JPS61167836A - 固体物質の特性の測定装置及びその動作方法 - 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】 〔利用分野〕 本発明は、固体物質の竹性の非破壊的、絶対的測定をな
すための装置に関し、更に詳細にいえば、その物質に食
い込む物体の作用からその特性を取り出し得、さらに電
気的評価回路とともに上記物質へ食い込み物体を案内す
る案内装置を有する測定装置に関する。

〔従来技術〕

ある物質の特性を測定するためにそれに食い込む物体の
作用を用いる最良の公知例は多分、物質の硬度傘測定で
あろう。たとえば、ショア硬さ測定、ヴイツカース硬さ
測定、ロックウェル硬式測定、プリネル硬さ測定、ヘル
ベルト（Ｈｓｒｂ＠ｒｔｓ）振り子など、数多くの方法
が既に存在している。

しかし、表面層が完全にもしくは部分的に破壊きれると
いう事実を考えると、これらの方法を多様な分野で用い
ることはできない。九とえば、塗料の硬式を測定する場
合、塗料層には完全には貫き通らないことがおる。にも
かかわらず、この塗料は損傷し、そして塗料層の残りに
は変化がないとしても試験乃至測点でのてび班点が腐食
の核となることがある。このため、完成品は測定できず
、テスト試料が測定されることになる。しかし、テスト
試料はあくまで試験用であって完成（仕上げ）品ではな
−０ また、貫通されている固体物質の反応から取り出し得る
その物質の特性を測定する非破壊的な方法がある。たと
えば、物質上に超音波プローブを置くことによって、周
波数不整合を測定できることが知られている。この方法
は試料との結合の度合いに大きく影響される。加うるに
、測定されるのは硬でだけではない（なぜなら、測定値
は物質の弾性係数、コーティングの厚さ、および試験体
の形状とくに厚さに大きく依存するからである）。

この方法は相対的判断に用いることができるだけで、絶
対的測定に用いることはできない。

絶対的測定をなす別の非破壊的方法が、１９８１年１２
月１日付の［インドウストリー・アンツアイガ−（Ｉｎ
ｄｕａｔｒｌ＊−Ａｎｚ＠ｉｇｅｙ）Ｊ　に「鍛造物の
硬さ分布を試験する方法」という題、で記載された。

記載された装置は非常に高価でおる。また、大型なので
、試験体を装置まで持ってこなければならず、装置を運
ぶことは困難である。力は誘導的に加えられ、食い込み
深さは光学変位測定方法によって測定される。測定用に
用いられた七ンブ装置のために、マイクロメータの領域
の食い込み深さを確実に測定することはできない。この
方法は典型的な食い込み深さである５００μｍで表面硬
さを測定するために設計されて釣る。マイクロメータね
じゲージの場合と同様に、装置は非常に硬−ヨークを必
要とする。所定の力での食釣込み深さは、その測定頃が
加えられた力の複雑な関数である故、使い勝手の良くな
いノモグラ７によって変換される。

判願昭５９−７５６５５号には、安価に製造でき、使用
場所に持運ぶことができる程小型で、非破壊的に測定で
き、再現性ある絶対測定ができ、異方性物質の最上部コ
ーティングの硬さを実際に測定でき、簡単な関数関係が
導かれ、超音波センナ、干渉測定などのような厄介な装
置をもたず、素人にも取扱いができる装置が記載されて
いる。

これに示された発明は次のような利点をもってｉる。

Ａ）グローブ（既に公知）によって、厚さの広範囲にわ
たって、コーティング厚さの非常に精密な測定が可能に
なる。非常に精密な測定が可能であることから、コーテ
ィング厚さの差を高精密度で測定することも可能である
。たとえば、２０μｍのコーティング厚さにおいては０
．０５μｍのコーティング厚さの変化も容易に検出でき
る。また、１００〜５００μｍの範囲では、０．１μｍ
のコーティング厚さの変化が容易に測定できるｉこのよ
うな小さなコーティング厚の変化は極めて低−接触力で
発生することがある。所要力の大きさを考慮して、たと
えば、０．０５〜ＩＮ　の範囲におく。

Ｂ）これらの最小の力は、最も軟らかいコーティングさ
えも破壊しない。

Ｃ）所要の力が非常に小さｉということから、装置がそ
れ自身の重さで曲がるというおそれはなく、非常に少な
い材料でもってここに述べた目的に対して十分な剛性を
その装置に持たせることができる。

Ｄ）このような小さな力で、測定は実際には、はとんど
の応用分野で最も重要な資料となる表面領域においてな
される。

Ｅ）小さな測定面積であり、測定によっては何の跡も残
らない。

Ｆ）高いエネルギを加える必要がなφということから、
高−エネルギを供給する必要もない。従って、装置を小
さな電池の電力で用−ることかできる。

Ｇ）測定は、結果がどのような場合であっても、実際上
変位がなφ。

Ｈ）装置は、非常に小さなかつ（または）曲がった表面
について測定を行なうのに用いることができる。

厚−コーティングを高精度で測定するプローブは従来か
ら公知であり、たとえば、西独実用新案＠　７２４３９
１５号、西独実用新案第７３３６８６４号、西独判許公
開第２５５６３４０号または西独特許出願第２３３３１
４０７号に記載されている。

しかし、前記肴願昭５９−７５６５５　号に記□載され
た発明は次のような弱点も有している。

Ａ）たとえば、第２図においてコーティング２２が基板
２３上に被着されているように、測定されるべきコーテ
ィングは基板上に被着しなければならな一０磁気的な方
法に基づいたプローブが用いられる場合は、コーティン
グは軟鉄上に被着しなければならな―。うず電流方法に
基づしたプローブが用いられる場合は、コーティングは
、たとえばアルミニウムまたはそれに類した金属上に被
着しなければならな鱒。しかし、基板に被着されてしな
り物質を測定できるのが望まし―。たとえば、塗料は非
常にしばしば、磁性のもしくは非磁性の基板に塗られる
。しかし、他の多くの場合には、そうではない。

Ｂ）プローブは、その先端が食い込み体ともなるの′で
特別に製作しなければならなφ。

Ｃ）コーティングが磁気的軟物質に被着されているか、
非磁性物質に被着されるかに応じて、別々の種類のプロ
ーブをｍ９なければならな―。たとえばこのような物質
の硬さもしくは流れ性質を測定することだけに関心のめ
る当業者は、しばしば測定されるべきコーティングの下
にどんな基板が用φられているか知らな９し、その基板
の磁気的性質について全く知識をもたないか、もったと
しても非常にばくぜんとしているのが常である。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、電気的評価回路および固体物質へ食い
込み体を案内する案内装置を有し、固体物質への食い込
み体の動作から物質の特性を導出する非破壊の絶対的測
定装置のすべての利点を有し、測定されるべきコーティ
ングを基板に被着させなくても、物質の一性が測定でき
る測定装置を提供することにある。

