JPH0949720A - 当接型測定器 - Google Patents
当接型測定器Info
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- JPH0949720A JPH0949720A JP19964195A JP19964195A JPH0949720A JP H0949720 A JPH0949720 A JP H0949720A JP 19964195 A JP19964195 A JP 19964195A JP 19964195 A JP19964195 A JP 19964195A JP H0949720 A JPH0949720 A JP H0949720A
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Abstract
誤差を補正し、より高精度な測定が可能な当接型測定器
を提供する。 【解決手段】 ジョー3を有する本尺1と、この本尺に
摺動自在に設けられかつジョー3とともに被測定物を挟
持するジョー4を有するスライダ2と、このスライダの
移動量を検出する測長センサ11とを備えた当接型測定
器において、前記ジョー3,4に加わる測定力を検出す
る測定力検出手段26と、この測定力検出手段で検出さ
れた測定力に基づく前記ジョー3,4の測定点における
撓み量を求め、この撓み量を前記測長センサ11で検出
されたスライダの移動量から補正する誤差補正回路13
を備える。
Description
に摺動自在に設けられかつ被測定物に当接される測定子
を有するスライダと、このスライダの移動量を検出する
測長手段とを備えた当接型測定器に関する。詳しくは、
測定力による測定誤差を低減させた当接型測定器に関す
る。
動自在に設けた当接型測定器、たとえば、ノギスにあっ
ては、スライダを移動させ、測定子が被測定物を挟持し
たときのスライダの移動量から被測定物の寸法などを測
定するものであるから、測定子が被測定物に当接したと
きの測定力が測定値に大きな影響を及ぼす。つまり、測
定力が過大になると、測定子および本尺に撓みが生じ、
それがアッベの原理に基づく誤差を生じさせるばかりで
なく、とくに、被測定物の材質がゴムやプラスチックな
どの軟質材の場合には被測定物の変形によって測定誤差
が生じるという問題がある。
測定器として、実公平3−11688号に開示された当
接型測定器が知られている。これは、本尺に対してスラ
イダを摺動自在に設け、このスライダにそのスライダの
摺動方向に撓み特性を有する弾性部材を介して指掛けを
取り付けた構造である。測定にあたって、指掛けを押し
ながらスライダを移動させ、そのスライダに設けられた
測定子を被測定物に当接させる。このとき、指掛けに加
わる押圧力は弾性部材の撓みによって吸収されるから、
測定力の過大化を防止できる。
を保障できるようにした当接型測定器として、特開昭6
1−219819号に開示されたデジタル表示型測定器
が知られている。これは、本尺にスライダおよび指掛け
部材をそれぞれ摺動自在に設け、スライダと指掛け部材
との間に弾性部材を介して両者を連結するとともに、弾
性部材の撓み量が所定量になったときに作動し測定値を
ホールドするスイッチをスライダ側に設けた構造であ
る。測定にあたって、指掛け部材を押しながらスライダ
を移動させ、本尺およびスライダに設けられた一対の測
定子を被測定物に当接させる。この状態から、さらに指
掛け部材を押すと、弾性部材が撓み、その撓み量が所定
量になったときにスイッチからの信号により測定値がホ
ールドされるから、測定力が常に一定の条件下での測定
作業を保障できる。
当接型測定器では、測定力の過大化を防止できるとして
も、測定者の熟練度により測定力がばらつくという課題
は依然解消されていない。また、後者の当接型測定器で
は、測定力が常に一定の条件下で測定作業を行えるとし
ても、測定子には一定の測定力が加わっているから、そ
の測定力によって測定子および本尺には撓みが生じてい
る状態で測定していることになる。通常、測定値はスラ
イダの移動量から求めているから、その測定値には測定
子および本尺の撓みによる測定誤差が全く考慮されてい
ないという問題がある。この問題は前者の測定器につい
ても同様である。
解消し、測定力によって生じてる測定子およびそれを摺
動させる本体の撓みによる誤差を補正し、より高精度な
測定が可能な当接型測定器を提供することにある。
器は、本体と、この本体に摺動自在に設けられかつ被測
定物に当接される測定子を有するスライダと、このスラ
イダの移動量を検出する測長手段とを備えた当接型測定
器において、前記測定子に加わる測定力を検出する測定
力検出手段と、この測定力検出手段で検出された測定力
に基づいて前記測定子の測定点における撓み量を求め、
この撓み量を前記測長手段で検出されたスライダの移動
量から補正する誤差補正手段とを備えることを特徴とす
