JPS63277910A - Detection signal processing method for infrared thickness gauge - Google Patents

Detection signal processing method for infrared thickness gauge

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JPS63277910A
JPS63277910A JP11169187A JP11169187A JPS63277910A JP S63277910 A JPS63277910 A JP S63277910A JP 11169187 A JP11169187 A JP 11169187A JP 11169187 A JP11169187 A JP 11169187A JP S63277910 A JPS63277910 A JP S63277910A
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thickness
measured
detection signal
calibration curve
transmitted light
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Katsuhiro Iguchi
勝啓 井口
Satoshi Nitta
諭 新田
Akihiro Iwata
昭浩 岩田
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To calibrate an instrument simply and easily with high accuracy by setting the decrease rate of a transmitted light quantity signal with the thickness of a body to be measured based upon the extinction coefficient of the body to be measured as a function of the level of the transmitted light quantity signal, and processing this function and setting a calibration curve. CONSTITUTION:Samples Ta, Tb,... are set on an optical path in order and detection signals Ia, Ib,... are obtained respectively to display the calibration curve. If the calibration curve deviates from a segment L, arithmetic processing based upon equations I and II (when n=1) is carried out in a linearizing process. In this case, the power number (n) in the equations is so set that the correlation coefficient between calculated values (ta', tb',...) and real values ta, tb,... of thickness is maximum. When the linearizing process is finished, the thickness values ta' and tb' of the respective samples Ta and Tb are recalculated again to set a calibration curve. Then the quantity Ii of transmitted light of the body Ti to be measured is measured and its thickness ti is measured automatically by using said calibration curve.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線厚さ針において被測定物のei類に応
じて予め行なわれる計器の校正方法に係り、殊にこの場
合における検出信号の処理方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for calibrating an instrument in an infrared thickness needle in advance according to the ei class of the object to be measured, and in particular, to Regarding processing method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、赤外線厚さ計は、光源と光検出器との間に被測
定物を配置し、光源からの光が被測定物を透過す不時に
吸収・散乱によって減衰し、この減衰量が被測定物の厚
さの関数であることを利用して、被測定物の厚さを測定
するものである。
In general, infrared thickness gauges place the object to be measured between a light source and a photodetector, and when the light from the light source passes through the object, it is attenuated by absorption and scattering. This method measures the thickness of an object by utilizing the fact that it is a function of the object's thickness.

この場合、前述の透過光の減衰量は被測定物の特性によ
って変動するので、測定に先立って計器の校正が行なわ
れる。この校正は、被測定物の特性によって定まる基準
線すなわち検量線を設定することによって行なわれる。
In this case, since the amount of attenuation of the transmitted light described above varies depending on the characteristics of the object to be measured, the instrument is calibrated prior to measurement. This calibration is performed by setting a reference line, that is, a calibration curve, determined by the characteristics of the object to be measured.

この検量線L(第3図参照)は、後で詳しく説明するが
、既知の厚さta、tbを有する被測定物のサンプルT
a、Tbの透過光量)a、)bを測定することにより設
定され、セミ対数グラフ、すなわち横軸に厚さtをとり
縦軸に検出信号■の対数値をとったグラフ(第3図に示
すグラフ)上においては直線で表示される。そして、こ
の検量線りが設定されると、被測定物Tiの透過光量1
iを測定することにより、被測定物Tiの厚さta゛が
自動的に計測される。この厚さta゛は、通常、厚さ計
に備えられるCRTに表示されるか、プリンタから記録
出力される。
This calibration curve L (see FIG. 3) is based on the sample T of the object to be measured having known thicknesses ta and tb, which will be explained in detail later.
It is set by measuring the amount of transmitted light (a, (graph shown) is displayed as a straight line. Then, when this calibration curve is set, the amount of transmitted light of the object to be measured 1
By measuring i, the thickness ta' of the object to be measured Ti is automatically measured. This thickness ta' is usually displayed on a CRT included in the thickness gauge or recorded and output from a printer.

ところで、前述の透過光量の減衰量と被測定物の厚さに
関する関数すなわち物理側としては、従来は下記の(5
)式 %式%(5) ここで、!−被測定物の透過光量検出信号値■。−光路
がオープンである場合の 光量検出信号値 μ−被測定物の吸光係数 を−被測定物の厚さ が用いられそいた。すなわち、透過光量の減衰量は被測
定物の吸光係数μによってのみ定められていた。
By the way, the function related to the attenuation of the amount of transmitted light and the thickness of the object to be measured, that is, the physical side, has conventionally been calculated using the following (5
) formula % formula % (5) where,! − Transmitted light amount detection signal value of the object to be measured■. - the light intensity detection signal value μ when the optical path is open; the extinction coefficient of the object to be measured; and the thickness of the object to be measured. That is, the amount of attenuation of the amount of transmitted light has been determined only by the extinction coefficient μ of the object to be measured.