この本発明の目的は、 ａ）食い込み体を特定のかつ可変の力で物質の表面に押
しつける案内装置が電気駆動装置に接続され、 ｂ）食い込み体は、その運動の方向における距離測定を
可能にし、食い込み体の食φ込み深さよシずつと小さφ
解像度を有する吊り下げ距離測定装置の一部分に固定さ
れ、 Ｃ）吊り下げ距離測定装置の他部分は、バツクラツシの
ない従節に接続され、その従節は運動方向で微細に調節
でき、距離測定装置が所定の距離を測定するとき食ｉ込
み体が物質上に降され死後で滅勢できるようになってお
り、 ｄ）距離測定装置によって出力された食ｉ込み深さを表
わす電圧が評価回路に供給されることによって達成され
る。

先発間におけると同様に案内装置が電気駆動装置の形式
で備えられる。しかし、この場合、食い込み体それ自体
は駆動装置に結合して用いることができ、プローブはそ
の先端に食い込み体を保持する必要がない。しかし、基
板に関して測定てれるべきコーティングの厚では、以前
の場合のように直接には測定されないで、種々の力によ
る食い込み体の食い込みが、装置の別の部分で測定され
る。食い込み体それ自体を物質上に降下させるためにそ
の食い込み体に必要な変位は吊り下げ距離測定装置によ
って測定されないで、測定の開始点は物質の表面を示す
位置に移動される。測定の丸めには、上記距離測定装置
は、所定の距離（それはもちろん所望の食釣込み深さよ
りも大きくなければならない）で動作を特徴する 特許請求の範囲第２項の特徴によれば、遊びをもった中
間歯車が不要となシ、測定は実際上変位なく行なわれ、
電気駆動装置の回転運動によって食す込み体の準線形運
動が生じる。

特許請求の範囲第３項の特徴によれば、既知の最も硬い
物質でできており、磁気的に線中性で、その側面はかな
り高度に研摩できる食い込み体をである。従って、食い
込み体は精密なく嘔びとして作ることができ、それは、
ダイヤモンドを用いる周知の硬さ測定方法と１変化する
力のため全く別の意味を有する。

特許請求の範囲第４項の特徴によれば、ヴイツカース硬
さ測定に関連した豊富な経験のいくつかを用−ることを
特徴とする 特許請求の範囲第５項の層像によれば、ロックウェル硬
さ測定に関連した豊富な経験のいくりかを用φることを
可能にする。

特許請求の範囲第６項の特徴によれば、プリネル硬ざ測
定に関連した豊富な経験のφくっかを用いることを可能
にする。

特許請求の範囲第７項の特徴によって一摩耗した食い込
み体を新し埴ものと取り替えることを可能にし、別の形
状の食い込み体を用いることを可能にする。

特許請求の範囲第８項の特徴によれば、食い込み体が、
測定開始のとき、測定の開始位置に、すなわち、上昇位
置に安全に置かれるようにする。

特許請求の範囲第９項の特徴によれば、疲労。

ヒステリクス、摩擦など、ばねの欠点を回避する。

付加的なエネルギを必要としなり磁気装置としては永久
磁石が望ましい。％に、２つの磁石を設けて、特許請求
の範囲第２項に記載されたレバーに対するそれらの位置
に応じて、駆動軸の右または左にあるようにするのが望
ましい。

特許請求の範囲第１０項の特徴によって、これらの磁石
が何ら横方向の力を生じさせないようにできる。

特許請求の範囲第１１項の特徴によれば、永久磁石の場
合には電気駆動装置で非常に大きな力が必要となるので
これら磁石がお互いに接触しないようにする。止め具に
よって磁石社ある間隔に保たれ、はとんど一定の力が、
ピボットされた運動に対して問題となる範囲を越えるこ
とができるようになる。

特許請求の範囲第１２項の特徴により、周知かつ距離測
定において有用性が認められているプローブま九は特殊
な構造を用−ることを可能にする。食い込み体の食φ込
み深場の測定は距離測定から導かれ、その距離測定は装
置内に作り出されている一定状態の下でなされる。従っ
て、食い込み体によって作られたへこみの形状の観測に
よらず、食い込み深さの距離測定は直接になされる。

通常、距離測定装置は本発明装置の内部にある。

従って、プローブは測定でれるべき物質から離れている
。それ故、測定されるべき物質が非常に暖かい場合でも
、プローブを用いることができる。

このことは、たとえば塗料の場合は非常に重要である。

温度がプローブに達する迄に、測定は終了してしまう。

なぜなら、１つの測定ブイクルにおける３〜６個の点は
硬さ測定の場合わずか数秒しか必要としないからである
。温度の関数として硬さの減少が測定される場合（これ
はプラスチックの場合特に重要である）は、装置の内部
を冷却することによって解決され得る。ダイヤモンドや
他の食い込み体は熱を感じない。距離測定装置は本発明
装置の内部に配置するととができるので、装置の内部は
冷却できる。

特許請求の範囲第１３項の特徴によって、非常に硬い物
質の場合でも測定誤差はわずかであることを意味する。

食い込み体がたとえば１μｍの深さまで食い込み、分解
能がそうであると、その分解能による誤差はほんの数パ
ーセント程度である。

特許請求の範囲第１４項の贅徴によれば、市販の、十分
に改良された、高精度のプローブを用いることを可能に
する。容量性の距離測定装置が入手可能なら、特許請求
の範囲第１５項の特徴に従ってこれらを用いることがで
きる。

特許請求の範囲第１４項、第１５項および第１７項によ
る距離測定の場合と同様に、同第１６項の距離測定も接
触がなく、かつ高解像度を有する。

特許請求の範囲第１７項の特徴によれば、鉄を距離測定
装置用の相手方の極体として用いることを特徴とする 特許請求の範囲第１８項の特徴によって、相手方の極体
の表面が時間の経過とともに変化しないように、すなわ
ち酸化しないようにできる。これは、時間が経過しても
表面形態が変化しないことを特徴する 特許請求の範囲第１９項の特徴によれば、被覆コーティ
ングが気相被着シリコンである場合に起るようなひび割
れを起さないコーティングを与える簡単な手段によって
酸化が防がれる。

特許請求の範囲第２０項の特徴によれば、異物たとえば
ほこりが相手方の極体にたまる危険を減少する。

特許請求の範囲第２１項の特徴によって、距離測定の較
正値が無限大の距離値をとるならば修正要素は必要ない
ことを特徴する 特許請求の範囲第２２項の特徴によれば、プローブのた
めの導線は案内装置に対して何の影響も及はさず、九だ
単に望ましくない力としてＱ摩擦を生じさせるにすぎな
いようにする。従節（フォロア）の目的は単に追随する
ことであって、何らかの力を決定することではな―。

特許請求の範囲＠２３項の特徴によって、距離測定装置
のそれぞれの部分がお豆−の上に降されたとき望ましく
ない力が電気駆動装置およびその軸受に何ら作用しない
ようにする。

