KR101288968B1 - 외경측정장치 및 외경측정방법 - Google Patents

외경측정장치 및 외경측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외경측정장치 및 외경측정방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치는, 피측정물이 안착되는 것으로서, 회전을 통하여 상기 피측정물을 함께 회전시키는 회전판; 상기 회전판의 회전속도와 연동하여, 상기 피측정물의 높이방향으로 상하 이동하는 것으로서, 상기 피측정물과의 거리를 측정하여 변위값을 생성하는 비접촉식 변위센서; 및 상기 변위값을 입력받아, 상기 피측정물의 외경을 계산하는 신호처리부를 포함할 수 있다.

Description

외경측정장치 및 외경측정방법 {Apparatus for measuring diameter of object and method for measuring the same}
본 발명은 외경측정장치 및 외경측정방법에 관한 것으로서, 피측정물의 외경을 측정할 수 있는 외경측정장치 및 외경측정방법에 관한 것이다.
원통 형상을 가지는 제품이 다른 제품의 일부로 삽입되거나, 고무패드 등의 완충물, 캔(can) 등으로 둘러싸여 최종 제품으로 가공하는 경우에, 내부에 삽입되는 원통형 제품의 외경은 중요한 품질 관리 요소가 된다. 이는 내부에 삽입되는 제품의 외경에 따라 삽입여부가 결정될 뿐만 아니라, 완충물과 캔으로 둘러사서 압착한 후 용접하는 공정에서는 내부에 삽입되는 제품과 바깥을 둘러싸는 제품 사이의 갭(gap)에도 영향을 미치기 때문이다. 이때, 갭이 너무 작으면 작업공정 중 내부에 삽입되는 제품이 파손될 수 있고, 갭이 너무 크면 내부에 삽입되는 제품에 외부를 둘러싸는 캔 사이의 유격으로 인하여 유동으로 인한 파손이 발생할 수 있다. 따라서, 다른 제품의 내부에 삽입되거나, 완충물 또는 캔 등으로 둘러싸여 가공되는 제품의 외경을 정밀하게 측정하는 것은 매우 중요하다.
일반적으로 원통형 제품의 외경을 측정하는 경우, 접촉식 또는 비접촉식 변위센서를 이용하여 상기 원통형 제품의 단면 외경을 측정한다. 이 경우, 상기 원통형 제품의 단면의 변위값을 상기 변위센서를 이용하여 각각 측정하여야 하므로, 상기 제품의 길이가 길어질수록 측정 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 또한, 상기 변위센서의 샘플링 수 등을 고려할 때, 하나의 단면 외경 측정을 위하여 지나치게 많은 수의 데이터를 수집하게 되므로 계산시간이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 피측정물의 외경을 측정할 수 있는 외경측정장치 및 외경측정방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치는, 피측정물이 안착되는 것으로서, 회전을 통하여 상기 피측정물을 함께 회전시키는 회전판; 상기 회전판의 회전속도와 연동하여, 상기 피측정물의 높이방향으로 상하 이동하는 것으로서, 상기 피측정물과의 거리를 측정하여 변위값을 생성하는 비접촉식 변위센서; 및 상기 변위값을 입력받아, 상기 피측정물의 외경을 계산하는 신호처리부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 비접촉식 변위센서는, 상기 회전판이 1회전하는 동안, 상기 비접촉식 변위센서도 1회 상하 왕복할 수 있다.
여기서 상기 비접촉식 변위센서는, 적어도 3회 상하 왕복하여 상기 변위값을 측정하는 것으로서, 상기 1회 상하 왕복 후 상기 회전판이 기 설정된 각도만큼 회전한 이후에 다시 1회 상하 왕복하여 상기 변위값을 측정할 수 있다.