しかるに、前記式(5)に基づ(計測方法では、例えば
プラスチックシートあるいはフィルムのように光を相当
に反射するものに対しては、被測定物の計測厚さに誤差
が発生していた。そこで、本願人らは、前述の物理側と
して前記式(5)に替えて下記の式(2) II。(1−r) e”オ   ・・・(2)を採用し
〔なお、この式は特許請求の範囲(2)項に示される式
(2)と同一である〕、これに基づいて被測定物の厚さ
を測定する計測方法(以後第1の計測方法と称する)を
開発し、特許出願を行った(特開昭58−176508
号公報)。
However, in the measurement method based on equation (5), errors occur in the measured thickness of the object to be measured, for example, for objects that reflect a considerable amount of light, such as plastic sheets or films. Therefore, the applicants adopted the following equation (2) II. is the same as equation (2) shown in claim (2)], and based on this, a measurement method (hereinafter referred to as the first measurement method) for measuring the thickness of the object to be measured was developed. , filed a patent application (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-176508)
Publication No.).

これによれば、従来誤差を発生させていた反射光の影響
が除去されるので、反射率が大きい被測定物に対しても
正確な計測を行なうことができる。
According to this, the influence of reflected light, which conventionally causes errors, is removed, so accurate measurement can be performed even on objects to be measured with high reflectance.

ここで、この第1の計測方法における計器校正方法に関
連して、前述の検量線りの設定について説明する。検量
線りは、・2つのサンプルTa。
Here, in connection with the instrument calibration method in this first measurement method, setting of the above-mentioned calibration curve will be explained. The calibration curve is: - Two samples Ta.

Tbを計測すること、すなわち前記物理開式(2)を演
算算定することによりて設定される。すなわち、その計
測値 Ia−16(1r) e’ね Ib−I。(1−r ) e−)”b において、検出信号1a、Ib、I。はそれぞれ計測に
よって得られる値であり、厚さta。
It is set by measuring Tb, that is, by calculating the physical opening formula (2). That is, the measured value Ia-16(1r) e'ne Ib-I. (1-r) e-)"b, the detection signals 1a, Ib, I. are values obtained by measurement, and the thickness ta.

tbは既知の値であり、したがって未知の値は吸光係数
μおよび反射°率rの2つであることから、前記2つの
計測値から吸光係数μと反射率rが演算算定される。す
なわち、検量線りが設定される。そして、この検量線り
は、前記(2)式を対数変換して得られる下式 n0g61s=Ilog6 I。(1−r)″において
、吸光係数μおよび反射率rが、従来は、一定とされて
いたことから、厚さt以外は定数であり、したがって検
出信号Iの対数値と厚さtとは一次式となり、グラフ(
第3図)上において直線で表示される。そして、このよ
うな検量線りを介して測定される被測定物Tiの測定厚
さtビは、検量線りに反射率rのファクタが含まれてい
るので、反射光に基づ〈従来の計測誤差が除去される。
Since tb is a known value and the two unknown values are the extinction coefficient μ and the reflectance r, the extinction coefficient μ and the reflectance r are calculated from the two measured values. That is, a calibration curve is set. This calibration curve is obtained by logarithmically converting the above equation (2) using the following equation: n0g61s=Ilog6I. (1-r)'', since the extinction coefficient μ and the reflectance r were conventionally assumed to be constant, everything except the thickness t is a constant, so the logarithm of the detection signal I and the thickness t are It becomes a linear equation, and the graph (
(Fig. 3) is displayed as a straight line on the top. The measured thickness tbi of the object to be measured Ti measured using such a calibration curve is based on the reflected light, since the calibration curve includes the factor of the reflectance r. Measurement errors are removed.

しかるに更に、第1の計測方法においても、殊に被測定
物d計測厚さレンジが大きい場合に、被測定物の計測厚
さに誤差が発生していた。そこで、本出願人らは、鋭意
研究の結果、この誤差は、被測定物の吸光係数が被測定
物の厚さに関して一定でないことによることを突止めた
However, even in the first measurement method, an error occurs in the measured thickness of the object to be measured, especially when the measured thickness range of the object to be measured d is large. As a result of extensive research, the present applicants found that this error is due to the fact that the extinction coefficient of the object to be measured is not constant with respect to the thickness of the object.