特許請求の範囲第２４項の特徴によれば、フォロアの精
度が十分になる。

特許請求の範囲第２５項の特徴によって、遊びをともな
った継手をさらに用いることが避けられる。

特許請求の範囲第２６項の特徴によって、ねじ切りスピ
ンドルが簡単にかつ両回転方向に微細に駆動され得る。

特許請求の範囲第２７項の特徴によれば、距離測定装置
に対する必要な移動の可能性が機械的に非常に直接的に
、かつ簡単に、「かた」なしに、最小の継手で実現でき
る。

特許請求の範囲第２８項の特徴によって、装置が小型で
あるにもかかわらず、従節に対して微細な移動ができる
ようになる。

特許請求の範囲第２９項の特徴によれば、遊びがないよ
うにでき、一方で極めて堅く他方非常に軽いレバーを得
られる。

特許請求の範囲第３０項の特徴にょル、ねじ切りスピン
ドルが正確に停止する必要がないにもかかわらず、何も
破壊されないようにできる。

特許請求の範囲ｆｇ３１項の特徴は、一方で装置は平ら
で、他方で距離測定装置と食い込み体の運動はより容易
に比較できるようにする。

特許請求の範囲第３２項の特徴によって、レバーが最適
の長さをもっことができ、また電動機の磁場は、プロー
ブが磁気コイルを有していてもそのプローブを妨害しな
いようにできる。

特許請求の範囲第３３項の特徴によれば、バックラッシ
ュはおどろく程無くすことができる。電動機および（ま
たは）その電動駆動装置が多くのまたは少しのパックラ
ッシをもつかどうかは問題とならなくなる。

特許請求の範囲第３４項の特徴によって、たとえばパイ
プや他のプリズム状物体のような屈曲体の周囲で測定が
容易になし得る。

特許請求の範囲第３５項の特徴によれば、このようなプ
リズム状物体に対して測定がなされるべき場合のより明
確な着想を示して―る。

特許請求の範囲第３６項の特徴によって、装置が測定さ
れるべき物質の形状に関係なく最も望ましいように存立
できる。

特許請求の範囲第３７項の特徴によれば装置が一旦始動
したら手を触れな−ようにで、きる。いずれにしても装
置は電子装置を準備するのＫ１０分の数秒必要とするか
ら、装置を物質上に置くことによって生じるどんな振動
もこの時までにおさまっている。

特許請求の範囲第３９項による回路によって、全自動で
、高速で、再現性のめる動作が可能となり、素人にも操
作可能となる。

特許請求の範囲第４０項の特徴によって、装置内でのど
んな変化も何の影響ももたないように第１の距離値が繰
返し決定されることを意味する。

第２の距離値は判別に決定される必要はなく、装置に既
に記憶式れてｉる。

特許請求の範囲第４１項の萄微によシ、ｉｌｌの値が非
常に容易に決定できる。

特許請求の範囲第４２項の特徴によれば、第２の値の数
値が、差を形成して食い込み深さを決定するために常に
得られるようになる。

特許請求の範囲第４３項にめげた数値は実際の測定に使
えることがわかっており、それ程の努力を払わないでも
容易に電気的または機械的に取り扱うことができる。

〔実施例〕

本発明を好適な実施例を用いて説明する。

金属板１６は、矩形で、重く、堅い。金属板１６は、そ
の底部にねじ込まれ、半球１７．１８となった硬化表面
を有する２つのボルト上に置かれる。

これら２つのボルトは、中央面１９（第４図）ＩＩｃ関
して対称となっておシ、かつその中央面１９に垂直で金
属板１６の前縁２２と平行な横断面２１に関しても対称
となってμる。横断面２１は前縁２２に近い。金属板１
６は、その後縁２３の近くに、穴２４を有して−て、そ
の穴の中には、第３の、しかし固定された脚として働く
トランジスタ２６かめる。トランジスタ２６は熱検知器
としても働き、その熱検知器で物質２７（それの層性は
食い込み作用の関数として測定される）の温度を測定で
きる。垂直の支持柱２８が前縁２２と後縁２３の近くの
領域にねじ込まれる。堅−重金属カバー板２９はこれら
支持柱上に上からねじ止めされる。このカバー板は、金
属板１６および支持柱２Ｂとともに、非常に剛な、保護
用の、しかも十分に重いかごを形成する。金属板１６の
中央には、回転磁気アセンブリ３１が置かれている。こ
のアセンブリは市販式れている。これは端わく３２によ
って金属板１６に固定されている。はぼ円筒状の回転磁
気アセンブリ３１をできるだけ低く着座させるために、
円筒の一部を形成するくぼみが金属板１６の円筒下の部
分に設けられて、アセンプ１Ｊ３１が部分的にそのくぼ
みに埋られるようにする。回転磁気アセンブリ３１の駆
動軸３４は端わく３２を貫通し、駆動軸３４は横断面２
１と平行になっている。駆動軸３４は左腕３７および右
腕３８を有するレバー３６を保持している。レバー３６
は金属でできて９で重く、その幅広形状のために回転方
向３９において現在の目的に対しては絶対的な剛体性を
有する。レバー３６は駆動軸３４によって絶対比例的に
回転される。

左腕３７および右腕３８は、中央面１９に平行に走り、
端わく３２の周縁および回転磁気アセンブリ３１を越え
て延びる中央片４ＨＣよって形成される。各端部では９
０　の角部４２，４３となって内側に向い一体の構成と
して端片４４，４６に連らなる。それによって端片４４
．４Ｇは、中央片４１と頂部同じ幅になる。測定位置で
は、端片４４．４６は、横断面２１と平行に走り、そし
て無論お互いに平行である。機械的止め具４７が中央片
４１と金属板１６の間に備えられる。中央片４１は止め
具４７に接触するときは、レバー３６は第１図による時
計回り方向において最も遠い位置に至って勝る。何らか
の反対方向の力がなければ、２つの永久磁石の反対極性
の磁極４８．４９はレバー３６をこの位置に保持する。

嘔らに、端片４６をもつ右腕３８は、駆動軸３４に関し
て、左腕３７に接続される部品（後述される）を含むそ
の左腕３７の重量とクシ合う均合いおも９５１を保持す
る。

第２図によれば、２本のワイヤ５３．５４が接続される
端子板５２が端わく３２の頂部に備えられる。通常の回
転磁気アセンブリ３１は、ワイヤ５３．５４に流れる電
流が等定のレベルに達すると、正確かつ再現可能なトル
クを駆動軸３４に与えるように設計されている。回転磁
気アセンブリ３１は、駆動軸３４を静止し九ｔ＼、損傷
なしに引続いて駆動嘔れることができる。

