JPH0727572A - 測長装置 - Google Patents

測長装置

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Publication number
JPH0727572A
JPH0727572A JP16900693A JP16900693A JPH0727572A JP H0727572 A JPH0727572 A JP H0727572A JP 16900693 A JP16900693 A JP 16900693A JP 16900693 A JP16900693 A JP 16900693A JP H0727572 A JPH0727572 A JP H0727572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main scale
temperature
longitudinal direction
measuring device
heating element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16900693A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Mori
圭一 森
Tetsuhiko Kubo
哲彦 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP16900693A priority Critical patent/JPH0727572A/ja
Publication of JPH0727572A publication Critical patent/JPH0727572A/ja
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】専用の恒温測定室内でなくとも高精度に測定で
きる測長装置の提供。 【構成】長手方向に沿って周期的に光の反射率が変化す
るメインスケール12と、このメインスケール12の長手方
向に沿って移動可能にされてメインスケール12からの反
射光を受ける検出器20とを備えた測長装置1に対し、メ
インスケール12の長手方向に沿ってペルチェ素子からな
る吸・発熱体13を設けるとともに、メインスケール12の
温度を検出する温度センサ15およびこの温度センサ15の
温度信号に基づき吸・発熱体13に供給する直流電流を制
御する制御回路16を設け、吸・発熱体13でメインスケー
ル12を所定の温度に維持し、恒温測定室でなくとも通常
の室内で正確な測定を行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は測長装置に係り、特に、
温度変化による誤差を温度制御により除去する測長装置
に関する。
【0002】
【背景技術】従来より、ものの長さや移動量を測定する
装置として、リニアスケール等の測長装置が利用されて
いる。このような測長装置では、長さ測定時における温
度変化により誤差が生じる。この誤差を除去するための
技術としては、所定温度に維持された室内で測定を行う
恒温室内測定方式や、数値演算により温度補正を行う演
算補正方式等が知られている。恒温室内測定方式は、周
囲温度を所定値に維持し、測長装置のメインスケールが
温度変化により伸縮しないようにすることで、誤差を防
止するものである。演算補正方式は、予めメインスケー
ルの熱膨張率等を求めておき、長さ測定時に周囲温度を
検知し、この周囲温度とメインスケールの熱膨張率とに
基づく演算等により温度補正を行い、これから測定の真
値を求めようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、恒温室
内測定方式では、測長装置の他に室内温度を一定に保持
する空調設備を備えた測定室が必要となるので、測定に
係る設備が大型化するうえ、このような測定室以外の場
所では正確な測定ができず、測定場所が限定されるとい
う問題がある。また、演算補正方式では、周囲温度が不
安定な環境下で測定を行う場合には、長さ測定時におけ
る周囲温度の検出が正確に行えず、温度補正について充
分な精度が得られないおそれがあるうえ、測長装置のメ
インスケールが長い場合や多数の測長装置を同時に使用
する場合等には、局部的に温度が異なる部分が発生し、
この場合にも温度補正について充分な精度が得られない
という問題がある。
【0004】本発明の目的は、専用の恒温測定室内でな
くとも精度の高い測定が行える測長装置を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、その長手方向
に沿ってある一定の物理量を周期的に変化させたメイン
スケールと、このメインスケールの長手方向に沿って移
動可能にされて前記物理量の周期的変化を読み取る検出
器とを備えた測長装置であって、前記メインスケールの
長手方向に沿って配置されるペルチェ素子からなる吸・
発熱体と、前記メインスケールの温度を検出する温度セ
ンサと、この温度センサの温度信号に基づき前記吸・発
熱体に供給する直流電流を制御する制御手段とを備えて
いることを特徴とする。
【0006】
【作用】このような本発明では、メインスケールに沿っ
て配置した吸・発熱体により、メインスケールを所定の
温度に維持できるようになるので、測定にあたり恒温室
等の専用の測定室が不要になり、通常の室内であれば測
定可能となって測定場所の制限が大幅に緩和される。ま
た、吸・発熱体によりメインスケールが所定の温度に維
持されて熱膨張による誤差を生じさせないので、周囲温
度が変化しても、長さを正確に測定できるようになるう
え、当該測長装置を多数使用しても、全メインスケール
は温度制御により同一の温度となるので、全ての測長装
置において同時に正確な測定ができるようになる。さら
に、測長装置のメインスケールが長い場合には、所定長
さ毎に温度センサを設けて吸・発熱体を分割して制御す