る。
ライダを本体に沿って移動させ、測定子を被測定物に当
接させると、測定子には測定力が加わるため撓みが生じ
る。測定子に加わる測定力は測定力検出手段で検出され
たのち、誤差補正手段に与えられる。誤差補正手段で
は、検出された測定力から測定子の測定点における撓み
量を求め、これを測長手段で検出されたスライダの移動
量から補正する。従って、測定力によって生じてる測定
子の撓みによる誤差を補正し、より高精度な測定を可能
にできる。
前記本体は、前記スライダの測定子とともに被測定物を
挟持する測定子を有し、前記誤差補正手段は、測定力検
出手段で検出された測定力に基づいて前記各測定子およ
び本体の測定点における撓み量を求め、この撓み量を前
記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正する
ことを特徴とする。このような構成では、各測定子(本
体およびスライダの測定子)の測定点における撓み量お
よび本体の撓み量が求められ、これらの撓み量が測長手
段で検出されたスライダの移動量から補正されるから、
測定力によって生じる全ての誤差を補正でき、より高精
度な測定を実現できる。
前記測定力検出手段は、前記測定子に設けられたストレ
ンゲージと、このストレンゲージの抵抗値の変化から測
定子に加わる測定力を検出する測定力検出回路とを含み
構成されていることを特徴とする。このような構成で
は、測定力検出手段が、測定子に設けられたストレンゲ
ージおよび測定力検出回路を含み構成されているから、
簡易かつ安価な構成で測定子に加わる測定力を正確に検
出できる。
有する本体と、この本体に摺動自在に設けられかつ前記
測定子とともに被測定物を挟持する測定子を有するスラ
イダと、このスライダの移動量を検出する測長手段とを
備えた当接型測定器において、前記スライダは、前記本
体に摺動自在に設けられた第1の可動部材と、この第1
の可動部材にその第1の可動部材の摺動方向と同方向へ
摺動自在に設けられかつ前記測定子を有する第2の可動
部材と、前記第1の可動部材と第2の可動部材とを連結
しかつ第1、第2の可動部材の摺動方向に弾性変形可能
な弾性部材とを含み構成されているとともに、前記測長
手段は前記本体に対する前記第2の可動部材の移動量を
検出するように構成され、前記第1の可動部材に対する
第2の可動部材の変位量を検出する変位検出手段を含
み、その変位検出手段で検出された変位量から前記測定
子に加わる測定力を求める測定力検出手段と、この測定
力検出手段で検出された測定力に基づいて前記測定子お
よび本体の測定点における撓み量を求め、この撓み量を
前記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正す
る誤差補正手段とを備えることを特徴とする。
1の可動部材を本体に沿って移動させ、両測定子が被測
定物を挟持したのち、さらに同方向に移動させると、測
定子には測定力が加わる。このとき、第2の可動部材は
それ以上移動することができないから、第2の可動部材
が測定力に応じて第1の可動部材に対して相対移動され
る。すると、測定力検出手段では、第2の可動部材の移
動量を変位検出手段によって検出するとともに、その変
位量から測定子に加わる測定力を求めたのち、その測定
力を誤差補正手段に与える。誤差補正手段では、検出さ
れた測定力から測定子および本体の測定点における撓み
量を求め、これを測長手段で検出されたスライダの移動
量から補正する。従って、この構成よっても、測定力に
よって生じてる測定子の撓みによる誤差を補正し、より
高精度な測定を可能にできる。
実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。なお、以
下の説明にあたって、同一構成要件については、同一符
号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
す。同ノギス101は、本体としての本尺1と、この本
尺1に摺動自在に設けられたスライダ2とを備えてい
る。これら本尺1およびスライダ2の一端側には、被測
定物の測定部位に当接される測定子としての外側測定ジ
ョー3,4がそれぞれ直角(本尺1の長手方向に対して
直角)に設けられている。つまり、各外側測定ジョー
3,4が後述する測長センサ11の測長軸線SL上から
外れた位置に設けられている。
動量を検出する測長手段としての測長センサ11が設け
られている。なお、測長センサ11としては、たとえ
ば、本尺1の長手方向に沿って一定ピッチ間隔で設けら
れた複数の電極(スケール)と静電容量結合する複数の
電極を有し、スライダ2の移動に伴って変化する静電容
量からスライダ2の移動量を検出する静電容量式測長セ
ンサ、あるいは、他の公知のセンサを利用できる。測長
センサ11からの出力は、計数回路12においてスライ
ダ2の移動量に対応する数のパルス数として計数された
