JPS6147502A - Touch signal detection circuit - Google Patents

Touch signal detection circuit

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JPS6147502A
JPS6147502A JP16981484A JP16981484A JPS6147502A JP S6147502 A JPS6147502 A JP S6147502A JP 16981484 A JP16981484 A JP 16981484A JP 16981484 A JP16981484 A JP 16981484A JP S6147502 A JPS6147502 A JP S6147502A
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low
touch signal
signal
pass filter
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Satoru Mizuno
哲 水野
Fuminori Kikuchi
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Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect a highly accurate touch signal by removing the low frequency component containing in a probe signal, by performing the detection of the touch signal based on the variation absolute value at the time of contact by removing the low frequency drift component contained in the probe signal. CONSTITUTION:A sample hold circuit 44 outputs the output 102 of a low pass filter as it is in a usual state and a reference value 104 is same to a probe signal 100 in such a state that a probe is not contacted with an object to be measured and, therefore, a differential operator 46 certainly removes the variation of a zero level. When the probe is contacted with the object to be measured, a high frequency variation receives delay by a low pass filter 42 and the reference value 104 being the output of a sample hold circuit 44 takes a value different from the probe signal 100 and a variation absolute value 106 is outputted from the differential operator 46. The variation absolute value 106 is compared with a preset threshold value Vth by a comparator 48 and, when said variation absolute value 106 exceeds the threshold value Vth, a touch signal 108 is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はタッチ信号検出回路、特に低周波ドリフト成分
を含むプロー113号を波形整形して検出誤差の少ない
タッチ信号を出力づ゛ることのできる改良されたタップ
信阿検出回路に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to a touch signal detection circuit, particularly a touch signal detection circuit that outputs a touch signal with less detection error by shaping the waveform of probe No. 113 that includes a low frequency drift component. The present invention relates to an improved tap signal detection circuit that can be used.

[従来の技術] 三次元座標測定(幾その他に(bいて、タップ信号プロ
ーブが被i11!I定物に接触し!ごときのクツf1を
号を正確に検出覆ることが要望されている。
[Prior Art] In addition to three-dimensional coordinate measurement, it is desired to accurately detect a shoe f1 such as a tap signal probe in contact with a fixed object such as i11!I!.

周知のごとり、F′f−標測定改においては、プ1]−
ブが被測定物に接触したときの各軸スウールの座標を読
取記憶し、これに基づいて被測定物の各測定点を求める
(1η成から成り、このために、プローブと被測定物と
の接〃1:助に出力されるタップ信号にばらつきがある
と、これがそのまま誤差となって現れる。従って、各種
の測定条1′1あるいはプローブと被測定物との接触状
態にかかわらず、【よぼ−・定の微小遅れにてタッチ信
号が出力されなければならない。
As is well known, in the F′f-standard measurement revision, P1]-
The coordinates of the swool of each axis when the probe contacts the object to be measured are read and memorized, and based on this, each measurement point of the object to be measured is determined. Contact 1: If there are variations in the tap signals output from the probe, this will appear as an error.Therefore, regardless of the contact state between the various measuring strips 1'1 or the probe and the object to be measured, - Touch signals must be output with a certain minute delay.

従来の一般的なタッチ信号プローブとしては、被測定物
どの接触時に生じる触針の傾きあるい【、)移動を用い
て接点の接r、+tを行わせ、接点から侃接電気的なオ
ン・オフ信号を得ていたが、このような接点方式による
タッチ信号プローブでは接点の接触状態が不安定どなり
ノイズを拾いいやずく、また信号検出に方向性があるこ
とから必ずしも高精度のタラ′f−は号検出ができない
という欠点を有していた。
Conventional general touch signal probes use the inclination or movement of the stylus that occurs when it comes into contact with an object to be measured to make the contacts r and +t, and generate electrical on/off from the contacts. However, with touch signal probes using this contact method, the contact state of the contacts is unstable and picks up noise, and the signal detection is directional, so it is not always possible to achieve high accuracy. had the disadvantage of not being able to detect signals.