ることにより、温度のむらがなくなり、全体を均一の温
度にでき、この場合にも正確な測定ができるようにな
り、これらにより前記目的が達成される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1には、本実施例の測長装置であるリニアス
ケール1が示されており、リニアスケール1は、一方向
に細長く延びたメインスケール部10と、このメインスケ
ール部10の長手方向に沿って移動可能に設けられた検出
器20とを含んで形成されたものである。メインスケール
部10は、その長手方向に沿って質量を周期的に変化させ
た、すなわち、その長手方向に沿って光反射帯と光吸収
帯とを交互に形成した格子11を有するメインスケール12
を備えたものである。
【0008】メインスケール部10の背面には、メインス
ケール12の長手方向に沿ってペルチェ素子からなる吸・
発熱体13が配置されている。この吸・発熱体13の背面に
は、メインスケール12の長手方向に沿って放熱板14が配
置されている。吸・発熱体13は、所定の方向(以下「順
方向」という。)に直流電圧を流すと、メインスケール
部10側の面から放熱板14側の面に向かう方向、すなわ
ち、図1において矢印Aが示す方向に熱をポンピングし
てメインスケール部10を冷却するようになっている。一
方、これとは逆方向の直流電圧を吸・発熱体13に流す
と、吸・発熱体13の熱の移動方向も逆になり、吸・発熱
体13は、放熱板14側の面からメインスケール部10側の面
に向かう方向、すなわち、図1において矢印Bが示す方
向に熱をポンピングしてメインスケール部10を加熱する
ようになっている。メインスケール部10の表面には、複
数の温度センサ15がメインスケール部10の長手方向に沿
って所定の間隔毎に配列されている。温度センサ15は、
メインスケール12の温度を検出するためのものであり、
吸・発熱体13の温度を制御するための制御手段である制
御回路16に接続されている。
【0009】制御回路16は、複数の温度センサ15の温度
から平均温度を算出し、この平均温度に基づき吸・発熱
体13に流れる直流電流を制御するものである。すなわ
ち、制御回路16は、メインスケール部10の温度が設定値
よりも高いときには、吸・発熱体13に順方向の直流電圧
を流すことでメインスケール部10を冷却する一方、その
温度が設定値よりも低いときには、吸・発熱体13に前述
とは逆向きの直流電圧を流すことでメインスケール部10
を加熱し、これにより、メインスケール部10が一定温度
となるように制御を行うものである。放熱板14は、背面
に多数の放熱フィン17を有するものである。この放熱板
14により吸・発熱体13は周囲の空気と熱交換が効率良く
行われるようになるため、メインスケール部10の熱容量
が大きくとも、吸・発熱体13はメインスケール部10に対
し迅速な加熱および冷却を行うことができるようになっ
ている。
【0010】検出器20は、そのメインスケール12に対向
する面にメインスケール12の長手方向に沿って多数の光
透過帯21を形成したインデックススケール22が設けられ
たスケール部23を有するものである。スケール部23の内
部には発光ダイオード等の発光素子24A 、フォトトラン
ジスタ等の受光素子24B 、および、カウンタ(図示せ
ず)等が内蔵されている。メインスケール12に沿って検
出器20を移動させると、検出器20の受光素子24Bには、
発光素子24A から照射された光のうち、メインスケール
12の格子11で反射され、かつ、インデックススケール22
の光透過帯21を通過したもののみが受光されるようにな
っている。受光素子24B の受光量は周期的に変化し、こ
の受光量の周期的変化を前述のカウンタで数えることに
より、移動距離が検出される。検出器20の側面のうちメ
インスケール12とは反対側の面には、ペルチェ素子から
なる吸・発熱体25が設けられている。検出器20の図中左
側の側面には温度センサ26が設けられている。これらの
吸・発熱体25および温度センサ26は、検出器20の温度制
御を行うためのものであり、図示しない制御回路に接続
されている。この制御回路はほぼメインスケール部10用
の制御回路16と同様のものである。この制御回路で吸・
発熱体13に流す直流電圧の向きや大きさ等を調節するこ
とにより、検出器20が設定された所定温度に保持される
ようになっている。
【0011】このような本実施例では、まず、メインス
ケール12の測定原点となる位置に検出器20を移動し、検
出器20内のカウンタに対しリセット操作等を行って測長
装置1をイニシャライズした後、この位置から長さを検
出すべき被測定点のある位置まで検出器20をメインスケ
ール12に沿って移動する。これにより、検出すべき長さ
が検出器20の移動距離として検出される。この際、メイ
ンスケール部10の吸・発熱体13および検出器20の吸・発
熱体25等により、周囲の温度が変化してもメインスケー
ル12およびインデックススケール22は温度が一定となる
ように制御されるので、メインスケール12およびインデ
ックススケール22には熱膨張による誤差が生じなくな
る。
【0012】前述のような本実施例によれば、次のよう
な効果がある。すなわち、ペルチェ素子からなる吸・発
熱体13, 25を設け、この吸・発熱体13, 25でメインスケ
ール部10および検出器20を冷却・加熱できるようにした
ので、周囲の温度が変化しても、それ自体の温度が一定
となるように制御できるので、メインスケール12および
インデックススケール22には熱膨張による誤差が生じな
くなり、専用の恒温測定室内でなくとも精度の高い測定
を行うことができる。
【0013】また、複数の温度センサ15をメインスケー
ル部10の長手方向に沿って所定の間隔毎に配列し、これ
らの温度センサ15からメインスケール部10全体の平均温
度を算出するようにしたので、一個の温度センサで局部
的に温度を検出するのと異なり、メインスケール部10全
体の熱膨張に対応した制御が行えるようになり、この点