のち、誤差補正手段としての誤差補正回路13に与えら
れる。
する内面および外面にはストレンゲージ21,22,2
3,24がそれぞれ貼り付けられているとともに、これ
らのストレンゲージ21,22,23,24を含んで構
成したブリッジ回路(図示省略)を有し、かつ、その出
力(ゲージ21〜24の抵抗値の変化に基づく出力)か
ら外側測定ジョー3,4に加わる測定力を検出し、前記
誤差補正回路13に与える測定力検出回路25が設けら
れている。ここに、ストレンゲージ21,22,23,
24および測定力検出回路25により、測定力検出手段
26が構成されている。
回路25で検出された測定力に基づいて前記各外側測定
ジョー3,4および本尺1の測定点(被測定物が当接さ
れると予想される点)における撓み量を算出し、その撓
み量を前記測長センサ11で検出されたスライダ2の移
動量から補正したのち、表示器14に表示する。つま
り、撓み量δを、たとえば、 δ=(Pa2 /EI)・(S+2a/3) …………(1) ただし、P:測定力 a:ジョー3,4の長さ(根元から測定点までの長さ) E:ヤング率 I:断面二次モーメント S:被測定物の長さ から求める。次に、この撓み量δを測長センサ11で検
出されたスライダ2の移動量xから補正したのち、表示
器14に表示する。
ジョー3,4に加わる測定力を検出する測定力検出手段
26と、この測定力検出手段26で検出された測定力に
基づく外側測定ジョー3,4および本尺1の測定点にお
ける撓み量δを求め、この撓み量δを測長センサ11で
検出されたスライダ2の移動量から補正する誤差補正回
路13とを備えているので、測定力によって生じる外側
測定ジョー3,4および本尺1の撓み量δによる誤差を
補正し、より高精度な測定を可能にできる。
ョー3,4に設けられたストレンゲージ21,22,2
3,24と、このストレンゲージ21,22,23,2
4の抵抗値の変化から外側測定ジョー3,4に加わる測
定力を検出する測定力検出回路25とを含み構成したの
で、簡易かつ安価な構成で外側測定ジョー3,4に加わ
る測定力を正確に検出できる。また、機械的剛性を高め
て撓み量を小さくする必要がないため、測定器を軽量
化、小型化できる。よって、使い勝手のよい測定器を実
現できる。
び図3に示す。本実施形態のノギスでは、次の点が第1
実施形態のノギスと異なる。図2および図3に示すよう
に、まず、スライダ2は、前記本尺1に摺動自在に設け
られた第1の可動部材2Aと、この第1の可動部材2A
にその第1の可動部材2Aの摺動方向と同方向へ摺動自
在に設けられかつ前記外側測定ジョー4を有する第2の
可動部材2Bと、前記第1の可動部材2Aと第2の可動
部材2Bとを連結しかつ第1、第2の可動部材2A,2
Bの摺動方向に弾性変形可能な弾性部材2Cとを含み構
成されている。弾性部材2Cは、各可動部材2A,2B
との連結部近傍に薄肉部を形成した一対の平行ばねによ
って構成されている。この場合、前記測長センサ11は
前記第2の可動部材2Bに設けられている。つまり、第
2の可動部材2Bの移動量を検出するようになってい
る。
可動部材2Bの変位量を検出する変位検出手段としての
変位センサ31が第2の可動部材2Bに設けられてい
る。なお、変位センサ31としては、たとえば、第1の
可動部材2Aにその移動方向に沿って一定ピッチ間隔で
設けられた複数の電極(スケール)と静電容量結合する
複数の電極を有し、第2の可動部材2Bの移動に伴って
変化する静電容量から第2の可動部材2Bの移動量を検
出する静電容量式変位センサ、あるいは、他の公知のセ
ンサを利用できる。変位センサ31からの出力Lx は、
計数回路32において第2の可動部材2Bの変位量に対
応する数のパルス数として計数されたのち、測定力検出
回路33に与えられる。
からの変位量Lx からジョー3,4に加わる測定力を求
め、その測定力を前記誤差補正回路13に与える。たと
えば、変位量Lx と測定力とは比例する関係にあるか
ら、その関係式から変位量Lxに対応する測定力を演算
で求めてもよく、あるいは、各変位量Lx に対応して測
定力を記憶しておき、この中から変位量に対応する測定
力を読み出すようにしてもよい。ここに、変位センサ3
1、計数回路32および測定力検出回路33により、測
定力検出手段34が構成されている。
る。まず、一対の外側測定ジョー3,4の間に被測定物
を位置させたのち、第1の可動部材2Aを本尺1に沿っ
て移動させ、一対のジョー3,4で被測定物を挟む。さ
らに、第1の可動部材2Aを本尺1に沿って移動させる
と、第2の可動部材2Bはそれ以上同方向へ移動するこ
とができないから、第1の可動部材2Aに対して第2の
可動部材2Bが相対変位する。すると、測定力検出手段
34において、その変位量Lx から測定力が求められ、
続いて、誤差補正回路13において、その測定力から各
ジョー3,4および本尺1の測定点における撓み量が求