여기서 상기 신호처리부는, 상기 피측정물의 높이 방향과 수직인 상기 피측정물의 단면을 선택하고, 상기 비접촉식 변위센서가 변위값을 생성한 상기 피측정물 상의 측정점 중에서 상기 선택된 단면 상에 위치하는 측정점의 변위값을 이용하여 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
여기서 상기 신호처리부는, 최소자승법을 적용하여, 상기 측정점의 변위값으로부터 상기 피측정물의 외경을 구할 수 있다.
여기서 상기 신호처리부는,
Figure 112011102278477-pat00001
여기서, n은 상기 측정점의 개수, r은 상기 단면의 반지름의 길이, pi는 i번째 측정점에서의 변위값, θ는 상기 기 설정된 각도, a, b는 임의의 변수로서, 최소자승법을 이용하여 상기 수식을 만족하는 a, b, r을 구하여 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정방법은, 피측정물이 안착된 회전판의 회전속도와 연동하여, 비접촉식 변위센서를 상기 피측정물의 높이 방향으로 상하 왕복하면서 상기 피측정물과의 거리를 측정하는 변위값 측정 단계; 상기 피측정물에서 외경을 측정하고자 하는 상기 피측정물의 단면을 선택하는 단면 선택단계; 및 상기 비접촉식 변위센서가 변위값을 생성한 상기 피측정물 상의 측정점 중에서, 상기 선택된 단면 상에 위치하는 측정점의 변위값을 이용하여 상기 피측정물의 외경을 계산하는 외경계산단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 외경계산단계는, 최소자승법을 적용하여, 상기 측정점의 변위값으로부터 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
여기서 상기 외경계산단계는
Figure 112011102278477-pat00002
여기서, n은 상기 측정점의 개수, r은 상기 단면의 반지름의 길이, pi는 i번째 측정점에서의 변위값, θ는 상기 기 설정된 각도, a, b는 임의의 변수로서, 최소자승법을 이용하여 상기 수식을 만족하는 a, b, r을 구하여 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치 및 외경측정방법은, 피측정물의 전체 외경 프로파일을 신속하게 추출할 수 있으며, 상기 수집하는 외형 프로파일의 수를 조절함으로써, 계산시간을 단축할 수 있다.
또한, 피측정물에 대한 3차원 프로파일을 이용하여 상기 피측정물에 발생할 수 있는 부분적인 요철을 보다 쉽게 검출할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 이용한 변위값 생성을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 이용한 외경측정을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 이용한 측정점을 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 이용하여 복수개의 단면에 대한 외경측정을 나타내는 도면이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 나타내는 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치는, 비접촉식 변위센서(10), 회전판(20) 및 신호처리부(30)를 포함할 수 있다.
이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정장치를 설명한다.
비접촉식 변위센서(10)는, 회전판(20)의 회전속도와 연동하여, 피측정물(1)의 높이방향으로 상하 이동하는 것으로서, 상기 피측정물(1)과의 거리를 측정하여 변위값을 생성할 수 있다.
여기서 상기 비접촉식 변위센서(10)는, 레이저 변위센서일 수 있으며, 상기 비접촉식 변위센서(20)는 상기 비접촉식 변위센서(20)와 피측정물(1) 사이의 거리를 측정하여 이를 변위값으로 생성할 수 있다. 여기서 상기 피측정물(1)은 파이프 등 원통형의 외형을 가진 것일 수 있으며, 원뿔형의 외형을 가진 것일 수도 있다.
상기 비접촉식 변위센서(10)는, 상기 회전판(20)의 측면에 위치하는 1축 스테이지(11)에 의하여 지지되어 상하로 이동하는 것일 수 있으며, 상기 1축 스테이지(11)는 도1에 도시된바와 같이 상기 피측정물(1)의 높이방향으로 평행한 것일 수 있다. 따라서, 상기 비접촉식 변위센서(10)는 상기 1축 스테이지(11)를 따라 상하로 이동하면서 상기 피측정물(1)과 상기 비접촉식 변위센서(10) 사이의 거리를 측정하여 변위값을 생성할 수 있다.