端片４４は、中央面１９を相当に越えて延びており、第
２図にお埴てその前面上に、中央面１９の両側に延び図
示されて―ない手段によって固定された金属支持ブロッ
ク５６を担持している。これは、第２図に一致するよう
に第５図に描かれ丸形状をして―る。それのペース５１
は立方体形状を有している。めくらねじ穴５９がその底
面５８にあけられてりる。ここにマウント６２のねじ切
りボスト６７がそれの円形カラー６３に達するまでねじ
込まれる。カラー６３はそれの垂直軸線６４と同軸にな
っており、その軸線６４は、ねじ切シめくら穴５９、ね
じ切少ボスト６７、およびくぼみ６６の中実軸に一致す
る。ヴイツカースダイヤモンド６７は、それの頂部面お
よびその軸の頂部領域がくぼみ６６に入り、そこで半田
６８で固定される。ヴイッカースダイヤモンドは軸線６
４と同軸になっている。それの形状はＤＩＮ　５０１３
３に記されている。それの下方領域は１３６　　のフレ
ア角度をもつピラミッド形状を有している。その先端は
２μｍの長さだけ平らになって−る。軸線８４はこの先
端を通過する。軸Ｉ！６４と整列した金属板１６の貫通
孔６！ＩＩＣよって、ヴイツカースダイヤモンド６７は
金属板１６を通過できるようになる。右腕３８の止め具
４７に中央片４１が達すると、ヴイッカースダイヤモン
ド６７は貫通孔６９から引き出でれるので損傷を受ける
ことがない。

図示された実施例では、リニアモータのようなものでな
く、回転磁気アセンブリ形式の電気駆動装置が用いられ
ているので、ヴイツカースダイヤモンド６７は、やや弧
を描いて移動する。したがって、軸線６４の位置もこの
動きの間にわずかに動く。しかし、これは重要ではない
。ヴイツカースダイヤモンド６７の先端が物質２７の上
面に接触するときだけ、軸線６４が物質２１の適当な表
面部分と垂直になる。ようにされるべきである。

第７図は、ロックウェルダイヤモンドも用いることがで
きることを示している。それはＤ　Ｉ　Ｎ５０１０３に
よれば半径０．２−の丸い先端をもった９０°または１
２０　０円錐として形成でれている。

問題となっている作業に応じて、他の食い込み体の形状
を用いるとともできる。

ベース５７の上ではブロックは頂部に向かってだんだん
平らになるくさび７１を形成する。中央面１９に関して
対称的に溝７２がくさび７１内に設けられる。それは第
５図にみられるようにその深さ方向において軸６４を越
えてかなり右の方に延びる。く嘔び１１の頂部は同じ幅
の平らな板状部７３になり、均一な厚さの軟鉄板７４が
板状部の頂部面にあり、水平に走っている。板７４は、
矩形で、横断面２１とともに軸線６４、中央面１９によ
って横切られている。板７４の底面は薄い金のコーティ
ング７６を備えている。金コーティングは２μｍの厚さ
である。

板７４の下には、上方に向かって鋭がっており、軸６４
と整列した状態で、磁気的距離測定原理で動作するプロ
ーブ１７がるる。これは数年間出願人によってＧＡｌ、
３Ｈの表示で売られてきた。プローブ７７は、今まで、
基板上に被着でれた薄いコーティングの厚嘔の非破壊的
な測定の丸めに用いられてきた。

出願人による型７３．３Ｈのプローブ（これはうず電流
原理で動作し、非磁性物質上の薄いコーティングの厚で
の非破壊的測定用として数年間売られた）も、プローブ
７７として用いることができる。この場合、板７４はア
ルミニウムでよく、アルミニウムの永久酸化表面層が金
コーティングと置換されることができる。

プローブ７７の先端７８と金コーティング７６の間の距
離は、これから述べる種々の動作状態の間にゼロと数ミ
リの間に設定できる。金コーティングの厚ては２μｍで
ある。

アルミニウム上の酸化物コーティングの厚さは一般の技
術的知識でおる。

後で説明するように、先端７８と板Ｔ４の底面の間の距
離は、重要な変数である。従って、容量性距離測定方法
、鏡装置等のような十分な解像度を有する他の距離測定
装置を用いることができる。

プローブ７７は、第す図に示されているように、短かく
、変形しな９腕８１の右端の軸線６４と同軸の穴７９に
固定されている。腕８１は、その右方領域においてプロ
ーブ７１が軸Ｉ！６４と整列できるところまで溝７２へ
延びている。第１図には示されていないが、駆動軸３４
と同じレベルにある水平軸８２は横断面２１と平行に走
り、固定腕８１を担持している。軸８２はその両端部で
枕ブロック８３．８４に着座している。枕ブロック８３
゜８４は固定的に上方へ突出して、軸８２用の遊びのな
い軸受を形成する。第２＆図にみられるように、この軸
受は簡単な態様で実現される。互いに９０　　に対称的
に傾いたフランクを有するプリズム状の１ｓ８６が枕ブ
ロック８３．８４の上面に設けられている。軸８２は溝
のフランク上に着座している。当然、溝８６は軸８２の
幾何学的長手軸８７に沿って整列する。ばね板８８が各
枕ブロックの上側にねじ８９でねじ込まれ、第２ａ図に
みられるように２段折りされている。軸８，２上を走る
突出片９１は溝８６のフランクに対して軸８２を下方に
押しつけ、遊びがな９ようにする。枕ブロック８３の前
でカラー９２が軸８２にねじ込まれるので軸８２は後方
へ動くことができないようになる。第２のしかしや−大
きいカラー９３が枕ブロック８４を越えて延びる軸８２
の一部にねじ込まれる。しかしカラー９３は動作の間そ
の枕ブロックと接触せず、組立ての間すなわちたたかれ
た場合でも軸８２が第２図のようにあまり前方に移動し
な−ようにするにすぎない。

矩形の断面を有する板ばね９６の左端は第２図のように
カラー９３の裏面に固定でれる。この板ばねは幅よシも
ずっと薄く、それの固定方向において中央面１９に平行
に走る。したがって、それのフレキシブルな方向は中央
面１９に垂直に走り、すなわち、幾何学的長手軸８７に
も直角になる。

第３図から判によくわかるように、板はね９６は回転磁
気アセンブリ３１の背後をそれに接触しないで走る。そ
れは、板１６の長さの約３／４にわたって延び、したが
って比較的長い。第２図で見て板ばね９６の右端には、
第３ａ図に示されるように貫通孔９７が配置されていて
、その中にはリベット９８が位置式れる。板ばね９６は
ばね鋼でできており、第２図におけるその右端が前方へ
押されるように、幾分応力が与えられている。第３＆図
に示されているように、リベットは真ちゅうカップ９９
を右手側に有していて、それは、半球形状で右方へ延び
る。第３ａ図にみられるように、この半球はねじ山１０
３のフランク１０１，１０２に押し込まれる。このねじ
山１０３はカップ９９が部分的にかみ合うことができる
程の幅をもっている。ねじ山を有するスピンドル１０４
は真ちゅうでできておシ、中央面１９に平行にある距離
をもって配置式れている。このスピンドルはその幾何学
的長手軸１０６のを中心として回転できる。その長手方
向にはりかなるバックラッシュも□あってはネらない。

この目的の丸めに、２つの軸受板１０７，１０８が備え
られていて、板１６に固定されており、水平になってい
て、図面にみられるとおり分離している。

これら軸受板１０７，１０８の各々はっは軸受１０９，
１１１を有していて、それによって、つば軸受１１１は
スピンドル１０４が下方へ動くのを防ぎ、つば軸受１０
９はスピンドル１０４が上方へ動くのを防止する。