そして、このことに基づく測定誤差を、検量線を複数本
に設定することにより解消できるようにした計測方法(
以後第2の計測方法と称する)を開発し、特許出願を行
った(特願昭62−65766号)。
A measurement method that eliminates measurement errors based on this by setting multiple calibration curves (
We developed a new measurement method (hereinafter referred to as the second measurement method) and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 65766/1982).

次に、この第2の計測方法につき以下簡単に説明する。Next, this second measurement method will be briefly explained below.

なお、本計測方法における物理則は、第1の計測方法と
同様に、式(2)で規定される物理則が用いられる。
Note that, as in the first measurement method, the physical law defined by equation (2) is used as the physical law in this measurement method.

本計測方法においては、計器校正時すなわち検量線の設
定時に被測定物の厚さレンジに応じて適当数の厚さ既知
のサンプルTa、TbおよびT c wT gが選定さ
れる。そして、これらサンプルをそれぞれ犀さ計により
計測、演算算定したうえで、第4図に示すように、厚さ
針に備えられたCRT上にグラフィック表示する。この
場合、サンプルの厚さレンジが大きいと、一般に、サン
プルTcxTgは検量線り上に位置せず、これらは検量
線りに対して下向き凸状の曲線Mを画定する。なお、こ
のことは、物理開式(2)において反射率rは変動する
ことがないので、吸光係数μが厚さtに関して変動し、
この変動は厚さtの増加に従って漸減することを意味し
ているものである。そこで、本計測方法においては、検
量線を線分りに替えてそれぞれサンプルTa、Td H
Te、TL;Tg、Tbを通る複数本の線分Na、Nb
、Ncに設定する。
In this measurement method, an appropriate number of samples Ta, Tb, and TcwTg whose thicknesses are known are selected according to the thickness range of the object to be measured when calibrating the instrument, that is, when setting a calibration curve. Then, each of these samples is measured and calculated using a scale meter, and then graphically displayed on a CRT provided in the thickness needle, as shown in FIG. In this case, if the sample thickness range is large, the samples TcxTg are generally not located on the calibration curve, and they define a downwardly convex curve M with respect to the calibration curve. Note that this means that in the physical equation (2), the reflectance r does not change, so the extinction coefficient μ changes with respect to the thickness t,
This variation means that it gradually decreases as the thickness t increases. Therefore, in this measurement method, the calibration curve is replaced with line segments and the samples Ta and Td H
Te, TL; multiple line segments Na, Nb passing through Tg, Tb
, Nc.

この検量線Na、Nb、Ncの設定に際しては、グラフ
ィック表示を観察して曲線Mに近位するように各検量線
Na、Nb、Ncを画定するサンプルを選定する。−′ したがって、本計測方法によれば、被測定物Tiの透過
光量Ilを測定することにより検量線Maを介して計測
される被測定物Tiの厚さti″は、曲線Mを介゛して
計測されるべき真の厚さtiに対して、誤差を生じても
、その誤差Δtt’は微小に抑制される。この誤差Δt
10は、間じぐ第4図に示す第1の計測方法にょうて発
生される誤差Δti’に比較して格段に改良される。な
お、反射光に基づく誤差が除去されていることは勿論で
ある。このように、本計測方法によれば、厚さレンジが
大きい被測定物であっても、精度よくその厚さを計測す
ることができる。
When setting the calibration curves Na, Nb, and Nc, samples that define each of the calibration curves Na, Nb, and Nc are selected so as to be close to the curve M by observing the graphic display. -' Therefore, according to this measurement method, the thickness ti'' of the object to be measured Ti, which is measured via the calibration curve Ma by measuring the amount of transmitted light Il of the object to be measured Ti, is Even if an error occurs with respect to the true thickness ti to be measured, the error Δtt' is suppressed to a very small value.
10 is significantly improved compared to the error Δti' generated in the first measurement method shown in FIG. It goes without saying that errors based on reflected light are removed. In this way, according to the present measurement method, even if the object to be measured has a wide thickness range, its thickness can be measured with high accuracy.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このように、前述の第2の計測方法によれば、厚さレン
ジの大きい被測定物でも精度よく計測することができる
。しかしながら、このような計測方法においては、計器
の校正に比較的繁雑な手間と判断を必要とする難点があ
った。
In this way, according to the second measurement method described above, even objects to be measured with a wide thickness range can be measured with high accuracy. However, such a measurement method has the drawback that calibration of the instrument requires relatively complicated labor and judgment.