여기서 상기 비접촉식 변위센서(10)는, 상기 회전판(20)이 1회전하는 동안, 상기 비접촉식 변위센서(10)도 1회 상하 왕복하는 것일 수 있다. 예를들어, 상기 회전판(20)의 회전속도가 10rpm(revolution per minute)인 경우, 상기 회전판(20)이 1회전하는데 걸리는 시간은 6초가 된다. 따라서, 상기 1축 스테이지(11)가 상기 비접촉식 변위센서(10)를 상하 왕복하는데 걸리는 시간, 즉, 상기 비접촉식 변위센서(10)가 상기 1축 스테이지(11)의 최하 측정지점으로부터 최고 측정지점을 지나 다시 상기 최하 측정지점으로 되돌아오는 시간을 6초로 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 1축 스테이지(11)와 상기 회전판(20)의 회전속도가 연동되어 상기 피측정물(1)의 외경측정을 위한 변위값을 측정할 수 있다.
상기 회전판(20)이 1회전하는 동안에 상기 비접촉식 변위센서(10)를 1회 상하 왕복하도록 하면, 도2에 도시된 바와 같이, 원통형의 피측정물(1)의 옆면에 사선의 형태로 측정프로파일(l)이 형성될 수 있다. 여기서 상기 측정프로파일(l)은, 상기 비접촉식 변위센서(10)가 상기 변위값을 생성하는 상기 피측정물(1) 상의 지점을 연결한 선일 수 있다.
여기서 상기 비접촉식 변위센서(10)는 적어도 3회 상하 왕복하여 상기 변위값을 측정하는 것으로서, 상기 1회 상하 왕복 후 상기 회전판(20)이 기 설정된 각도만큼 회전한 이후에 다시 1회 상하 왕복하여 상기 변위값을 측정할 수 있다.
상기 비접촉식 변위센서(10)의 상하 왕복과 상기 회전판(20)의 회전은 서로 연동되므로, 상기 비접촉식 변위센서(10)가 최하 측정지점에서 측정을 시작하였다면, 상기 피측정물(1)이 1회 회전한 후에도, 다시 상기 최하 측정지점에 위치할 수 있다.
그러므로, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 피측정물(1)에 대하여 상이한 측정프로파일을 얻기 위해서는 상기 피측정물(1)을 기 설정된 각도만큼 회전시킨 이후에 다시 상기 비접촉식 변위센서(10)를 이용하여 측정을 시작하여 측정프로파일을 얻을 수 있다.
여기서, 상기 기 설정된 각도는 상기 비접촉식 변위센서(10)를 상하 왕복하여 측정하는 횟수에 따라 달라질 수 있는 것으로서, 도4(a)에 도시된 바촤 같이, 3회 측정하는 경우에는 각각 상기 회전판(20)이 120도 회전한 이후에 상기 비접촉식 변위센서(10)의 상하왕복을 시작할 수 있다. 마찬가지로 도4(b)에 도시된 바와 같이, 4회 측정하는 경우에는 상기 회전판(20)이 90도 회전한 이후에 상기 비접촉식 변위센서(10)의 상하왕복을 시작할 수 있다.
회전판(20)은, 피측정물(1)이 안착되는 것으로서, 회전을 통하여 상기 피측정물(1)을 함께 회전시킬 수 있다.
상기 회전판(20)은, 회전모터(21)에 의하여 회전될 수 있으며, 상기 회전판(20)의 상단에 상기 피측정물(1)이 안착될 수 있다. 따라서, 상기 피측정물(1)은 상기 회전판(20)의 회전에 의하여, 상기 회전판(20)과 함께 회전할 수 있으며, 상기 피측정물은 일반적으로, 파이프 등 원통형의 외형을 가질 수 있다.
앞서 살핀바와 같이, 상기 회전판(20)의 측면에는 상기 1축 스테이지(11)가 위치할 수 있으며, 상기 회전판(20) 및 1축 스테이지(11)간의 거리는 고정된 것으로서 항상 일정할 수 있다.