近年に、13いて、タッチ13号プローブに従来の接点
の代りに他の電気的な検出水子を用いたプローブが実用
化されて、タッチ信号検出のIZ頼性を著しく改善し、
また高精度の検出作用を可能としている。
In recent years, a probe using another electrical detection water droplet instead of the conventional contact point has been put into practical use in the Touch No. 13 probe, which has significantly improved the IZ reliability of touch signal detection.
It also enables highly accurate detection.

この独の検出水子としては、例えば圧電素子が知られて
J3す、プローブの触針と被測定物との接触時に生じる
作用力を用いて圧電素子に圧縮力(張力)を与え、この
ときに発生するピエゾ電圧を用いてタッチ信号が1qら
れる。
For example, a piezoelectric element is known as this German detection water element. A touch signal 1q is generated using a piezoelectric voltage generated at 1q.

また、このような圧電素子のピエゾ効果を11a記圧縮
力(張力)とは異なる剪断力にJ:る圧電効果として利
用する素子ら最近になって注目され、タッチ信号プロー
ブとしてはこのJ:うな剪断力にて信号を得ることがそ
の効率を改善づ゛るために著しく右利であることが解明
されてさた。
In addition, devices that utilize the piezoelectric effect of such piezoelectric elements as a piezoelectric effect that generates a shear force different from the compressive force (tension) described in 11a have recently attracted attention, and this J: una is used as a touch signal probe. It has now been discovered that obtaining a signal at shear forces is of great advantage in improving its efficiency.

以上のように、近年においては、圧電素子その他によっ
て高感度の信号検出が可能となってきたが、この種の素
子はそれ自体島インピーダンス素子であり、また検出回
路にインピーダンス変換用のプリアンプを必要とし、こ
の結果、圧電素子及びプリアンプから百1うれたプロー
ブ信号には周囲温度あるいはプリアンプ特性に基づく低
周波トリット成分が含まれることどなり、その信号処即
時に触針の接触時にお()る変化分絶対値を得るための
波形整形処理が圓めて困デ「であるという欠点があった
。また、前記低周波ドリフト成分を含むた°め、接触1
14の188を検出するためにプローブ1を号とf、”
、 i、%!: 1i(iどを比較する際に、そのOレ
ベルを決めにくいという問題があり、検出信号に誤差成
分を含ませる原因どなり、また多1111プローブ13
号を相i合lる間合に絶対値出力を必要とザる場合があ
るが、このにうな場合には、前記Oレベルの誤差が無視
できない検出精度の低下原因を為していた。
As mentioned above, in recent years, it has become possible to detect signals with high sensitivity using piezoelectric elements and other devices, but these types of elements are themselves island impedance elements and require a preamplifier for impedance conversion in the detection circuit. As a result, the probe signal received from the piezoelectric element and preamplifier contains a low-frequency trit component based on the ambient temperature or preamplifier characteristics, and the changes that occur when the stylus contacts the probe signal immediately after the signal processing. There was a drawback that the waveform shaping process to obtain the absolute value of
No. 1 and f, probe 1 to detect 188 of 14.
, i,%! : 1i (When comparing
In some cases, it is necessary to output an absolute value between signals, but in such cases, the error in the O level causes a non-negligible drop in detection accuracy.

[発明が解決しようとづ°る問題点] 本発明は上記従来の課題に鑑み為されたしので716す
、その1」的は低周波ドリフトの影響を除去してプロー
ブは号に最適な基準値を与え、これに、Jζっで、プ「
i−ブど被測定物との接VIJ!助にJ31:lる変化
分絶対値出力を検出し、これに基づいて高精度のタッチ
は8を検出可能な改良されたタッチ信号検出回路を提供
することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems.The first objective is to eliminate the influence of low frequency drift and to make the probe the optimum standard for the problem. Give the value, and to this, with Jζ,
i-Bud contact with the measured object VIJ! Another object of the present invention is to provide an improved touch signal detection circuit capable of detecting the absolute value of change output and detecting a touch with high accuracy based on this.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成゛す゛るために、本発明は、プローブ信
号に含まれている低周波ドリフト成分とプローブが非i
f!II ’i物に接触したと3の変化分の立上がりに
よる周波数成分には著しい相違があり、急峻な立上がり
周波数は低周波ドリフト成分に比して」−分に高い周波
数を右することに着目し、基準値どしてプローブ信号自
体をイ1効に用いることを1−7徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which the low frequency drift component contained in the probe signal and the probe are
f! II'i Note that there is a significant difference in the frequency components due to the rise of the change when the waveform contacts an object, and that the steep rise frequency has a higher frequency than the low frequency drift component. , Characteristics 1-7 are that the probe signal itself is used as a reference value.