つば軸受１０９．１１１は玉軸受として設計されている
。

確実な案内を与えるために、カップ９９は第３ａ図のよ
うに９０°フランク１０１．１０２上でねじ山１０３に
深く押し込まれ、さらに、中央面１９に平行で幾何学的
長手軸１０６を貫通する面に位置する。スピンドル１０
４の上端は軸受板１０８およびつば軸受１１１を通過し
、中央面１９に垂直に回転する比較的大きな大歯車１１
２を固定的に保持している。

大歯車１１２はそれよりずっと小さす歯車１１３とかみ
合う。歯車１１３は図示されていない減速歯車によって
駆動嘔れる（この減速歯車は第３図の左後方に配列され
る電動機によって駆動でれる）。

電動機１１４はハウジング１１６内に配置される。この
ハウジングは板１６に固定され、かつ軸受板１０７．１
０８に固定的に一部が結合されて９る。

第２図の右の支持柱２８の前方の領域では、鉄アングル
１１７が板１６にねじで締められ、それの垂直起立脚は
始動スイッチ１１９を担持した板１１８を保持している
。

今迄述べた部品は全てハウジング内に配置され、そのハ
ウジングの底面が板１６の底面となる。始動スイッチ１
１９はハウジング壁から突出して−る。

装置が電池作動装置として用いられるべき場合は、装置
からワイヤを導出する必要はな１０しかし、そうでなけ
れば、回転磁気アセンブリ３１、プローブ７７および電
動機用のワイヤが導出される。

第１０図は、冒頭に述べた出願から既に知られた部品、
すなわちそこで述べたコーティング厚さ一１１定回路９
４に対応する距離測定回路１２１を示している。

コーティング浮式測定は正に距離測定である。

本発明では算出は、コーティング厚さの形式でではなく
、後述する距離の形式でなされる。嘔らに、ディスプレ
ー・キーボード１２２、インタフェース１２３、マイク
ロプロセツプ１２４、ハス１２６、回転磁石回路１２７
、プログラム可能な電流調節器１２８、回転磁石最終制
御素子１２９、公称電流線１３１、実際電流線１３２、
公称−実際比較器１３３、ワイヤ１３４、ワイヤ５３，
５４、コイル１３６および温度測定回路１３７などが設
けられている。

モータオン・オフワイヤ１３９、およびモータ公称／無
限ワイヤ１４１が出ているモータ制御装置１３８は、新
規なものである。これらのワイヤは、モータ最終制御素
子１４２に接続される。これは、公称距離回路１４４か
らの公称−実際比較、１ｉｆ４３から信号管受ける。公
称距離回路は、一方で先端７８とプローブ７７の距離、
他方で先端７８と板７４の距離を表わす未だディジタル
化されていない電圧をプローブ７７からワイヤ１４６を
介して供給される。公称距離回路１４４は、公称距離値
を公称ワイヤ１４７を介して公称−実際比較器１４８に
送り、公称−実際比較の結果は、正確な時期にワイヤ１
４３を介してモータ最終制御素子１４２に送られる。

これによって、モータ１１４がワイヤ１４９を介して時
計回りまたは反時計回りのどちらから構成される 装置は次のように動作する。その場合、初期前提条件は
、装置が較正され、初期設定されていることである。

永久磁石４８．４９のために、右腕３８は止め具４７に
接触する。従って、ヴイツカースダイヤモンド６７は最
高位位置にあり、物質２７から安全に上昇されている。

先端７８が距離Ｏに対応する金コーティング７６に接触
している。電流がコイル１３６にワイヤ５３．５４を介
して供給され、永久磁石４８．４９に抗するトルクが発
生される。

４０μｍという公称距離が、永久的にまたはマイクロプ
ロセラ−７１２４によって、公称距離回路にプログラム
される。この公称距離は、プローブ７７によって維持さ
れるべきものである。モータ最終制御素子１４２は、プ
ローブ７１が下に移動するようにモータを駆動する。コ
イル１３６はなお対抗トルクを発生しているので、点７
８は調節動作の間合コーティング１６に接触したま＼で
ある。こうして、第１０図の一般配列図において腕８１
がそうするように左腕３１が反時計方向に回転する。具
体的実施例においては、腕８１はそれが板ばね９６と同
じ方向を有しているので、時計回り方向に回転する。こ
の調節作業でプローブ７７と板１４が下に移動できるよ
うになる。ある特定の時刻に、ヴイッカースダイヤモン
ド６７の先端は物質２７の表面に接触し、それ以上動か
なくなる。これはコイル１３６によって発生したトルク
が永久磁石４８．４９の力に対抗するには十分であるが
ヴイッカースダイヤモンド６Ｔの先端をその物質に押し
込むには十分でないからである。こうして回転磁石アセ
ンブリ３１のトルクは低レベルに維持される。公称距離
回路１４４は４μｍ　という距離を要求するので、モー
タ最終制御素子１４２によってモータ１１４はプローブ
ＴＩの先端７８が４０μｍという距離に達するまで運転
される。この点でモータ１１４も停止する。ヴイッカー
スダイヤモンド６７は、先端Ｔ８が継続的に板７４を支
持しているのではね返りなしに降される。そして、レバ
ーでの減速作用、モータ１１４からのスピンドルでの減
速によって、プローブは非常にゆっくり降下する。

冒頭に述べた出願の場合と同じ様に、力Ｆは第１３図に
示されているように、時間間隔ｔで段階的に増大する。

回転磁石回路１２７、ワイヤ５３゜５４を介して段階的
に増大する電流を出力する。

時間間隔ム１，１．１は等しく、普通０．８秒である。

こうして、力は第１３図に示されているように時間とと
もに増大する。先端６７は、物質２７ヘ一定量だけ食い
込むこの量は、大体、２〜０．１μｍでよい。力は今、
増大しているが、と同時に名刀のレベルに関連して先端
７８と板１４の間の距離が測定される。測定の間、距離
は絶えず小さくなる。距離が３９．５μｍでめる場合、
これは、差をとることで、ヴイツカースダイヤモンド６
７の先端は０．５μｍだけ物質２７に食い込んだことを
意味す。

る。この差はディスプレイ・キーボード１２２に表示さ
れ、もし適当なら、インタフェース１２３を介してマイ
クロプロセツブ装置１２４に送られる。力Ｆが第１３図
に一致して増大する場合、各カレペルに関連した食い込
み深さは絶えず減少する距離から得られる。距離変化Δ
ｄは力Ｆの非線形関数でろる。第１１図のように、Δｄ
が、チーに対してプロットされた場合、線形関係になる
ことがわかる。第１１図に従って計算された勾配ｍｙは
物質２７０表面での硬さの明確な尺度となる。したがっ
て、次の硬式を定義できる。