상기 회전모터(21)는 상기 비접촉식 변위센서(10)의 상하왕복과 상기 회전판(20)의 회전을 연동시키기 위하여 별도의 제어부(미도시)에 의하여 제어되는 것일 수 있으며, 상기 회전판(20)을 등속도로 회전시키는 것일 수 있다.
신호처리부(30)는, 상기 변위값을 입력받아 상기 피측정물(1)의 외경을 계산할 수 있다.
구체적으로 상기 신호처리부(30)는, 상기 피측정물(1)의 높이 방향과 수직인 상기 피측정물(1)의 단면을 선택하고, 상기 비접촉식 변위센서(10)가 변위값을 생성한 상기 피측정물(1) 상의 측정점 중에서 상기 선택된 단면 상에 위치하는 측정점의 변위값을 이용하여 상기 피측정물(1)의 외경을 계산할 수 있다.
즉, 상기 신호처리부(30)는 상기 도3에 도시된 바와 같이, 상기 피측정물의 단면 중에서 S1을 선택하고, 상기 S1상에 위치하는 측정점, P11, P12, P13의 변위값을 이용하여 상기 피측정물(1)의 외경을 계산할 수 있다.
상기 측정점들의 변위값을 이용하여 피측정물(1)의 외경을 계산하는 방법으로는 최소자승법(Least Square Fitting Method)을 사용할 수 있으며, 상기 최소자승법은 이하의 수학식을 이용할 수 있다.
Figure 112011102278477-pat00003
여기서, n은 상기 측정점의 개수, r은 상기 단면의 반지름의 길이, pi는 i번째 측정점에서의 변위값, θ는 상기 기 설정된 각도, a, b는 임의의 변수로서, 상기 수식을 만족하는 a, b, r을 구하여 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
상기 도3의 경우, 상기 측정점 P11, P12, P13은 각각 120도의 각을 이루고 있으므로 상기 θ는 120도이며, 측정점은 3개이므로 n은 3이다. 따라서, 상기 각각의 측정점에서 측정된 변위값 pi값을 상기 수학식에 대입함으로써, 상기 a, b, r을 구할 수 있다.
여기서, n의 값이 클수록 상기 최소자승법에 의하여 얻은 a, b, r 값의 정확도가 높아질 수 있으므로, 상기 비접촉식 변위센서(10)를 이용하여 상기 피측정물(1)의 변위값을 측정하는 횟수를 늘릴수록 상기 피측정물(1)의 외경을 보다 정확하게 계산할 수 있다.
여기서, 상기 S1이외에 복수의 단면을 선택하여 각각의 단면에 대한 외경을 상기 최소자승법 등을 이용하여 계산할 수 있으며, 상기 각각의 단면에 대하여 계산된 외경을 이용하여 상기 피측정물(1)의 삼차원 외경을 구할 수 있다.
앞서 살핀바와 같이, 상기 비접촉식 변위센서(10)를 이용하여 상기 피측정물(1)의 변위값을 측정하는 횟수를 늘려 상기 계산된 피측정물(1)의 외경길이의 정밀도를 높일 수 있으나, 이외에도 상기 주변 단면과의 비교를 통하여 정확한 외경 측정이 가능하다.
즉, 도5에 도시된 바와 같이, 첫번째 단면의 P11, P12, P13에 의하여 측정한 외경값과, 두번째 단면의 P21, P22, P23에 의하여 측정한 외경값 그리고, 세번째 단면의 P31, P32, P33을 이용하여 측정한 외경값을 각각 계산하고 이를 평균하는 방식으로 상기 측정한 외경값을 보정할 수 있다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정방법을 나타내는 순서도이다.
도6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정방법은, 변위값 측정 단계(S10), 단면 선택단계(S20) 및 외경계산단계(S30)를 포함할 수 있다.
이하, 도6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 외경측정방법을 설명한다.
