JPH03252516A - 厚み測定装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、非接触で被測定物体の厚みを測定するため
の厚み測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、例えば特許出願公表昭５７−５００４４１号
公報に示された光学式変位センサを使用した、従来の厚
み測定装置である。このような厚み測定装置の多くは、
第２図と同一部分に同一符号を付して示した第３図のよ
うに、変位センサが移動しながら被測定物体の幅方向の
厚み変動も測定できるものである。すなわち、第３図に
おいて、（１）は被測定物体、（２ａ）、（２ｂ）は投
光部、集光部、受光部などを含んだ厚み測定用の変位セ
ンサ、（３ａ）、（３ｂ）は変位センサ（２ａ）、（２
ｂ）の出力信号から被測定物体（１）の変位を算出し、
これらの変位値から被測定物体（１）の厚みを計算する
厚み測定用の処理部、（４ａ）、（４ｂ）は変位センサ
（２ａ）、（２ｂ）と処理部（３ａ）、（３ｈ）とを接
続する信号ケーブル、（５）は厚みを計算するために２
台の処理部（３ａ）、（３ｂ）を接続するケーブル、（
６ａ）、（６ｂ）は変位センサ（２ａ）、（２ｂ）が被
測定物体（１）の幅方向にスキャンするためのフレーム
、（７）はフレーム（６ａ）、（６ｂ）を同時に駆動す
るフレーム駆動部、（８）はフレーム（６ａ）、（６ｂ
）が取付けられているベース、（９ａ）、（９ｂ）はフ
レーム（６ａ）、（６ｂ）をベース（８）に取付けるた
めのボルトである。

以上の構成により、変位センサ（２ａ）、（２ｂ）の投
光部（通常レーザダイオード、または発光ダイオードが
使用される）から被測定物体（１）表裏の同一鉛直線上
に照射された光は、被測定物体（１）より正反射または
散乱される。その反射光が集光部で集光され、受光部の
変位に対応した位置に結像されることによって、被測定
物体（１）の変位を得ることができる。変位センサと被
測定物体の距離がある一定の状態において（変位センサ
の測定範囲内であればどこでもよいが、通常測定範囲の
中心付近）、厚みの初期設定をしておき、これら第１、
第２の変位センサ（２ａ）、（２ｂ）の変位出力を加算
してやれば、厚みの変動を知ることができる。

したがって第１、第２のフレーム（６ａ）、（６ｂ）で
変位センサ（２ａ）、（２ｂ）を被測定物体（１）の幅
方向にそれぞれ移動すれば、被測定物体（１）の幅方向
における厚み変動も測定できる。

ところで、温度の高い被測定物体を測定するような場合
、フレーム（６ａ）、（６ｂ）の被測定物体（１）側の
面［以下Ａ面というコと反対側の面［以下Ｂ面という］
との間に温度勾配が発生するため（Ａ面は温度が高く、
Ｂ面は温度が低くなる）、フレーム（６ＪＬ）、（６ｂ
）がたわむことになる。このたわみはそのまま厚み測定
誤差となってしまう。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の厚み測定装置は以上のように構成されているので
、温度の高いものを測定した場合など、フレームがたわ
んで厚み測定誤差が発生するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、温度の高いものの測定など、フレームがたわ
むような場合でも、厚み測定誤差が発生しない厚み測定
装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る厚み測定装置は、フレームに熱膨張係数
の小さい物体や熱伝導率の高い物体を使用した補償用バ
ーを設けるとともに、変位センサとともに被測定物体の
幅方向に移動し、補償用バーの変位を測定するもう１対
の補償用変位センサが設けられている。

［作　用］ この発明においては、補償用バーの変位を補償用変位セ
ンサで測定し、これらの測定値で厚み測定用変位センサ
の出力を補償する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図について説明する１
図において、（１０ａ）、（１０ｂ）はインバーナどの
ように熱膨張係数の非常に小さい材質（１ｘｌＯ−’／
ｄｅｇ）でできた第１、第２の補償用バーで、一端がそ
れぞれ第１、第２のフレーム（６ａ）、（６ｂ）ととも
にベース（８）に取り付けられ、他端は自由となって１
″する。　（ｌｌａ）、（ｌｌｂ）は補償用バー（１０
ａ）、（１０ｂ）の変位を測定する第１、第２の補償用
センサで、測定用の第１、第２の変位センサ（２ａ）、
（２ｂ）と被測定物体（１）をはさんで同一鉛直線上を
測定するように、第１、第２のフレーム（６ａ）、（６
ｂ）にそれぞれ取付けられている。（１２ａ）、（１２
ｂ）は補償用変位センサ（ｌ１ｍ）、（ｌｌｂ）の出力
信号から補償用バー（１０ａ）、（１０ｂ）までの変位
を求め、フレーム（６ａ）、（６１＋）のたわみによる
厚み誤差に換算する補償用変位センサ（ｌ１ｍ）、（ｌ
ｌｂ）の第１、第２の処理部である。　（１３ｍ）、（
１３ｂ）は補償用変位センサ（ｌ１ｍ）、（ｌｌｂ）と
処理部（１２ａ）、（１２ｂ）を接続する信号ケーブル
であり、（１４）はたわみによる変位変化を厚み誤差に
換算するために第１、第２の処理部（１２ａ）、（１２
ｂ）を接続するケーブルである。　（１７）は処理部（
３ｂ）の厚み出力を処理部（１２ｂ）の出力で補償する
補償処理部である。