このために、水光明においては、プローブ信号はローパ
スフィルタ及び1ノンプル小−ルド回路にJ:って基準
1fiに変換され、この’;’s ’l’ fL+とプ
ローブ信号とが差演惇されて接触1;l、にお(づる変
化分絶対値が胃られる。
For this purpose, in Suikomei, the probe signal is converted to the reference 1fi by a low-pass filter and a 1 non-pull small circuit, and this ';'s 'l' fL+ and the probe signal are differentiated. The absolute value of the change in contact 1 is calculated.

前記ローパスフィルタは、低周波ドリフ1〜成づ)はそ
のまま通過させるが忠峻な)7上がりを有する接別:時
の変化分には充分な遅れ特性を5えることを14mどし
、このi、11果、プローブ信号と基準値との化校f、
二J:り容易にタッチ信号が検出可能である。
The above-mentioned low-pass filter passes the low frequency drift (1 to 1) as it is, but has a steep rise (7). , 11, Calibration of probe signal and reference value f,
2J: Touch signals can be easily detected.

前記差演沖出力である変化分絶対11/j L、’L所
定のスレッシ−1ルドI直と比較されて変化分絶対値が
スレッショルド(11°1を越えたときにタッチ信号ど
して出力されるつそして、このタッチ信号は」ン]−ロ
ーラにトリガ信弓どじて与えられ、前記→ノンプルホー
ルド回路及びローパスフィルタが」ン1−ローラからの
制卯イに号にJ、って制御され、更にJT廁には、タッ
プ1g号検出時にサンプルホールドがリンブリング1′
[用を行い、これと同時にローパスフィルタはそのカッ
1−オフ周波数が高l或側に切替えられてプローブ伝号
の接触変化成分に対しても匠延を与えることなくそのま
ま通過させる特性となり、これにJ:って、プローブが
被測定物り目う8(1れた後にJ) IJ ?s)不g
な1t)3発生を避けることがでさる。
The absolute value of the change 11/j L,'L, which is the differential output, is compared with the predetermined threshold -1 and the absolute value of the change exceeds the threshold (11°1), and a touch signal is output. Then, this touch signal is given as a trigger signal to the 1-roller, and the non-pull hold circuit and low-pass filter are applied to the control signal from the 1-roller. Furthermore, in JT Liao, the sample hold is rimbling 1' when tap No. 1g is detected.
At the same time, the cut-off frequency of the low-pass filter is switched to a high level, so that it has a characteristic that allows the contact change component of the probe transmission to pass through as it is without giving any distortion. J: So, the probe is measuring 8 (J after 1) IJ? s) non-g
It is possible to avoid the occurrence of 1t)3.

[実施例] 以IS図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on IS drawings.

第3図には本発明が適用されるタッチ信号検出回路をa
む二次元座際測定(戊の慨略的な(に成が示されており
、XYZ軸に治って[1意位首に移動自在なプローブ1
0には全方向に移動自在lよ触釦12が設けられてJ3
す、この融層12を:11測定物14に接触さけてこの
とぎのクッヂ濡弓により各軸のスケール座標が読取られ
る。
FIG. 3 shows a touch signal detection circuit to which the present invention is applied.
A two-dimensional measurement (simplified configuration) is shown, with a probe 1 movable in the X, Y, and Z axes.
J3 is equipped with a touch button 12 that can be moved in all directions.
Then, the scale coordinates of each axis are read by using this Kudge welding bow while keeping this melting layer 12 in contact with the object 14 to be measured.