すなわち、検量線Na 、 N b * N ’の設定
にあたっては、多数のサンプルをそれぞれ計測。
That is, when setting the calibration curves Na and Nb*N', a large number of samples were each measured.

演算算定したうえでグラフィック表示し、このグラフを
観察して所要の本数の検量線を設定し、更にこれら検量
線の各境界値を決定するなどの作業を必要とするもので
ある。更に、各検量線の設定には判断を要し、例えば第
4図に示すように、検量線Naに替えてサンプルTa、
’[’cで定まる検量線Na’を設定すれば、測定誤差
がΔ【i″からΔti9へと増大される。
This requires operations such as performing calculations, displaying them graphically, observing this graph, setting a required number of calibration curves, and determining the boundary values of each of these calibration curves. Furthermore, judgment is required to set each calibration curve. For example, as shown in FIG. 4, instead of the calibration curve Na, sample Ta,
If the calibration curve Na' determined by '['c' is set, the measurement error increases from Δ[i'' to Δti9.

そこで、本発明の目的は、殊に厚さレンジが大きい被測
定物に対して、その計器校正を簡単容易に且つ精度良く
行なうことができる赤外線厚さ針の検出信号処理方法を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an infrared ray thickness needle detection signal processing method that can easily and accurately calibrate an instrument, especially for objects having a wide thickness range. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

先の目的を達成するために、本発明に係る赤外線厚さ針
の検出信号処理方法は、被測定物の吸光係数に基づく、
透過光量検出信号の被測定物厚さに関する減少率を透過
光量検出信号の大きさに関する関数として設定し、この
関数を演算処理することにより検量線を設定することを
特徴とする。
In order to achieve the above object, the infrared thickness needle detection signal processing method according to the present invention is based on the extinction coefficient of the object to be measured.
The method is characterized in that the rate of decrease of the transmitted light amount detection signal with respect to the thickness of the object to be measured is set as a function of the magnitude of the transmitted light amount detection signal, and the calibration curve is set by arithmetic processing of this function.

この場合、前記関数としては下記(1)式%式%(1) を−被測定物厚さ α−パラメータ n=ベキ数 を採用し、式+11における透過光量検出信号値!は、
下記式(2) %式%(2) ここで、■。=被測定物厚さtが0である場合、すなわ
ち光路がオーブン である場合の光量検出信号値 r−被測定物の反射率 μ虐被測定物の吸光係数 によつて規定する。
In this case, the following formula (1) % formula % (1) - Thickness of the object to be measured α - Parameter n = power number is used as the function, and the transmitted light amount detection signal value in formula +11! teeth,
The following formula (2) % formula % (2) Here, ■. =Light amount detection signal value when the thickness t of the object to be measured is 0, that is, when the optical path is an oven.Reflectance μ of the object to be measured (μ) is defined by the absorption coefficient of the object to be measured.

また、演算処理に際しては、厚さta、tb。Also, during calculation processing, the thicknesses ta and tb.

・・・既知のサンプルTa、Tb、  ・・・を用いて
、前記式(1)を積分して得られる下記式(3)t w
a−0((1−a)−Xo(1−?L月(1−n)α ・ ・ ・ ・(3) ここで、xo −被測定物厚さtが0である場合、すな
わち光路がオープン である場合の光量検出信号の 対数値 但し nml と、nmlである場合に適用する下記式(4)%式%) とに基づいて前記各サンプルの計算厚さta’。
...The following equation (3) t w obtained by integrating the above equation (1) using known samples Ta, Tb, ...
a-0((1-a)-Xo(1-?L month(1-n)α ・ ・ ・ ・ ・(3) Here, when xo − thickness of the object to be measured t is 0, that is, the optical path is Calculate the thickness ta' of each sample based on the logarithm value of the light intensity detection signal in the case of open (nml) and the following formula (4) applied in the case of nml.

tb’、  ・・・を計測し、逐次最小二乗性演算゛に
よって、計算厚さと真の厚さとの相関係数mの値が最大
となるベキ数nの値を選定するようにすれば好適である
It is preferable to measure tb', . be.