第１４図は、第１３図の時間間隔ムＩの間における時間
関数としてのプローブ１７によって出力された電圧Ｕ（
ｄ）を示す。電圧ｔｒ　（ｄ）出力は距離（ｄ）の差の
非線形関数であるから、２つの値の差ＩＪ（ｄｉ）−Ｕ
（ａｚ）の差からの距離差の変化は、測定値が測定変数
に正比例するように距離測定回路１２１で変換される。

電圧Ｕ　（ｄ）は、ヴイツカースダイヤモンド６７の物
質２７の表面への食い込みから惹起される抵抗モーメン
トのため力Ｆに自然に追随することができない。このた
め、ワイヤ５３．５４を流れる電流Ｉの増分は、電圧値
が読み取られるときその電圧Ｕ　（ａ）がほとんど一定
のま＼でおるように選択される。この時点は、上方を指
す矢印によって第１４図の右方に示されている。電圧は
期間■が開始する直前に読取られることがわかる。同じ
ことは第２．第３の期間についてもあてはまり、測定値
は始めに記憶され、さらに第１１図による変換線形関係
が得られるように処理される。

物質が軟らかければ、４０μｍという最大許容食い込み
深場では十分でないことがありうる。この場合、公称距
離回路１４４にはたとえば１００μｍ以上という公称距
離が与えられる。硬さの代りに、物質２７の流れ性を決
定すべき場合、距離差の変化δｄは第１２図に従った対
数等距離時間間隔で読み取られる。この情報は処理され
、ディスプレイ・千−ボー）１２２に表示される。第１
２図に示された直線の勾配は、流れ性（ｆｌｏｗ　ｂ＠
ｈａｖｉｏｕｒ）の直接的読みである。勾配式は第１２
図中に示嘔れている。

マイクロプロセラ−Ｆ１２４はトルク出力に適した一定
の１流で回転磁石アセンブリ３１を駆動する。

マイクロプロセッサ１２４は、゛駆動軸３４の幾何学的
長手軸からのヴイッカースダイヤモンドの先端の距離を
知るから、これらの変数から力Ｆを計算することができ
る。一定電流のため温度変動が回転磁石アセンブリ３１
のコイル抵抗に影響を及ぼすことはない。いずれにして
も、力Ｆの増分は一定であるからでろる。

インタフェース１２３はいくつかの目的を果すことがで
きる。たとえば、プリンタをそこに接続し、第１１図お
よび第１２図に示されているような燭性曲線を出力する
ことができる。

ヴイッカースダイヤモンド６７の先端は弧を描いて移動
する。判定位置では、その先端は、物質２７の平らな表
面に完全に垂直に立つように設計式れている。物質２１
の表面がこの理想位置の上または下にある場合には、ヴ
イツカースダイヤモンド６７は正確に垂直とはいえなφ
。しかし、このことは重要ではない。すなわち、第１図
の左腕３７の長さが３５−で、物質２７の上面がその理
想位置から±１暉ずれているとするなら、０．０４％の
誤差が生じるが、これは測定の不確定性という点からす
れば問題にならなり程度の誤差である。明確にするため
、上記手順を次の流れによってもう一度説明する。

ステップ　１ 開始状態 「初期設定後の状態」をみよ。

ステップ　２ 永久磁石抗する電気的対抗トルクをセット。

装置の作用： ａ）プローブが板に接触する。

ｂ）プローブは公称距離（４０μｍ）を維持しようとす
る。

Ｃ）プローブと板が下方に移動する。

ｄ）ダイヤモンドの先端が試料上に降場れる。

・）プローブはもう一度公称距離をとることができる。

ステップ　３ モータ停止 ステップ　４ 一連の測定 ステップ　５ 測定の最後の状態 「初期設定後の状態」をみよ。

上の流れかられかるように、また既に述べたように、装
置は最初に較正式れなければならない。

この操作は次のようにしてな嘔れる。まず、スイッチ・
オンの後で先端７８は板７４から特定の距離たとえば４
０μｍ程度離れていることがわかる。

ζこでモータ１１４がスイッチオンされる。板Ｔ４は止
め具４１および永久磁石４８．４９のため上記位置に保
九れている。プローブ７７は電圧変化ｄ［／ｄｔ＝ｏに
なるまで板１４から離される。これは、プローブ７７が
ダンプされなくなるところまでそのプローブが板７４か
ら離嘔れることを意味する。したがって、この距離は「
無限大」と仮定することができる。この電圧はマイクロ
プロセラｔｌＯＴに受は入れられ、そこに記憶される。

その後、プローブ７７は、装置が「無限大」と「公称距
離」の２つの値を知るように、たとえば４０μｍという
公称距離まで駆動される。こうして装置は、測定開始の
前提条件である測定準備がなされる。

初期設定のために必要な工程を次の流れを用いてもう一
度説明する。

ステップ１ 開始状態：回転磁石アセンブリ３１はＯＦＦ”モータ１
１４は“ＯＦＦ”“ 板７４：永久磁石４８．４９のため 機械的止め具４７の位置 プローブ７Ｔ：通常約４０μｍ距離 ステップ２ 無限大点を７エツチ このために：モータ′″ＯＮ”＋モータ“無限大”無限
大点を決定。

ステップ３ プローブ７１を公称距離（約４０μｍ）に駆動。

ステップ４ 初期設定後の状態： 回転磁気アセンブリ３１“ＯＮ”、力 Ｆはθニュートン モータ１１４“ＯＮ”で公称値に駆動される。

板７４：永久磁石のため機械的止め 真位置（電気的力＝０） プローブ７７：公称距＠（約４０μｍ）制御状態 腕８１が板ばね９６と同じ方向に延び、両てこの一方が
回転磁石アセンブリ３１の方向にあり、少なくとも一方
の長さが一方で節約でき、他方でてこ３７は十分に短か
くできるので、てこ装置はより簡単になり、ヴイッカー
スダイヤモンド６７との整列はより容易になされる。長
さが重要でない場合は第１図のようなてこ形状も選択す
ることができる。

本発明による装置の測定範囲は驚くべき程広−０めがね
レンズの反射防止特性のために用いられる非常に薄い石
英コーティングの硬さは容易に測定できる。同時に非常
に軟らかいゴムのような弾性物質も測定できる。

測定物質の表面が汚れのないものでめるかどうかでさえ
チェックすることが可能である。たとえば、上記コーテ
ィングが測定以前に変性アルコールで洗滌されていなけ
れば、どんな汚れ層の硬さも測定される。この事実は、
測定点が第１１図に示された直線の付近から分散してい
ることから容易に認められる。