7’rl−710にf、tX軸II i?i A T 
16 、 Y 4111圧電素子18及び7軸ff電素
子20が順次’A層して配列されて(13す、+Ij記
触針゛12の5f多動が各圧電素子16〜20ににって
電気的に検出され、タッチ1こ9倹出回路22に供給凸
れる。本実施例における各圧電素子16−20はその剪
断力によるピエゾ圧電りJ果を用いて(13す、この結
果、良好な映出感度を右するが、その−・方にJ3いて
、触3112の移動に対し圧電効果が方向性を右し、−
・般に、圧電素子の分極方向に沿った剪゛断]jには高
感度の検出特性を示すが、これと直交する方向に対して
は:2−の検出感麿が著しく低下する。
7'rl-710 f, tX axis II i? i AT
16, Y 4111 piezoelectric element 18 and 7-axis FF electric element 20 are arranged sequentially in 'A layer' (13, + Ij 5f hyperactivity of stylus 12 is electrically connected to each piezoelectric element 16 to 20. The piezoelectric elements 16-20 in this embodiment use the piezoelectric effect caused by the shearing force (13), and as a result, a good The projection sensitivity is set to the right, but J3 is in the - direction, and the piezoelectric effect changes the direction to the movement of the touch 3112.
In general, a piezoelectric element exhibits a highly sensitive detection characteristic for shearing along the polarization direction, but in a direction perpendicular to this, the detection sensitivity of 2- is significantly reduced.

従って、タップ信8検出回路22内にJ3いては、それ
ぞれ固有の検出方向に沿って配列された圧電素子16〜
20の出力を合成して、全方向における触針12の移動
をほぼ同様の遅れ特性で演9フする。
Therefore, in the tap signal 8 detection circuit 22, the piezoelectric elements 16 to 16 are arranged along respective specific detection directions.
By combining the 20 outputs, the movement of the stylus 12 in all directions is simulated with almost the same delay characteristics.

クッヂ信同検出回路22の出力であるタッチ13号は座
(票読取り回路24にイル、給され、プローブ10の各
軸に治った位置を示づ゛Xスケール26.Yスケ〜ル2
8.Zスケール30の接触時における座標1直を読取り
、これをレジスタ32に記憶する。
Touch No. 13, which is the output of the cudge signal detection circuit 22, is supplied to the seat (sign reading circuit 24) and indicates the corrected position on each axis of the probe 10 (X scale 26, Y scale 2).
8. The coordinate 1 axis at the time of contact with the Z scale 30 is read and stored in the register 32.

て−1)で、レジスタ32の出力はコンビューウ34に
(へ袷さ(tて所定の演C仝に倶されるどどしに8淑に
応じて表示器36にて測定点座標を表示す゛ることがで
きる。
At -1), the output of the register 32 is sent to the computer 34, and the coordinates of the measurement point are displayed on the display 36 in accordance with the predetermined operation. I can do it.

本発明にiljいては、前記クッヂイエ号検出回路22
にJ5いて1)0記各圧電素子1Gへ−20によって得
られたプ1]−ブイ3号を所望のタッチ信号に整形処1
里1.て(15す、このタッチ信号検出回路のl:E 
意の−・軸に対りる形成が第1図に示されている。
According to the present invention, the Kudjiye signal detection circuit 22
1) Shape the buoy No. 3 to the desired touch signal to each piezoelectric element 1G.
Village 1. (15) l:E of this touch signal detection circuit
The formation for the - axis of the will is shown in FIG.

圧電素子、1列えぼX軸圧電索子16は11感度z゛s
インピーダンスの」ンfンサ素Tとして考えることがで
き、その出力はプリアンプ110によってインピーダン
ス変換され、プローブ信Q100として出力される。
Piezoelectric element, 1 row concave X-axis piezoelectric cord 16 has 11 sensitivity
It can be considered as an impedance sensor element T, and its output is impedance-converted by a preamplifier 110 and output as a probe signal Q100.

従って、このプローブ信号100内には圧電素子1Gあ
るいはプリアンプ4oの特性にj;(づく低周波ドリフ
ト、一般的に1/100トIZ程度のトリット成分が含
まれてt’13す、従って、固定;= tea +直ど
の差演算を行い接触時の変化分出力を19ようどしても
、そのOレベルが変動するために、変化分絶対竹田〕〕
としては大ぎな誤Z−を含・むことどなる。
Therefore, this probe signal 100 contains a trit component of about 1/100 to IZ, which is a low frequency drift due to the characteristics of the piezoelectric element 1G or preamplifier 4o. ;= tea + Even if you perform a difference calculation such as direct and return the change output at the time of contact to 19, the O level will fluctuate, so the change absolute Takeda]]
However, it contains a huge error Z-.