〔作用〕[Effect]

計器校正における検量線の設定は、所定の関数をコンビ
エータによって逐次演算処理することによって達成され
るので、簡単容易に且つ迅速に行なわれる。しかも、前
記関数には、吸光係数の被測定物厚さに関する変動なら
びに反射率のそれぞれのファクタが含まれているので、
厚さレンジが大きくまた反射率が大きい被測定物に対し
ても、正確な計測が行なわれる。
The setting of a calibration curve in instrument calibration is achieved by sequentially processing a predetermined function using a combinator, and is therefore easily and quickly performed. Moreover, since the function includes the variation of the extinction coefficient with respect to the thickness of the object to be measured and the respective factors of the reflectance,
Accurate measurements can be made even for objects with a wide thickness range and high reflectance.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明に係る赤外線厚さ針の検出信号処理方法の
実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
Next, an embodiment of the infrared thick needle detection signal processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

先ず初めに、処理方法の説明に先立ち、本発明に係る赤
外線厚さ針の構成を簡単に説明する。
First, prior to explaining the processing method, the structure of the infrared thickness needle according to the present invention will be briefly explained.

第2図において、赤外線厚さ計は、測定部lOとオペレ
ータコンソール12とからなり、測定部10には赤外線
光源14と被測定物あるいはその厚さ既知のサンプル1
6を保持するホルダ18と光電変換素子を有する透過光
検出器20が備えられ、オペレータコンソール12には
A/D変換器22.CPU24.内部記憶装置26、操
作キーボード2B、CRT30.プリンタ32および外
部記憶装置34が備えられ、更に測定部10とオペレー
タコンソール12とは変換増幅回路36を介して接続さ
れると共にCPU24には遠隔操作器22が備えられて
いる、そして、被測定物の計測に際しては、赤外線光源
14から投射光Laが投射され、被測定物′16を透過
した透過光Lcが、透過光検出器20で検出されて検出
信号!に変換される0次いで、この検出信号Iは、変換
増幅回路36で検出信号Vに対数変換され、得られた検
出信号VはA/D変換器22により被測定物16の厚さ
を示す信号Wに変換されて、適宜CRT30に表示され
あるいはプリンタ32から記憶出力される。この場合、
厚さ針の操作は、キーボード28を介して行なうか、操
作器38を介して遠隔操作される。
In FIG. 2, the infrared thickness gage consists of a measuring section 1O and an operator console 12, and the measuring section 10 includes an infrared light source 14 and an object to be measured or a sample whose thickness is known.
6 and a transmitted light detector 20 having a photoelectric conversion element, and the operator console 12 is equipped with an A/D converter 22 . CPU24. Internal storage device 26, operation keyboard 2B, CRT 30. A printer 32 and an external storage device 34 are provided, and the measurement unit 10 and operator console 12 are connected via a conversion amplifier circuit 36, and the CPU 24 is provided with a remote controller 22. When measuring, projection light La is projected from the infrared light source 14, transmitted light Lc transmitted through the object to be measured '16 is detected by the transmitted light detector 20, and a detection signal! Next, this detection signal I is logarithmically converted into a detection signal V in a conversion amplifier circuit 36, and the obtained detection signal V is converted into a signal indicating the thickness of the object to be measured 16 by an A/D converter 22. The image data is converted into W and displayed on the CRT 30 or stored and output from the printer 32 as appropriate. in this case,
The thickness needle is operated via the keyboard 28 or remotely via the operating device 38.

次に、本発明に係る赤外線厚さ計の校正方法につき第1
図を参照しながら説明する0校正に際しては、先ず、光
路をオープンにし、ステップSlにおいて検出信号IO
を検出し、これを内部記憶装置26に入力記憶させる0
次いで、光路にサンプルTa、Tb、  ・・・を順次
セットし、ステップS2においてそれぞれ検出信号Ii
を検出し、これらを内部記憶装置26に入力記憶させる
0次いで、ステップS3においてCRT30上に前記記
憶データを用いて第4図に示すような検量線をグラフィ
ック表示する。
Next, we will discuss the first method for calibrating an infrared thickness gauge according to the present invention.
In the zero calibration explained with reference to the figure, first, the optical path is opened, and the detection signal IO is set in step Sl.
is detected and inputted and stored in the internal storage device 26.
Next, samples Ta, Tb, . . . are sequentially set on the optical path, and the detection signals Ii
are detected and input and stored in the internal storage device 26.Next, in step S3, a calibration curve as shown in FIG. 4 is graphically displayed on the CRT 30 using the stored data.

