２で設定される３種の測定長（ＪＩＳ規定の
Ｌ＋　＝＝０　、２５ｍｍ、　Ｌ２　＝＝０　、８ｔｍ
、Ｌ３＝２．５ｍｍ）を予め設定されたサンプリング数
Ｎにそれぞれ等分するように、各測定長毎に異なるカウ
ント数が設定されている。また、サンプリング数Ｎは、
表面粗さが最大高さく　Ｒｗａｘ）方式の場合２１０で
ある１０２４に、表面粗さが中心線平均粗さくＲａ）方
式の場合２　である５１２に予あ設定されている。これ
により、Ａ／Ｄ変換器３９からは、測定長設定器４２で
設定されるｌ、）ずれの測定長においても、その測定長
をサンプリング数Ｎで等分したＮ個のデジタル信号か演
算回路４３へ与えられるようになっている。

前記演算回路４３は、前記Ａ／Ｄ変換器３９からのデジ
タル信号を予め設定されている定数Ｋにより演算し、そ
の結果をプリンタ４５で記録させるとともに、これらの
データを基に表面粗さをめる。ちなみに、最大高さくＲ
ｍａｚ）方式の場合には、Ａ／Ｄ変換器３９から与えら
れるＮ個のデータの中の最大値と最小値との差によりめ
ることかできる。また、中心線平均粗さくＲａ）方式で
めることができる。なお、Ａ／Ｄ変換器３９からのデジ
タル信号が予め設定された過大値、例えばプリンタ４５
がスケールアウトする値を越えると、警報器４６から警
報が発せられるようになっている。これにより、測定者
は、測定作業がスケールアウトであることを知ることが
できる。

前記演算回路４３の定数には、前記検出ヘッド２が交換
される都度、補正回路４７によって自動的に更新される
ようになっている。補正回路４７は、検出ヘッド２が交
換された後、その検出へシト２の識別マーク２７が前記
読取装置３５によって前記演算回路４３の定数Ｋを更新
する。前記記憶装置４８には、交換される検出ヘッド２
の識別マーク２７毎にその特性値が予め記憶されている
。例えば、各検出ヘッド２毎の測定アーム５の回動変位
量と出力信号との特性曲線等が予め記憶されている。こ
れにより、いずれかの検出へラド２が測定機本体ｌに取
付けられた後、その検出ヘッド２の識別マーク２７が読
取装置３５で読取られると、記憶装置４８の中から読取
装置３５で読取られた識別マーク２７と対応する特性値
が読出される。すると、補正回路４７は、記憶装置４８
の中から読み出された特性値に基づいて演算回路４３の
定数を更新する。つまり、以後更新された定数が演算の
補正値として利用される。

従って、本実施例によれば、検出へラド２に識別マーク
２７を設けるとともに、信号処理部３３に前記識別マー
ク２７を読取る読取装置３５と、各検出ヘッド２毎の特
性値を記憶する記憶装置４８とをそれぞれ設け、検出ヘ
ッド２が交換された際、その検出ヘント２の識別マーク
２７が読取装置３５で読取られた後、その識別マーク２
７に対応する特性値が記憶装置４８の中から読出され、
その特性値に基づいて演算回路４３の定数Ｋが更新され
るため、検出ヘッド２を交換する都度、信号処理回路３
３とのマンチングを行なう必要がない。

また、各測定長を予め設定されたサンプリング数Ｎで等
分し、各サンプリング時の信号をデジタル信号に変換し
、これを基に被測定物の表面粗さをめるようにしたので
、測定長にかかわらず両者の相対移動速度を変えること
なくサンプリング数を一定にでき、そのためサンプリン
グ数の低下による精度低下がない、ちなみに、ＪＩＳ規
定の測定長Ｌ＋＝０．２５ｍ層、Ｌ２＝０．８層腸、Ｌ
３＝２．５Ｉｉｍのそのぞれについて、最大高さくＲｍ
ａに）方式によりサンプリング数ＮをＮ＝１６０００で
測定したときの最大高さを真価とし、サンプリング数Ｎ
を８０００．４０００．２０００．１０００にそれぞれ
変化させたときの最大高さの真値に対する誤差率は、次
表のようになった。なお、試片は東京都立工業技術セン
タ製ラップ加工片を用いた。

これによると、各測定長について、サンプリング数Ｎが
減少するに従って真値、つまりサンプリング数Ｎ＝１６
０００時の最大高さに対する誤差率が増大することが解
る。しかし、測定長Ｌ＋＝０．２５ｍｍ、サンプリング
数Ｎ＝１０００でも。