このために、本発明にd3いては、プローブ信月100
自体を用いてか)実弾の基準1l17を形成L1−るこ
とを特徴とする。
For this purpose, in the present invention, the probe Shingetsu 100
L1- is characterized in that it forms a reference 1l17 for live ammunition (using itself).

以下に、第1図の実施例に11’j Uる+b”J成を
第2!7!の各部波形図を参照しながらその作用とどし
に説明する。
Hereinafter, the operation of the 11'j U+b''J configuration in the embodiment of FIG. 1 will be explained with reference to the waveform diagrams of each part in No. 2!7!.

第2図のプローブ信号100は時刻1. にd3いてブ
ロー1が被測定物に接触してだ!餞な立上がり特性を示
し、;Lだ、l]5刻1(においてブfコープが■び被
測定物から離れるので、その信号値が立下がる特性を示
す。
The probe signal 100 in FIG. 2 is at time 1. At d3, blow 1 came into contact with the object to be measured! It exhibits a sharp rising characteristic, and at 5 increments 1 (L, 1), the probe moves away from the object to be measured, so the signal value shows a falling characteristic.

なお、図にJ3いては、プローブ信号1ooに低周波ド
リフト成分が含まれることを判りゃすく示すために、信
号100には細かい変動成分が図示されているが、実際
上は、この変動成分は図示したものより十分に大ぎな波
長で変化しており、このような短い周期となることはな
い。
Note that in the figure J3, a fine fluctuation component is shown in the signal 100 in order to clearly show that the probe signal 1oo includes a low frequency drift component, but in reality, this fluctuation component is The wavelength changes are sufficiently larger than those shown in the figure, and the period is never as short as this.

本発明において特徴的なことは、前記プローブ信号10
0がローパスフィルタ42及びサンプルホールド回路4
4を通って基準値104に変換されることであり、この
基準値104と前記プローブ信号100どが差演算器4
6によって差演停され変化分絶対IU 106として出
力される。
The characteristic feature of the present invention is that the probe signal 10
0 is the low pass filter 42 and sample hold circuit 4
This reference value 104 and the probe signal 100 are converted to a reference value 104 through a difference calculator 4.
The difference is stopped by 6 and output as the absolute change IU 106.

前記ローパスフィルタ42には、低周波ドリフl−成分
をそのまま通過させ、急峻な立上がりを有する接触口・
1の変化分については所定の遅延を与えるために低戦側
のカットオフ周波数が例えば1H7に設定され、このよ
うなローパスフィルタ特性/J11うすれば、出力10
2は第2図の鎖線102−で示されるごとき出力となる
。しかしながら、本発明に−3いては、このローパスフ
ィルタ42は前記低域側のカットオフ周波数ばかりでな
く高域側のカットオフ周波数例えばI K I−I Z
程度の高域特性にも切替え可能であり、このような高域
カットオフ周波数ではローパスフィルタ42は接触時の
高周波変化分に対しても河等号延特性を与えることがな
く、単なる増幅度1の増幅器として働き、プローブ信号
100をそのまま出力することとなる。
The low-pass filter 42 has a contact port with a steep rise that allows the low-frequency drift l-component to pass through as it is.
For example, the cutoff frequency on the low side is set to 1H7 in order to provide a predetermined delay for the change in 1, and if such a low-pass filter characteristic /J11 is used, the output will be 10
2 has an output as shown by the chain line 102- in FIG. However, according to the present invention, the low-pass filter 42 has not only the cutoff frequency on the low side but also the cutoff frequency on the high side, for example, IK I-I Z
At such a high cutoff frequency, the low-pass filter 42 does not give a Kawato characteristic to the high frequency change at the time of contact, but merely has an amplification factor of 1. It functions as an amplifier and outputs the probe signal 100 as it is.

本発明においては、後述するごとく、プローブの接触開
始時刻1.からΔtだけ遅れた時刻t2においてタッチ
信号が出力されるとともに、この時ローパスフィルタ4
2は高域側に切替えられ、この結果、ローパスフィルタ
出力102としては第2図の実線で示されるごとく、時
刻t2以降はプローブ信号100と同一の波形となる。
In the present invention, as described later, probe contact start time 1. A touch signal is output at time t2 delayed by Δt from
2 is switched to the high frequency side, and as a result, the low-pass filter output 102 has the same waveform as the probe signal 100 after time t2, as shown by the solid line in FIG.