この場合、検量線が線分りに近似していれば、破線で示
されているように直ちにステップS8に進行し、線分り
から外れていれば、矯正すなわちリニヤライズ工程へ進
行する。
In this case, if the calibration curve approximates the line segment, the process immediately proceeds to step S8 as shown by the broken line, and if it deviates from the line segment, the process proceeds to a correction, ie, linearizing step.

°リニャライズ工程においては、前述の式(3)とt 
= −n)α]{x(1−713−Xo(+−fL) 
)(1−n)α ・ ・ ・ ・(3) n−1である場合に適用する式(4) %式%(4) に基づいて演算処理が進行されるが、ベキ数nは、この
演算実行過程で厚さの計算値ta’。
° In the linearization process, the above equation (3) and t
= -n)α] {x(1-713-Xo(+-fL)
)(1-n)α ・ ・ ・ ・ ・(3) The calculation process is performed based on the formula (4) applied when n-1. The calculated thickness ta' is calculated during the calculation process.

tb’、  ・・・と真の厚さta、tb、  ・・・
との相関係数mが最大となる値に選定される。
tb', ... and true thickness ta, tb, ...
The value that maximizes the correlation coefficient m is selected.

そして、このリニヤライズ工程は、ベキ数nの逐次計算
をn=o、1,2.  ・・・のように0から順次整数
値を投入して前記mが最大となるn′の値を選定する第
1の工程と、選定された前記値n′に対して0.1きざ
みで±0.5の範囲の数値を投入して前記mが更に最大
値となるn′±△n′の値を選定する第2の工程とに分
たれる。すなわち、リニヤライズの第1工程においては
、ステップS4において順次nの値0,1゜2、・・・
が投入されこれらに対応するmの値が計算且つ比較され
る。第1表は、あるサンプルについてのこのステップに
おける計算結果を示し、n−w4においてmが最大値0
.99992となることを示している0次いで、リニヤ
ライズの第2工程におけるステップS6において順次n
″の値3.6 、3.7 、  ・・・が投入され、こ
れらに対応するmの値が計算且つ比較される。第2表は
、その計算結果を示し、n ” 4.2においてmが最
大値0.99997となることを示している゛、なお、
相関係数mの値は、その性質上1を超すことはない、な
おまた、これらリニヤライズ工程は、コンビエータによ
って自動的に行なわれ、通常10秒程度で完了される。
In this linearization process, the number of powers n is calculated sequentially such that n=o, 1, 2, etc. The first step is to input integer values sequentially starting from 0 and select the value of n' that maximizes the m, and the selected value n' is set to ± in 0.1 increments. The process is divided into a second step of inputting numerical values in the range of 0.5 and selecting the value of n'±Δn' at which the m is the maximum value. That is, in the first step of linearization, the values of n are sequentially set to 0, 1°2, . . . in step S4.
are input and their corresponding values of m are calculated and compared. Table 1 shows the calculation results in this step for a certain sample, where m has a maximum value of 0 at n-w4.
.. 99992. Then, in step S6 in the second step of linearization, n
'' values 3.6, 3.7, ... are input, and the corresponding values of m are calculated and compared. Table 2 shows the results of the calculation. This shows that the maximum value is 0.99997.
The value of the correlation coefficient m does not exceed 1 due to its nature. Furthermore, these linearization steps are automatically performed by a combiator and are usually completed in about 10 seconds.

表1 表2 このようにして、リニヤライズ工程が完了すると、ステ
ップS8において、前記演算結果に基づいて各サンプル
Ta、Tb、  ・・・の厚さta’、tb’を改めて
計算し、ステップS9においてこれによって設定される
検量線をグラフィック表示して確認し、最後に、これら
のデータをステップ310において外部記憶装置34に
登録する。なお、この登録に際しては、前述の式(1)
は t−Ax””  +B の形に整理されるので、パラメータA、B、nとして登
録すると好適である。
Table 1 Table 2 When the linearization process is completed in this way, in step S8, the thicknesses ta', tb' of each sample Ta, Tb, . . . are calculated again based on the calculation results, and in step S9 The calibration curve thus set is displayed graphically and confirmed, and finally, these data are registered in the external storage device 34 in step 310. In addition, for this registration, the above-mentioned formula (1)
Since it is organized in the form t-Ax"" +B, it is preferable to register it as parameters A, B, and n.