測定物質が完全に良好な表面を有し、測定点が回帰側（
ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｌａｗ）が許す以上に散らばっ
ているとするなら、これらの測定点が正確な測定では使
用できず、誤差が色々なところから生じることがわかる
。測定点は事実、回帰側によって要求されるように直線
のごく付近または直線上にあるにちがいない。それ放下
正確な測定は容易に区別できる。装置は弾性領域（フッ
クの法則）。永久的なひずみは残らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構造を示す側面図である。 第２図は、本発明装置の一部切欠斜視図である。 第２ａ図はバツクラツシのない軸受の断面図である。 第３図は第２図の背面図で、第２図と同じスケールで描
かれているがカバープレートは省かれている。 第３ａ図は板ばねとの活性接続を含むねじ切りスピンド
ルの断面図である。 第４図は第３図の底面図である。 第５図は第２図と同じスケールで描かれたそれの一部詳
細図である。 第６図はヴイッカースダイヤモンドの側面図および底面
図である。 第７図はロックウェルダイヤモンドとそのマウントの側
面図および底面図である。 第８図はねじ領域の断面図である。 第９図は装置の第３の脚の領域の斜視図である。 第１０図は電気回路および機械の概略図である。 第１１図は硬さ測定に関する図である。 第１２図は流れ性に関する図である。 第１３図は時間の関数として加えられるべき力を示す図
である。 第１４１図は第１３図による時間間隔の１つの関数とし
てプローブによって出力された電圧を示す図である。 ２７・・・・物質、３１・・・・回転磁気アセンプリ、
３６・・・・レバー、３７・・・・左腕、３８・・・・
右腕、４８．４９・・・・磁極、６７・・・・ヴイツカ
ースダイヤモンド、７４・・・・板、７７・・・・プロ
ーブ、８１・・・・固定腕、８２・・・・軸、９６・・
・・板ばね、１０４・・・・スピンドル、１１４・・・
・電動機、１２１・・・・距離測定回路、１２２・・・
・ディスプレー・キーボード、１２３・・・・インター
フェース、１２４・・・・マイクロプロセップ。 萄許出願人　　　へルムート・フィッシャー・ゲーエム
ペーハー・ウント―コンパニ・ インターフェ−ス・フェア・ エレクトロニク・ラント・メステクニク代理人　山川政
樹（ｔジム２名） Ｏコ ζ力 ―。 ０口 ζ力 −。