次に動作について説明する。温度の高い被測定物体の測
定などのように、フレーム（６ａ）、（６ｂ）のＡ面、
Ｂ面間に温度勾配が発生する場合、フレーム（６ａ）、
（６ｂ）それぞれのＡ面、Ｂ面での延びの大きさが異な
り、フレーム（６ａ）、（６ｂ）がたわむことになる、
変位センサ（２ａ）、（２ｂ）および処理部（３ａ）、
（３ｂ）は、このたわみの影響を受けて厚み出力が変動
する。ところで、補償用バー（１０ｍ）、（１０ｂ）は
熱膨張係数が非常に小さく、しかも一端のみしか固定さ
れていないため、発生する伸びも小さく、その伸びも矢
印で示す水平方向に逃げるため、たわみはほとんど生じ
ない。したがって補償用の変位センサ（ｌｌａ）、（ｌ
ｌｂ）の出力は、フレーム（６ａ）、（６ｂ）のたわみ
を測定していることになる。処理部（１２ａ）、（１２
ｂ）はこれらのたわみを厚み誤差に換算し、補償処理部
（１７）で処理部（３ｂ）の厚み出力を補償することに
より、温度勾配による厚み誤差の発生を避けることがで
きる。

なお、上記実施例では補償を厚み出力に対して行ったが
１．変位出力に対して行ってもよい、すなわち、処理部
（１２ａ）、（１２ｂ）の変位出力で、それぞれ処理部
（３ａ）、（３ｂ）の変位出力に対して補償を行い、処
理部（３ｂ）で厚みの出力を行う。また、補償処理部を
変位センサ処理部の外部に設けたが、変位センサ処理部
の内部に設けてもよい、また、補償用バーを、フレーム
の両端を支点として、張力をかけて張設してもよい。さ
らに、補償用センサと補償用バーで、フレームの温度偏
差によるたわみを補償する演算は、フレーム両端での測
定データを基準点として、その中間値は初期値からの変
化量を求め、たわみのみの補正を行ってもよい。

さらに、上記実施例では、補償用バーに熱膨張係数の小
さな材料を使用したが、熱伝導率の高い材料を使用すれ
ば、フレームのＡ、Ｂ面間の温度差が小さくなり、同様
の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、補償用バーを設け、
補償用バーの変位を測定するための補償用変位センサを
設けるとともに、この補償用変位センサの出力で厚み測
定用の変位センサの出力を補償するようにしたので、温
度の高い物体の測定など、移動機構部にたわみが発生す
るような場合でも、精度よく厚みを測定することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図および第
３図はそれぞれ従来の厚み測定装置の回路図である。 （１）・・・被測定物体、（２ａ）　（２ｂ）・・・第
１、第２の測定用変位センサ、（６ａ）（６ｂ）・・・
第１、第２のフレーム、（１０ａ）　（１０ｂ）・・・
第１、第２の補償用ノく−、（Ｈａ）（ｌｌｂ）・・・
第１、第２の補償用変位センサ。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 代　理　人　　　曽　　我　　道　　照１　伝測定初体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物体の両側に配置され対向する前記被測定物体の
   変位をそれぞれ測定する第１、第２の測定用変位センサ
   と、これらの測定用変位センサを支持して前記被測定物
   体の幅方向に同期移動させるための第１、第２のフレー
   ムとを備えた厚み測定装置において、前記被測定物体の
   幅方向であって前記フレームにそれぞれ取付けられ温度
   変化があってもたわみの生じにくい第１、第２の補償用
   バーと、前記第１、第２の測定用変位センサにそれぞれ
   対向して配置され前記第１、第２の補償用バーの変位を
   それぞれ測定する第１、第２の補償用変位センサとを備
   えてなることを特徴とする厚み測定装置。