これによって、計器の校正が完了し、すなわち検量線の
設定が完了し、被測定物Tiはその透過光量1iを測定
することによりその厚さti’が前記検量線を介して自
動的に計測され、その数値がCRTに表示されるか、プ
リンタから記録出力される。このようにして計測された
被測定物め厚さは、−例として前記リニヤライズ工程で
用いられたサンプルにおいては、そのばらつき(2σ)
°が0.34%であった。この数値は、同じサンプルに
対する従来の計測方法すなわちリニヤライズを行なわな
い計測方法における場合のばらつき8.4%に対して格
段の改良が示されたことを示している。
As a result, the calibration of the instrument is completed, that is, the setting of the calibration curve is completed, and the thickness ti' of the object to be measured Ti is automatically measured via the calibration curve by measuring the amount of transmitted light 1i. , the numerical value is displayed on a CRT or recorded and output from a printer. The thickness of the measured object measured in this way is - For example, in the sample used in the linearization process, the variation (2σ)
° was 0.34%. This value represents a significant improvement over the 8.4% variation in the conventional measurement method, ie, the measurement method without linearization, for the same sample.

このように、本発明に係る校正方法は、簡単容易に且つ
何ら判断作業を要することなく行なうことができ、しか
も、その校正誤差を僅少に抑制することができる。
As described above, the calibration method according to the present invention can be performed easily and without any judgment work, and furthermore, the calibration error can be suppressed to a small level.

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明はその精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変
更を行なうことができる。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made to the present invention without departing from the spirit thereof.

例えば、ステップS8およびS9におけるグラフィック
表示すなわち検量線の確認操作は省いても良い、また、
本発明は、赤外線厚さ針のみならず、紫外線などを用い
る他の光厚さ計に対 4しても通用できることは勿論で
ある。
For example, the graphic display in steps S8 and S9, that is, the calibration curve confirmation operation may be omitted;
It goes without saying that the present invention is applicable not only to infrared thickness gauges but also to other optical thickness gauges that use ultraviolet light or the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明に係る赤外線厚さ針の検出
信号処理方法は、被測定物の吸光係数の変動に基づく、
透過光量検出信号の被測定物厚さに関する減少率を透過
光量検出信号の大きさに関する関数として設定し、この
関数を演算処理することにより検量線を設定できるよう
に構成したので、この演算処理をコンピュータによって
行なうことにより、計器の校正を簡単容易に且つ何ら判
断作業を要することなく達成することができる。しかも
、その校正誤差を僅少に抑制することができる。したが
って、厚さレンジが大きく吸光係数が変動する被測定物
に対しても、その厚さを、簡便に且つ正確に計測するこ
とができる。更に、前記関数には、被測定物の反射率に
関するファクタが含まれているので、反射率が比較的大
きい被測定物であってもその厚さを正確に計測すること
ができる。
As explained above, the infrared thickness needle detection signal processing method according to the present invention is based on fluctuations in the extinction coefficient of the object to be measured.
The reduction rate of the transmitted light amount detection signal with respect to the thickness of the object to be measured is set as a function of the magnitude of the transmitted light amount detection signal, and the calibration curve can be set by calculating this function. By performing the calibration using a computer, the calibration of the meter can be easily accomplished without requiring any judgment work. Moreover, the calibration error can be suppressed to a small level. Therefore, the thickness of an object to be measured whose thickness range is wide and whose extinction coefficient fluctuates can be easily and accurately measured. Furthermore, since the function includes a factor related to the reflectance of the object to be measured, the thickness of the object can be accurately measured even if the object has a relatively high reflectance.