からも精度の高い測定を行うことができる。
【0014】さらに、メインスケール部10の背面に多数
の放熱フィン17を有する放熱板14を設け、この放熱板14
で周囲の空気と熱交換を効率良く行えるようにしたの
で、吸・発熱体13はメインスケール部10との間で授受さ
れる熱についての発散、吸収が迅速に行えるようにな
り、メインスケール部10の熱容量が大きくとも、吸・発
熱体13でメインスケール部10を迅速に加熱・冷却するこ
とができ、これにより優れた制御性を獲得することがで
きる。
【0015】以上、本発明について好適な実施例を上げ
て説明したが、本発明は、この実施例に限られるもので
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能である。例えば、光学式のメ
インスケールとしては、その表面の反射率を周期的に変
化させた反射型のメインスケール12に限らず、表面に多
数のスリットを周期的に設けて光を透過させる透過型の
メインスケールでもよい。また、メインスケールは、光
学式のものに限らず、磁気式のものや静電容量式のもの
でもよく、メインスケールの測定原理およびその構造
は、実施にあたり適宜選択できる。
【0016】さらに、吸・発熱体としては、メインスケ
ールのほぼ全長に渡る長さの吸・発熱体13に限らず、複
数のブロックに分割したペルチェ素子をメインスケール
のほぼ全長に渡って配列し、ペルチェ素子の各ブロック
毎に温度制御を行うようにしたものでもよい。
【0017】また、温度センサとしては、面材状のもの
に限らず、メインスケールの長手方向に沿って配線され
る白金線等の金属抵抗線温度センサでもよい。
【0018】
【発明の効果】前述のように本発明によれば、専用の恒
温測定室内でなくとも精度の高い測定を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 測長装置としてのリニアスケール 12 メインスケール 13 ペルチェ素子からなる吸・発熱体 15 温度センサ 16 制御手段としての制御回路 20 検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その長手方向に沿ってある一定の物理量を
    周期的に変化させたメインスケールと、このメインスケ
    ールの長手方向に沿って移動可能にされて前記物理量の
    周期的変化を読み取る検出器とを備えた測長装置であっ
    て、前記メインスケールの長手方向に沿って配置される
    ペルチェ素子からなる吸・発熱体と、前記メインスケー
    ルの温度を検出する温度センサと、この温度センサの温
    度信号に基づき前記吸・発熱体に供給する直流電流を制
    御する制御手段とを備えていることを特徴とする測長装
    置。
JP16900693A 1993-07-08 1993-07-08 測長装置 Withdrawn JPH0727572A (ja)

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JP16900693A JPH0727572A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 測長装置

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JP16900693A JPH0727572A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 測長装置

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JP16900693A Withdrawn JPH0727572A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 測長装置

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JP (1) JPH0727572A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009281945A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Nikon Corp 位置計測装置及び位置計測方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2012137498A (ja) * 2004-12-16 2012-07-19 Werth Messtechnik Gmbh 座標測定装置ならびに座標測定装置を用いて加工物の幾何形状を測定する方法
JP2014174010A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Toshiba Corp 厚さ測定装置
JPWO2017064802A1 (ja) * 2015-10-16 2018-05-24 株式会社島津製作所 測定装置の温度変位による測定誤差補正方法及び該方法を用いた質量分析装置

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US10438781B2 (en) 2015-10-16 2019-10-08 Shimadzu Corporation Measurement error correction method based on temperature-dependent displacement in measurement device and mass spectrometer using the same method

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Legal Events

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