변위값 측정단계(S10)는, 피측정물이 안착된 회전판의 회전속도와 연동하여, 비접촉식 변위센서를 상기 피측정물의 높이 방향으로 상하 왕복하면서 상기 피측정물과의 거리를 측정할 수 있다.
구체적으로, 상기 회전판이 1회전할 때 상기 비접촉식 변위센서도 1회 상하 왕복하는 것일 수 있다 여기서, 상기 비접촉식 변위센서의 상하 왕복 이동은 상기 회전판의 측면에 위치하는 1축 스테이지에 의할 수 있으며, 상기 1축 스테이지는 상기 피측정물의 높이 방향과 평행할 수 있다.
상기 비접촉식 변위센서는 상기 상하 왕복하면서 상기 피측정물과의 거리를 측정하여 변위값을 생성할 수 있으며, 상기 측정된 변위값을 이용하여 상기 피측정물의 외경을 구할 수 있다.
상기 회전판의 회전과 함께 상기 비접촉식 변위센서도 상하로 이동하므로, 상기 비접촉식 변위센서의 측정프로파일은 상기 피측정물의 옆면에서 보았을 때에는 사선형태로 나타날 수 있다.
상기 변위값 측정단계(S10)에서 상기 비접촉식 변위센서는, 상기 피측정물에 대한 측정을 여러 번 수행할 수 있으며, 각각의 측정시에 있어서 상기 회전판을 기 설정된 각도만큼 회전한 이후에 상기 측정을 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 피측정물의 일 단면에는 복수개의 측정점이 존재할 수 있으며, 상기 측정점들은 상기 기 설정된 각도를 가질 수 있다. 여기서 상기 측정점은 상기 변위센서가 피측정물에 대하여 변위값을 생성한 지점을 의미할 수 있다.
단면 선택단계(S20)는, 상기 피측정물에서 외경을 측정하고자 하는 상기 피측정물의 단면을 선택할 수 있다. 상기 피측정물은 3차원의 입체물이므로, 상기 피측정물의 외경을 구하는 것은 상기 피측정물의 일 단면에 대한 외경의 길이를 계산하는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 피측정물에서 측정하고자 하는 단면을 선택할 수 있으며, 상기 외경을 측정하는 단면을 복수개 선택할 수 있다.
외경계산단계(S30)는, 상기 비접촉식 변위센서가 변위값을 생성한 상기 피측정물 상의 측정점 중에서, 상기 선택된 단면 상에 위치하는 측정점의 변위값을 이용하여 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
구체적으로, 최소자승법을 이용하여 상기 측정점의 변위값으로부터 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다. 상기 최소자승법은 이하의 수학식을 이용할 수 있다.
Figure 112011102278477-pat00004
여기서, n은 상기 측정점의 개수, r은 상기 단면의 반지름의 길이, pi는 i번째 측정점에서의 변위값, θ는 상기 기 설정된 각도, a, b는 임의의 변수로서, 상기 수식을 만족하는 a, b, r을 구하여 상기 피측정물의 외경을 계산할 수 있다.
여기서, n의 값이 클수록 상기 최소자승법으로 계산한 a, b, r 값의 정확도가 높아질 수 있으므로, 변위값 측정단계(S10)의 횟수를 늘릴수록 상기 피측정물의 외경을 보다 정확하게 계산할 수 있다.
상기 단면 선택단계(S20) 및 외경계산단계(S30)는 반복하여 수행할 수 있다. 이때 상기 단면 선택단계(S20)에서 단면을 상기 피측정물의 높이 방향으로 연속적으로 선택하면, 상기 피측정물의 연속적인 외경을 얻게 되고 이에 따라 상기 피측정물의 3차원 외경을 측정할 수 있다.