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

第1図は本発明に係る赤外線厚さ針の検出信号処理方法
における計器校正方法の一実゛施例を示すフローチャー
ト、第2図は本発明に係る赤外線厚さ針の構成を示すブ
ロック図、第3図は従来の赤外線厚さ計の計器校正の際
に設定される検量線を説明するグラフ、第4図は本発明
の基礎となる赤外線厚さ計の計器校正の際に設定される
検量線を説明するグラフである。 10、、、測定部  12.、、オペレータコンソール
14、、、赤外線光源 16、、、被測定物またはそのサンプル1B、、、ホル
ダ     20.、、透過光検出器22.、、 A/
D変換器  24.、、 CP U26、、、内部記憶
装置  28.、、操作キーボード30、、、 CRT
      32.、、プリンタ34、、、外部記憶装
置  36.、、変換増幅回路38、、、遠隔操作器 Tol、サンプルまたは被測定物 ■60.透過光透過光検 出器o、サンプルまたは被測定物の真の厚さΔt01.
計測誤差 t’、t”60.サンプルまたは被測定物の計算厚さま
たは計測厚さ。 FIG、 1
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the instrument calibration method in the detection signal processing method for the infrared thickness needle according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the infrared thickness needle according to the present invention. Fig. 3 is a graph explaining a calibration curve set during instrument calibration of a conventional infrared thickness gauge, and Fig. 4 is a graph explaining a calibration curve set during instrument calibration of an infrared thickness gauge, which is the basis of the present invention. It is a graph explaining a line. 10. Measurement part 12. ,,Operator console 14, ,Infrared light source 16, ,Object to be measured or its sample 1B, ,Holder 20. ,, transmitted light detector 22. ,, A/
D converter 24. ,, CPU U26, , Internal storage device 28. ,,operation keyboard 30,...CRT
32. ,,Printer 34,,,External storage device 36. ,,conversion amplifier circuit 38, ,remote controller Tol, sample or object to be measured ■60. Transmitted light transmitted light detector o, true thickness of the sample or object to be measured Δt01.
Measurement error t', t"60. Calculated thickness or measured thickness of sample or object to be measured. FIG. 1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被測定物の吸光係数に基づく、透過光量検出信号
の被測定物厚さに関する減少率を透過光量検出信号の大
きさに関する関数として設定し、この関数を演算処理す
ることにより検量線を設定することを特徴とする赤外線
厚さ計の検出信号処理方法。
(1) Set the reduction rate of the transmitted light amount detection signal with respect to the thickness of the measured object based on the extinction coefficient of the measured object as a function of the magnitude of the transmitted light amount detection signal, and calculate the calibration curve by processing this function. A detection signal processing method for an infrared thickness gauge, characterized in that:
(2)特許請求の範囲第1項記載の検出信号処理方法に
おいて、前記関数は下記(1)式 dx/dt=−αx^n・・・・(1) ここで、x=lnI I=透過光量検出信号値 t=被測定物厚さ α=パラメータ n=ベキ数 であり、式(1)における透過光量検出信号値Iは、下
記式(2) I=I_o(1−r)e^−^μ^t・・・・(2)こ
こで、I_o=被測定物厚さtが0である場合、すなわ
ち光路がオー プンである場合の光量検出 信号値 r=被測定物の反射率 μ=被測定物の吸光係数 で規定する赤外線厚さ計の検出信号処理方法。
(2) In the detection signal processing method according to claim 1, the function is expressed by the following formula (1) dx/dt=-αx^n (1) where x=lnI I=transmission Light amount detection signal value t = object thickness α = parameter n = power number, and the transmitted light amount detection signal value I in equation (1) is expressed by the following equation (2) I = I_o(1-r)e^- ^μ^t...(2) Here, I_o = light amount detection signal value r when the thickness of the object to be measured t is 0, that is, when the optical path is open = reflectance μ of the object to be measured = A detection signal processing method for an infrared thickness gauge that is defined by the extinction coefficient of the object to be measured.
(3)特許請求の範囲第2項記載の検出信号処理方法に
おいて、演算処理は、厚さta、tb、…既知のサンプ
ルTa、Tb、…を 用いて、前記式(1)を積分して得られる下記式(3) t=−[1/(1−n)α]{x^(^1^−^n^)
−x_o^(^1^−^n^)}・・・・(3) ここで、x_o=被測定物厚さtが0である場合、すな
わち光路がオー プンである場合の光量検出 信号の対数値 但しn≠1 と、n=1である場合に通用する下記式(4)t=−1
/α(ln x−ln x_o) ・・・・(4) とに基づいて前記各サンプルの計算厚さta′、tb′
、…を計測し、逐次最小二乗法演 算によって、計算厚さと真の厚さとの相関係数mの値が
最大となるベキ数nの値を選定する赤外線厚さ計の検出
信号処理方法。
(3) In the detection signal processing method according to claim 2, the arithmetic processing is performed by integrating the equation (1) using the known samples Ta, Tb, ... with thicknesses ta, tb, ... The following formula (3) is obtained: t=-[1/(1-n)α]{x^(^1^-^n^)
-x_o^(^1^-^n^)}...(3) Here, x_o=pair of light intensity detection signals when the measured object thickness t is 0, that is, when the optical path is open. Numerical value, where n≠1, and the following formula (4), which is valid when n=1, t=-1
/α(ln x−ln x_o) (4) Calculated thickness ta′, tb′ of each sample based on
,... and selects the value of the power number n that maximizes the value of the correlation coefficient m between the calculated thickness and the true thickness by successive least squares calculations.
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JP5958627B1 (en) * 2015-09-08 2016-08-02 株式会社豊田中央研究所 Sliding device

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