サンプルホールド回路44は通常の状態ではローパスフ
ィルタ出力102をそのまま出力しており、プローブと
被測定物とが接触しない状態では、この基11ul直1
04はプローブ信号100と同一であることが明らかで
ある。
The sample hold circuit 44 outputs the low-pass filter output 102 as it is under normal conditions, and when the probe and the object to be measured do not contact each other, this base 11ul straight 1
It is clear that 04 is the same as probe signal 100.

従って、差演算器46はこのようなプローブのUt接接
触辺は何等1g号を出力することなく、このことから低
周波ドリフト成分があってしこれによるOレベルの変動
を確実に除去することが可能どなる。
Therefore, the difference calculator 46 does not output any 1g signal from the Ut contact side of the probe, and from this, there is a low frequency drift component, and it is difficult to reliably remove the O level fluctuation caused by this. It's possible to yell.

一方、プローブが被測定物に接触1゛ると、))ひ述し
たように、この高周波変化成分はローパスフィルタ42
によって遅延が与えられ、この結果、サンプルホールド
回路44の出力であるW +−1ζfiff 1 Q4
はそのf:l′fがブ1」−ブ信号100とは異なる俯
どなる。従って、差演算器46からは変化分絶対(直1
06が出力される。そして、この変化分絶対値106(
よ次の比較器48にJ5いて、スレッショルド(ii’
J、 V t hと比較されこのスレッショルド値Vt
h L;J:予め定められた一定1flであって、第2
図に示されるよ)に変化分絶対1直106がこのスレッ
シ−]ルドla V t hを越えたとき、ずなわち接
触開始l:1 から△t Xi過後の11.)刻[2に
J3いてタッチ信号108を出力りる。
On the other hand, when the probe comes into contact with the object to be measured, as described above, this high frequency changing component is passed through the low-pass filter 42.
As a result, the output of the sample-and-hold circuit 44, W +−1ζfiff 1 Q4
, whose f:l'f is different from the ``b1''-b signal 100. Therefore, the difference calculator 46 calculates the absolute change (direct
06 is output. Then, the absolute value of this change is 106 (
The next comparator 48 has J5 and the threshold (ii'
J, V th is compared with this threshold value V t
h L; J: A predetermined constant 1fl, the second
(as shown in the figure), when the change absolute 1 straight 106 exceeds this threshold la V th, that is, 11. ), J3 outputs a touch signal 108 at clock [2].

前記ローパスフィルタ出力が仮想1icf 102−で
ありた場合、差演算器46の出力である変化分絶対l1
1106も第2図の鎖線で示される仮想値106′とな
るが、実際は、前述したように、ローパスフィルタ7I
2の特性が切替えられ、また更に重要なことは、サンプ
ルホールド回路44の1 t(q値104が時刻L2に
J3いて゛リンブリング周定されるため、時刻し2以降
においては変化分絶対値106は実線で示されるごとき
波形を示す。
When the low-pass filter output is virtual 1icf 102-, the absolute change l1 which is the output of the difference calculator 46
1106 also becomes the virtual value 106' shown by the chain line in FIG. 2, but in reality, as mentioned above, the low-pass filter 7I
What is more important is that the sample-and-hold circuit 44's 1t(q value 104 is at time L2 at J3 and subjected to rimbling, so from time 2 onwards, the absolute value of the change is 106). indicates a waveform as shown by a solid line.

この変化分絶対値100はプローブ10の触針12が被
測定物14と接触し、このとき圧儒累子16から1gら
れる剪断力に基づくピエゾ電圧の絶対値を示し、本発明
においては、サンプルホールド回路44のり゛ンブリン
グにより、触針12が被測定物14と接触している間、
はぼプローブ信号100に相似した波形となり、このこ
とから、時刻1.、ザなわら前述した触針12が被測定
物14から離れる時刻シ鴫 よりわり”かにΔ1−′だ
けI前のn、y刻t、にて再び前記スレッショルドKi
 V t hを横切り、この段階でタッチ信号108が
Oレベルに復帰する。
The absolute value of the change 100 indicates the absolute value of the piezoelectric voltage based on the shearing force of 1 g from the intensifier 16 when the stylus 12 of the probe 10 comes into contact with the object to be measured 14. While the stylus 12 is in contact with the object to be measured 14 due to the holding circuit 44,
The waveform is similar to the probe signal 100, and from this, time 1. , the aforementioned threshold Ki is set again at n, y time t before I by Δ1-'.
V th is crossed, and at this stage the touch signal 108 returns to O level.