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気的評価回路および固体物質へ食い込み体を案
   内する案内装置を有し、前記固体物質への食い込み体の
   動作から導出できる、前記固体物質の特性の非破壊の絶
   対的測定用装置において：ａ）食い込み体（６７）を特
   定のかつ可変の力で物質（２７）の表面に押しつける案
   内装置（３７）が電気駆動装置（３１）に接続され、 ｂ）食い込み体（６７）は、その運動の方向（６４）に
   おける距離測定を可能にし、食い込み体の食い込み深さ
   よりずつと小さい解像度を有する吊り下げ距離測定装置
   （７４、７７）の一部分（７４）に固定され、ｃ）吊り
   下げ距離測定装置（７４、７７）の他部分（７７）は、
   バツクラツシのない従節（１１４、１０４、９６、８２
   、８１）に接続され、その従節は運動方向（６４）で微
   細に調節でき、距離測定装置（７４、７７）が所定の距
   離を測定するとき食い込み体（６７）が物質（２７）上
   に降された後で滅勢できるようになつており、ｄ）距離
   測定装置（７４、７７）によつて出力された食い込み深
   さを表わす電圧が評価回路（１２１、１２２、１２３、
   １２４）に供給される ことを特徴とする固体物質の特性の測定装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
   案内装置はレバーであつて、そのレバーは電気駆動装置
   の駆動軸に固定され、その回動運動に直角に食い込み体
   を保持していることを特徴とする測定装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
   食い込み体はダイヤモンドであることを特徴とする測定
   装置。
4. （４）特許請求の範囲第３項記載の装置であつて、前記
   ダイヤモンドはピラミツド形ヴイツカースダイヤモンド
   であることを特徴とする測定装置。
5. （５）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
   ダイヤモンドは円錐形のロツクウエルダイヤモンドであ
   ることを特徴とする測定装置。
6. （６）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
   食い込み体はプリネル鋼球であることを特徴とする測定
   装置。
7. （７）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前記
   食い込み体は交換可能であつて、案内装置にねじ込むこ
   とができることを特徴とする測定装置。
8. （８）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、永久
   的力が案内装置にゆるやかに作用して、その案内装置を
   食い込み体の送りの方向に対抗して偏倚させることを特
   徴とする測定装置。
9. （９）特許請求の範囲第８項記載の装置であつて、前記
   永久的力は少なくとも１つの磁石を含むことを特徴とす
   る測定装置。
10. （１０）特許請求の範囲第９項記載の装置であつて、食
    い込み体送り方向に整列した２つの磁石を備えているこ
    とを特徴とする測定装置。
11. （１１）特許請求の範囲第８項記載の装置であつて、食
    い込み体送りの方向に関して前記案内装置の動きを限定
    する止め具がその案内装置のために備えられることを特
    徴とする測定装置。
12. （１２）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前
    記距離測定装置は薄いコーテイングを測定するためのプ
    ローブを含み、そのプローブは距離測定装置の２つの部
    分のうちの一方に固定され、その相手方の極体が他方に
    固定されていることを特徴とする測定装置。
13. （１３）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記距離測定装置の解像度は少なくとも１μｍの１／１
    ００の範囲内にあることを特徴とする測定装置。
14. （１４）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記プローブは磁場原理で作用するプローブであること
    を特徴とする測定装置。
15. （１５）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記プローブは容量性プローブであることを特徴とする
    測定装置。
16. （１６）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前
    記距離測定装置は光学目盛定規、光ポインタおよび鏡で
    動作することを特徴とする測定装置。
17. （１７）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記プローブは磁場板原理で動作するプローブすなわち
    ホール効果プローブであることを特徴とする測定装置。
18. （１８）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記相手方の極体は不活性の薄いコーテイングによつて
    覆われた金属板を含むことを特徴とする測定装置。
19. （１９）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記不活性の薄いコーテイングは金コーテイングである
    ことを特徴とする測定装置。
20. （２０）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記相手方の極体は前記プローブに垂直に配列されてい
    る測定装置。
21. （２１）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記相手方の極体はプローブの領域に対してはほとんど
    無限に近い程大きいことを特徴とする測定装置。
22. （２２）特許請求の範囲第１２項記載の装置であつて、
    前記プローブは従節上にあり、前記相手方の極体は案内
    装置上にあることを特徴とする測定装置。
23. （２３）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前
    記距離測定装置は、前記食い込み体の運動の方向からみ
    てその食い込み体と整列していることを特徴とする測定
    装置。
24. （２４）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前
    記バツクラツシのない従節はねじ切りスピンドルを含む
    ことを特徴とする測定装置。
25. （２５）特許請求の範囲第２４項記載の装置であつて、
    前記ねじ付きスピンドルは食い込み体の運動方向と平行
    になつていることを特徴とする測定装置。
26. （２６）特許請求の範囲第２４項記載の装置であつて、
    前記ねじ切りスピンドルはかなりの減速の減速歯車に作
    用する電動機によつて駆動されることを特徴とする測定
    装置。
27. （２７）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、前
    記距離測定装置に近接してかつ食い込み体運動方向に垂
    直にピボツト軸が備えられ、距離測定装置の２つの部分
    の一方がこのピボツト軸に固定されていることを特徴と
    する測定装置。
28. （２８）特許請求の範囲第２７項記載の装置であつて、
    単一レバーの一端が前記ピボツト軸に固定され、その他
    端がねじ切りスピンドルによつて案内されることを特徴
    とする測定装置。
29. （２９）特許請求の範囲第２８項記載の装置であつて、
    前記レバーは幅広の板ばねであつて、その剛な方向はそ
    の運動方向に平行であり、その他端でねじ切りスピンド
    ルのねじ山の側面上にバツクラツシユなくかみ合うカツ
    プを有し、板ばねに圧縮応力を加えることにより曲げ方
    向においてそのねじ山に押し込まれることを特徴とする
    測定装置。
30. （３０）特許請求の範囲第２９項記載の装置であつて、
    前記圧縮応力印加は、板ばねがその端部位置に達すると
    、カツプがねじ山からはずれる程小さいことを特徴とす
    る測定装置。
31. （３１）特許請求の範囲第１項又は第２７項記載の装置
    であつて、前記ピボツト軸と前記駆動軸は同じレベルで
    お互いに平行に配列されていることを特徴とする測定装
    置。
32. （３２）特許請求の範囲第１項乃至第３１項のいずれか
    １項に記載の装置であつて、プローブからみたとき電気
    駆動装置の他方の側にある電動機の一端は装置基板に固
    定されていることを特徴とする測定装置。
33. （３３）特許請求の範囲第２４項記載の装置であつて、
    前記ねじ切りスピンドルは両端に軸受を有し、これら軸
    受の少なくとも１つはつば付き軸受であることを特徴と
    する測定装置。
34. （３４）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、装
    置基板は３本の脚の上に起立し、そのうちの２本は食い
    込み体の先端と共通線上にあることを特徴とする測定装
    置。
35. （３５）特許請求の範囲第３４項記載の装置であつて、
    前記共通線は装置の横断縁のうちの１つと平行に走るこ
    とを特徴とする測定装置。
36. （３６）特許請求の範囲第３４項記載の装置であつて、
    前記２本の硬化脚は球状カツプの形状をしていることを
    特徴とする測定装置。
37. （３７）特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、開
    始スイツチを有することを特徴とする測定装置。
38. （３８）特許請求の範囲第１２項に記載の装置であつて
    、前記プローブはうず電流原理で動作するプローブであ
    ることを特徴とする測定装置。
39. （３９）特許請求の範囲第１項乃至第３７項の何れか１
    項記載の装置であつて、距離測定装置は実際の入力で距
    離公称−実際比較器を駆動するＡ／Ｄ変換器に接続され
    、その比較器の公称−実際出力はモータ最終制御素子を
    駆動し、そのモータ最終制御素子は従節サーボモータを
    駆動し、モータ制御器はモータオン・オフ線およびモー
    タ公称値／無限大線を介して前記モータ最終制御素子を
    駆動し、マイクロプロセツサがモータ制御器に接続され
    、電流最終制御素子を介して電気駆動装置を制御する電
    流公称−実際比較器を有するプログラム可能な電流調整
    器が備えられ、その電流調整器はマイクロプロセツサに
    接続され、そのマイクロプロセツサに接続された表示装
    置がキーボードとともに備えられるように、前記電気的
    評価回路が構成されていることを特徴とする測定装置。
40. （４０）電気的評価回路および固体物質へ食い込み体を
    案内する案内装置を有し、前記固体物質への食い込み体
    の動作から導出できる前記固体物質の特性の非破壊の絶
    対的測定用装置において、ａ）食い込み体（６７）を特
    定のかつ可変の力で物質（２７）の表面に押しつける案
    内装置（３７）が電気駆動装置（３１）に接続され、ｂ
    ）食い込み体（６７）は、その運動の方向（６４）にお
    ける距離測定を可能にし、食い込み体の食い込み深さよ
    りずつと小さい解像度を有する吊り下げ距離測定装置（
    ７４、７７）の一部分（７４）に固定され、ｃ）吊り下
    げ距離測定装置（７４、７７）の他部分（７７）は、バ
    ツクラツシのない従節（１１４、１０４、９６、８２、
    ８１）に接続され、その従節は運動方向（６４）で微細
    に調節でき、距離測定装置（７４、７７）が所定の距離
    を測定するとき食い込み体（６７）が物質（２７）上に
    降された後で滅勢できるようになつており、ｄ）距離測
    定装置（７４、７７）によつて出力された食い込み深さ
    を表わす電圧が評価回路（１２１、１２２、１２３、１
    ２４）に供給されるようになつている固体物質の特性の
    測定装置を較正する方法であつて、スイツチオンの後、
    距離測定装置は第１の距離値に一致する位置に運ばれ、
    この第１の値は記憶装置に記憶され、公称上の距離が第
    ２の値としてその記憶装置に記憶されることを特徴とす
    る測定装置の動作方法。
41. （４１）特許請求の範囲第４０項記載の方法であつて、
    第１の値は準無限大値に対応することを特徴とする方法
    。
42. （４２）特許請求の範囲第４０項記載の方法であつて、
    第２の値は期待されるべき食い込み深さの値よりずつと
    大きい値に対応することを特徴とする方法。
43. （４３）特許請求の範囲第４２項記載の方法であつて、
    第２の値は１０μ領域、望ましくは１０〜８０μ、特に
    ４０μ±３０％にあることを特徴とする方法。
44. （４４）電気的評価回路および固体物質へ食い込み体を
    案内する案内装置を有し、前記固体物質への食い込み体
    の動作から導出できる、前記固体物質の特性の非破壊の
    絶対的測定用装置において、ａ）食い込み体（６７）を
    特定のかつ可変の力で物質（２７）の表面に押しつける
    案内装置（３７）が電気駆動装置（３１）に接続され、
    ｂ）食い込み体（６７）は、その運動の方向（６４）に
    おける距離測定を可能にし、食い込み体の食い込み深さ
    よりずつと小さい解像度を有する吊り下げ距離測定装置
    （７４、７７）の一部分（７４）に固定され、ｃ）吊り
    下げ距離測定装置（７４、７７）の他部分（７７）は、
    バツクラツシのない従節（１１４、１０４、９６、８２
    、８１）に接続され、その従節は運動方向（６４）で微
    細に調節でき、距離測定装置（７４、７７）が所定の距
    離を測定するとき食い込み体（６７）が物質（２７）上
    に降された後で滅勢できるようになつており、ｄ）距離
    測定装置（７４、７７）によつて出力された食い込み深
    さを表わす電圧が評価回路（１２１、１２２、１２３、
    １２４）に供給されるようになつている固体物質の特性
    の測定装置を駆動する方法であつて、力は平方根則に一
    致して等距離で加えられ、食い込み深さと力の平方根の
    間に線形関係が生じ、力の平方根に対する食い込み探さ
    が硬さの度合を定数として与えることを特徴とする測定
    装置の動作方法。