또한, 상기 연속적으로 선택한 단면들을 이용하여 측정한 외경의 정확도를 높일 수 있다. 예를들어, 연속한 3개의 단면을 선택하여 각각의 외경 길이를 계산한 이후에, 이를 평균하는 방식으로 상기 측정한 외경값을 보정할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 비접촉식 변위센서 11: 1축 스테이지
20: 회전판 21: 회전모터
30: 신호처리부
S10: 변위값 측정단계 S20: 단면 선택단계
S30: 외경 계산단계

Claims (9)

  1. 피측정물이 안착되는 것으로서, 회전을 통하여 상기 피측정물을 함께 회전시키는 회전판;
    상기 회전판의 회전속도와 연동하여, 상기 피측정물의 높이방향으로 상하 이동하는 것으로서, 상기 피측정물과의 거리를 측정하여 변위값을 생성하는 비접촉식 변위센서; 및
    상기 변위값을 입력받아, 상기 피측정물의 외경을 계산하는 신호처리부를 포함하고,
    상기 비접촉식 변위센서는,
    상기 회전판이 1회전하는 동안 상기 비접촉식 변위센서도 1회 상하 왕복하며, 적어도 3회 상하 왕복하여 상기 변위값을 측정하는 것으로서, 상기 1회 상하 왕복 후 상기 회전판이 기 설정된 각도만큼 회전한 이후에 다시 1회 상하 왕복하여 상기 변위값을 측정하는 외경측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호처리부는
    상기 피측정물의 높이 방향과 수직인 상기 피측정물의 단면을 선택하고, 상기 비접촉식 변위센서가 변위값을 생성한 상기 피측정물 상의 측정점 중에서 상기 선택된 단면 상에 위치하는 측정점의 변위값을 이용하여 상기 피측정물의 외경을 계산하는 외경측정장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 신호처리부는
    최소자승법을 적용하여, 상기 측정점의 변위값으로부터 상기 피측정물의 외경을 구하는 외경측정장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호처리부는
    Figure 112011102278477-pat00005

    여기서, n은 상기 측정점의 개수, r은 상기 단면의 반지름의 길이, pi는 i번째 측정점에서의 변위값, θ는 상기 기 설정된 각도, a, b는 임의의 변수로서, 최소자승법을 이용하여 상기 수식을 만족하는 a, b, r을 구하여 상기 피측정물의 외경을 계산하는 외경측정장치.
  7. 피측정물이 안착된 회전판의 회전속도와 연동하여, 비접촉식 변위센서를 상기 피측정물의 높이 방향으로 상하 왕복하면서 상기 피측정물과의 거리를 측정하는 변위값 측정 단계;
    상기 피측정물에서 외경을 측정하고자 하는 상기 피측정물의 단면을 선택하는 단면 선택단계; 및
    상기 비접촉식 변위센서가 변위값을 생성한 상기 피측정물 상의 측정점 중에서, 상기 선택된 단면 상에 위치하는 측정점의 변위값을 이용하여 상기 피측정물의 외경을 계산하는 외경계산단계를 포함하고,
    상기 변위값 측정단계는,
    상기 회전판이 1회전하는 동안 상기 비접촉식 변위센서를 1회 상하 왕복하는 방식으로, 상기 비접촉식 변위센서를 적어도 3회 상하 왕복하여 상기 피측정물과의 거리를 측정하는 것으로서, 상기 1회 상하 왕복 후 상기 회전판이 기 설정된 각도만큼 회전한 이후에 다시 1회 상하 왕복하여 상기 피측정물과의 거리를 측정하는 외경측정방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 외경계산단계는
    최소자승법을 적용하여, 상기 측정점의 변위값으로부터 상기 피측정물의 외경을 계산하는 외경측정방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 외경계산단계는
    Figure 112011102278477-pat00006

    여기서, n은 상기 측정점의 개수, r은 상기 단면의 반지름의 길이, pi는 i번째 측정점에서의 변위값, θ는 상기 기 설정된 각도, a, b는 임의의 변수로서, 최소자승법을 이용하여 상기 수식을 만족하는 a, b, r을 구하여 상기 피측정물의 외경을 계산하는 외경측정방법.
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