本発明においては、前記タップ信号108が出力された
時刻し2においてタッチ信号108はコン1−ローラ5
0にトリガ信号として供給され、コント・ローラ501
はこの時点でザンブルホールド回路44を1ナンブリン
グ状態とし、これによって、タッチ信号108の立下が
りを変化分絶対値106の波形にJ:ってのみ依存させ
る。
In the present invention, the touch signal 108 is transmitted from the controller 1 to the roller 5 at time 2 when the tap signal 108 is output.
0 as a trigger signal to the controller 501.
At this point, the number hold circuit 44 is placed in the 1 numbering state, thereby making the fall of the touch signal 108 dependent only on the waveform of the absolute value of change 106.

また、時刻し2においてコントローラ50は同時にロー
パスフィルタ42の特性を裔域側に1凸え、その出力1
06をプローブ信号100とほぼ同一にづる。この特性
切替えは、第2図のローパスフィルタ出力102から明
らかなにうに、低域特性のままではプローブの触針が被
測定物から離れたときにもローパスフィルタ出力102
は十分に良い遅延時間例えば数秒に及ぶ遅延時間をプロ
ーブ信号100に与える場合があり、このような場合に
は、前記時刻tuにり後にJ3いて前記遅延されたロー
パスフィルタ出力102によって不要な為タラ1−(g
″;・Jが出てしまうことがあり、このような事態を防
ぐために、ローパスフィルタ42の特性は!ナンブルホ
ールドとともに高域側に1凸えられる。
Also, at time 2, the controller 50 simultaneously increases the characteristics of the low-pass filter 42 by 1 on the descendant region side, and outputs 1
06 is almost the same as the probe signal 100. As is clear from the low-pass filter output 102 in FIG. 2, this characteristic switching is possible even when the probe stylus leaves the object to be measured.
may provide a sufficiently good delay time, for example several seconds, to the probe signal 100, and in such a case, the delayed low-pass filter output 102 of J3 after reaching the time tu may cause unnecessary and 1-(g
″;・J may appear. To prevent such a situation, the characteristics of the low-pass filter 42 are set by one convex on the high frequency side along with the number hold.

従って、本発明にJ:れば、前述した偽タッチ信号が出
力されることはない。
Therefore, according to the present invention, the false touch signal described above will not be output.

以上のにうにして本発明によれば、差演pii46から
【、1変化分絶対11fr 106が出力され、これを
比較器/18にJ:って所望のスレッショルドlii:
tと比較J′ることによってプローブ信M100に含ま
れる低周波ドリフトを除去した極めて安定したタップは
[’I 08を1!7ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the differential pii 46 outputs [, 1 change absolute 11fr 106, which is sent to the comparator/18 to set the desired threshold lii:
By comparing J' with t, an extremely stable tap that removes the low frequency drift contained in the probe signal M100 can reduce ['I08 by 1!7.

前記タッチ信号108が消滅した時刻し3以降において
、コントローラ50はローパスフィルタ/I2及びシン
ブルホールド回路44にリセツ1−信号を供給し、l’
lEI者の特性を低域側に切替え、またザンブル111
−ルドを解除する。
After time 3 when the touch signal 108 disappears, the controller 50 supplies a reset 1- signal to the low-pass filter /I2 and the thimble hold circuit 44, and
Switch the characteristics of the lEI user to the low frequency side, and also
- Cancel the mode.