Ｌ＋＝＝０．２５＋ａ＋ｍの場合の真値が０．３８ｇｍ
であるから、誤差は０．３８ｇｍ　Ｘｏ　、０５８＝０
．０２２ｇ腸であり、実用上精度的に問題となることは
ない。また、中心線平均粗さくＲａ）方ゆえ、サンプリ
ング９Ｎは更に小さくてもよく、サンプリング数Ｎ−５
００以」二ならとりわけ良好である。従って、サンプリ
ング数Ｎを、最大高さく　Ｒｗａｘ）方式とした場合Ｎ
＝１０２４以上、中心線平均粗さくＲａ）方式とした場
合Ｎ＝５１２以上とすれば、実用上精度的に問題となる
ことはない。

また、測定長設定器４２に設定された測定長Ｌ１、Ｌ２
．Ｌ３に応じて、その測定長をサンプリング数Ｎに自動
的に等分割するので、相対移動速度の調整が不要である
。更に、サンプリング数Ｎを２１としたので、シフト方
式により演算でき、その結果演算時間の短縮化、プログ
ラムの簡素化、ハート構成面の簡素化がそれぞれ達成で
きる。このことは、経済的にも有利であるばかりでなく
、メモリ容量を小さくできるので消費電力を低減でき、
特に電池内蔵の携帯型に好適である。

なお、」二記実施例では、記憶装置４８に各検出部毎の
特性値を予め記憶するようにしたが、例えば信号処理部
３３に接続された検出へンド２の出力信号からその検出
ヘッド２の特性値を検出し、それを読取装置３５で読取
った識別マーク２７と対応させて記憶装置４８へ記憶さ
せるようにしてもよい。

また、記憶装置４８から読出した特性値に基づいて演算
回路４３の定数Ｋを変更する代りに、Ａ／Ｄ変換器３９
のゲインを調整し、これにより各検出へラド２と信号処
理部３３との整合をはかるようにしてもよい。

また、補正回路４７は、演算回路４３と別に構成しなく
てもよく、演算回路４３内に含めるように、つまり演算
回路４３に補正回路４７の機能をもたせるようにしても
よい。

また、読取装置３５としては、電磁式、静電式、光電式
等のほか、機械的手段でもよい。更に、測定アーム５の
回動変位量を電気信号として検出するものとしては、上
記実施例で述べたプリンジ回路３２のほか、例えば差動
トランス等でもよい。

また、測定長は、上記実施例で述べた３種の測定長Ｌ＋
＝０．２５１１１１．Ｌ２＝０．８１１１．Ｌ３＝２．
５ｍｍに限られるものでなく、少なくともＪＩＳに規定
されている測定長を対象としても差しつかない。

また、警報器４６によって過大値が検出された際、警報
器４６からの信号によりＡ／Ｄ変換器３９のゲインを下
げるようにしてもよい。このようにすると、被測定物と
接触子１４との相対移動方向の傾きによるスケールアウ
トを少なくすることができる。

更に、被測定物１８と接触子１４との相対移動は、上記
実施例とは逆に接触子１４を被測定物１８に対して移動
させるようにしてもよい。この際、両者の相対移動量を
例えばエンコーダ等により検出し、このエンコータから
の出力をクロンクパルス発生器４１からのクロフクパル
スの代りにタイミング回路４０へ入力し、タイミング回
路４０においてエンコーダからの出力を測定長に応して
カウントし、変換指令パルスを発するようにしてもよい
。このようにすると１両者の相対移動速度が変動しても
単位長当りのパルス数が変動することがない利点がある
。

なお、本発明は、上記実施例で述べた表面粗さ測定機に
限らず、検出ヘント等、被測定物に関与してその寸法等
に対応する電気信号を出力する検出部が交換可能な全て
の測定装置を対象とすることができる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、検出部の交換の都度、信
号処理部とのマンチングが不要な測定装置を提供するこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は表面粗さ
測定機を示す断面図、第２図は回路構成を示すプロンク
図である。 ２・・・検出部としての測定ヘッド、２７・・・識別マ
ーク、３３・・・信号処理部、３５・・・読取装置、４
７・・・補正回路、４８・・・記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物に関与してその寸法等に対応する電気信
   号を出力する検出部と、この検出部の出力信号を予め設
   定された定数を用いて所定処理し測定結果をめる信号処
   理部とからなり、かつ検出部が交換可能とされた測定装
   置において、前記検出部毎に異なる識別マークを設ける
   とともに、前記信号処理部側に、前記識別マークを自動
   的に読取るための読取装置と、各検出部毎の特性値を記
   憶する記憶装置とをそれぞれ設け、かつ前記検出部が交
   換された後前記読取装置によってその検出部の識別マー
   クが読取られたとき、前記記憶装置に記憶された前記識
   別マークと対応する検出部の特性値に基づいて前記信号
   処理部の定数を自動的に更新する補正回路を備えたこと
   を特徴とする測定装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記記憶装置は
   、前記信号処理部に接続された検出部の出力信号からそ
   の検出部の特性値を検出し、この特性値を前記読取装置
   で読取った識別マークと対応させて自動記憶するように
   形成されていることを特徴とする測定装置。