められ、これが測長センサ11で検出されたスライダ2
の移動量から補正される。
2を、第1の可動部材2Aと、この第1の可動部材2A
に摺動自在に設けられかつジョー4を有する第2の可動
部材2Bと、第1の可動部材2Aと第2の可動部材2B
とを連結する弾性部材2Cとを含み構成し、本尺1に対
する第2の可動部材2Bの移動量を測長センサ11で検
出するとともに、第1の可動部材2Aに対する第2の可
動部材2Bの変位量を変位センサ31で検出し、この変
位センサ31で検出された変位量Lx から測定力を求
め、続いて、誤差補正回路13において、その測定力か
ら各ジョー3,4および本尺1の測定点における撓み量
を求め、これらを測長センサ11で検出されたスライダ
2の移動量から補正するようにしたから、測定力によっ
て生じる各ジョー3,4および本尺1の撓みによる誤差
もなくすことができる。
げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限られ
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更
が可能である。たとえば、第1実施形態では、ストレン
ゲージ21,22,23,24および測定力検出回路2
5から測定力検出手段26を構成したが、各ジョー3,
4に加わる測定力を検出できるものであれば、他のもの
でもよい。また、ストレンゲージ21,22,23,2
4のうちの一部を省略し、最低1個のストレンゲージと
してもよい。
1としては、上記実施形態で例示した静電容量式測長セ
ンサに限らず、光電式や電磁式の測長センサを用いるこ
とができる。また、上記実施形態では、ノギス101を
例に挙げて説明したが、本発明は、これに限らず、本体
に対してスライダが摺動自在に設けられた当接型測定器
一般に適用できるる。たとえば、支柱(本体)に対し
て、測定子を有するスライダが昇降するハイトゲージな
どにも適用できる。
によって生じてる測定子および本体の撓みによる誤差を
補正し、より高精度な測定を可能にできる。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 本体と、この本体に摺動自在に設けられ
かつ被測定物に当接される測定子を有するスライダと、
このスライダの移動量を検出する測長手段とを備えた当
接型測定器において、 前記測定子に加わる測定力を検出する測定力検出手段
と、 この測定力検出手段で検出された測定力に基づいて前記
測定子の測定点における撓み量を求め、この撓み量を前
記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正する
誤差補正手段とを備えることを特徴とする当接型測定
器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の当接型測定器におい
て、前記本体は前記スライダの測定子とともに被測定物
を挟持する測定子を有し、前記誤差補正手段は、測定力
検出手段で検出された測定力に基づいて前記各測定子お
よび本体の測定点における撓み量を求め、この撓み量を
前記測長手段で検出されたスライダの移動量から補正す
ることを特徴とする当接型測定器。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の当接型
測定器において、前記測定力検出手段は、前記測定子に
設けられたストレンゲージと、このストレンゲージの抵
抗値の変化から測定子に加わる測定力を検出する測定力
検出回路とを含み構成されていることを特徴とする当接
型測定器。 - 【請求項4】 測定子を有する本体と、この本体に摺動
自在に設けられかつ前記測定子とともに被測定物を挟持
する測定子を有するスライダと、このスライダの移動量
を検出する測長手段とを備えた当接型測定器において、 前記スライダは、前記本体に摺動自在に設けられた第1
の可動部材と、この第1の可動部材にその第1の可動部
材の摺動方向と同方向へ摺動自在に設けられかつ前記測
定子を有する第2の可動部材と、前記第1の可動部材と
第2の可動部材とを連結しかつ第1、第2の可動部材の
摺動方向に弾性変形可能な弾性部材とを含み構成されて
いるとともに、前記測長手段は前記本体に対する前記第
2の可動部材の移動量を検出するように構成され、 前記第1の可動部材に対する第2の可動部材の変位量を
検出する変位検出手段を含み、その変位検出手段で検出
された変位量から前記測定子に加わる測定力を求める測
定力検出手段と、 この測定力検出手段で検出された測定力に基づいて前記
測定子および本体の測定点における撓み量を求め、この
撓み量を前記測長手段で検出されたスライダの移動量か
ら補正する誤差補正手段とを備えることを特徴とする当
接型測定器。
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