[発明の効果] 以l:説明したJ:うに、本発明ににれば、プローブ信
号に含まれる低周波成分をよ除去して高vJ度のタッチ
信号を検出することが可能となり、高精度の測定作用を
行うことができる。
[Effects of the Invention] As explained below, according to the present invention, it is possible to remove the low frequency components contained in the probe signal and detect a touch signal with a high vJ degree, thereby achieving high accuracy. The measurement function can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るタッチ信号検出回路の好適な実施
例を示す回路図、 第2図は第1図の各部波形図、 第3図(ま本発明に係るタッチ信号検出回路を三次元測
定偶に適用した状態の全体的な概略説明図である。 10 ・・・ プローブ、 14 ・・・ 被測定物、 16.18.20  ・・・ 圧電素子、22 ・・・
 タッチ1gg検出回路、t+O−°°  フリアンプ
、 42 ・・・ ローパスフィルタ、 /14  ・・・ リ゛ンブルホールド回路、46 ・
・・ 72演f5器、 48 ・・・ 比較器、 50 ・・・ コントローラ、 100 ・・・ プローブ信号。 102 ・・・ [1−バスフィルタ出力、104  
 ・・・   基t%I直、106 ・・・ 変化分絶
対値、 108  ・・・ タッチ信号。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of the touch signal detection circuit according to the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of each part of FIG. 1, and FIG. It is an overall schematic explanatory diagram of a state applied to a measurement object. 10... Probe, 14... Measured object, 16.18.20... Piezoelectric element, 22...
Touch 1gg detection circuit, t+O-°° free amplifier, 42...Low pass filter, /14...Return hold circuit, 46.
... 72 performance f5 unit, 48 ... comparator, 50 ... controller, 100 ... probe signal. 102...[1-Bass filter output, 104
... Base t%I direct, 106 ... Absolute value of change, 108 ... Touch signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)低周波ドリフト成分を含むプローブ信号を整形し
てプローブが非測定物に接触したときのタッチ信号を出
力するタッチ信号検出回路において、プローブ信号の低
周波ドリフト成分を通過させまた接触時における急峻な
変化分に対しては所定の遅れ特性を与えるローパスフィ
ルタと、前記ローパスフィルタの出力を所定タイミング
でホールドするサンプルホールド回路と、前記プローブ
信号とサンプルホールド出力とを差演算しサンプルホー
ルド出力を基準値としてプローブ信号に含まれる接触時
の変化分を絶対値として出力する差演算器と、前記差演
算器の変化分絶対値出力と予め定められたスレッショル
ド値とを比較して変化分絶対値がスレッショルド値を越
えた時にタッチ信号を出力する比較器と、前記タッチ信
号をトリガ入力として前記ローパスフィルタ及びサンプ
ルホールド回路を制御するコントローラと、を含み、タ
ッチ信号出力時にサンプルホールド回路のサンプリング
を行うとともにローパスフィルタのカットオフ周波数を
高域側に切替え、またタッチ信号検出後サンプルホール
ド回路のサンプリング解除及びローパスフィルタのカッ
トオフ周波数の低域側への復帰を制御して、プローブ信
号に含まれる低周波ドリフト成分を除去して接触時の変
化分絶対値に基づいたタッチ信号検出を行うことを特徴
とするタッチ信号検出回路。
(1) In a touch signal detection circuit that shapes a probe signal including a low-frequency drift component and outputs a touch signal when the probe contacts a non-measurable object, the low-frequency drift component of the probe signal is passed through and A low-pass filter that provides a predetermined delay characteristic for steep changes; a sample-hold circuit that holds the output of the low-pass filter at a predetermined timing; and a sample-hold output that calculates the difference between the probe signal and the sample-hold output. A difference calculator outputs the change at the time of contact included in the probe signal as a reference value as an absolute value, and compares the change absolute value output of the difference calculator with a predetermined threshold value to calculate the change absolute value. a comparator that outputs a touch signal when exceeds a threshold value, and a controller that uses the touch signal as a trigger input to control the low-pass filter and sample-and-hold circuit, and performs sampling of the sample-and-hold circuit when outputting the touch signal. At the same time, the cut-off frequency of the low-pass filter is switched to the high-frequency side, and after the touch signal is detected, the sample-and-hold circuit is controlled to cancel sampling and the cut-off frequency of the low-pass filter is returned to the low-frequency side. A touch signal detection circuit characterized in that a frequency drift component is removed and touch signal detection is performed based on the absolute value of a change at the time of contact.
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