(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測定台に第１の検出器と第２の検出器とをそれぞれ設け、前記複数の測定台にセットした各々の被測定物の寸法を測定する電気マイクロメータにおいて、
前記複数の測定台毎に設けられた前記第１の検出器および前記第２の検出器にそれぞれ選択的に接続され、前記第１の検出器および前記第２の検出器の出力電圧をそれぞれ増幅する第１のアンプおよび第２のアンプと、
該第１のアンプおよび第２のアンプの出力電圧を第１の検出データおよび第２の検出データにそれぞれ変換する変換手段と、
測定寸法の変化に伴い前記第１の検出データが変化するときの変化率と、測定寸法の変化に伴い前記第２の検出データが変化するときの変化率との比である前記複数の測定台毎に固有の特性係数を記憶する記憶手段と、
測定に際して、被測定物がセットされた測定台に対応した前記特性係数を前記記憶手段から読み出すとともに、読み出した特性係数と前記第１の検出データとに基づき、変化率が前記第２の検出データの変化率と一致する第３の検出データを算出し、該第３の検出データ及び前記第２の検出データに基づき前記被測定物の寸法を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする電気マイクロメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の測定台に一対の検出器を設け、各々の測定台にセットした被測定物の寸法を測定する電気マイクロメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気マイクロメータには図８に示したものがある。すなわち、この電気マイクロメータは外径寸法用であって、複数の測定台ａ・・・と各測定台ａ・・・毎に設けられた複数のアナログ部ｂ・・・と、複数のアナログ部ｂの出力が入力されるデジタル部ｃと、デジタル部ｃの処理データである測定寸法を表示する表示部ｄとから構成されている。図９に示すように、前記複数の測定台ａ・・・には第１の検出器１ａと第２の検出器１ｂがそれぞれ設けられている。この一対の検出器１ａ，１ｂは、被測定物であるワークＷの直径に沿って測定台ａに設けられた差動変圧器型の検出器であり、ワークＷに当接するスピンドルの変位に比例してその出力電圧が変化するものである。また前記複数のアナログ部ｂ・・・は、主として第１の検出器１ａと第２の検出器１ｂの出力電圧を増幅する第１のアンプ２ａと第２のアンプ２ｂとによって構成されている。また前記デジタル部ｃは、各測定台ａ・・・毎に設けられた第１及び第２のアンプ２ａ，２ｂの出力電圧を２種類の検出データに変換する１台のＡ／Ｄコンバータ３と、その２種類の検出データを演算処理（具体的には加算処理）するマイクロコンピュータ４とによって構成されている。表示部ｃは、マイクロコンピュータ４の演算結果すなわちワークＷの測定寸法を表示するＣＲＴ５と、測定結果が決められた誤差範囲内であるか否かの判定結果（「ＯＫ」又は「ＮＯ」）を表示する表示器６とによって構成されている。
【０００３】
一方、複数の測定台ａ・・・にそれぞれ設けられた第１及び第２のアンプ２ａ，２ｂには、それぞれゼロ調整トリマ７とゲイン調整トリマ８とが設けられており、また、第１及び第２のアンプ２ａ，２ｂ間にはバランス調整トリマ９がそれぞれ設けられている。ゼロ調整トリマ７、ゲイン調整トリマ８、バランス調整トリマ９は測定作業を開始する以前に調整操作されるものである。すなわち、ゼロ調整トリマ７は、各測定台ａ・・・にゼロマスターをセットした状態で、第１及び第２の検出器１ａ，１ｂのゼロ位置（数値が“０”となる差動トランスの中心点）を電気的に調整するものであり、ゲイン調整トリマ８は、各測定台ａ・・・に感度マスターをセットした状態で第１及び第２のアンプ２ａ，２ｂの増幅率を調整するものである。バランス調整トリマ９は第１及び第２の検出器１ａ，１ｂのゲインのバランスを調整するものである。なお、実際の調整作業は、複数の測定台ａ・・・について、各ゼロ調整トリマ７、各ゲイン調整トリマ８，８、バランス調整トリマ９の順に行われる。
【０００４】
そして、測定時には、複数の測定台ａ・・・にワークＷをセットするとともに、複数対のアンプ２ａ，２ｂをＡ／Ｄ変換器３に順次切り換えて接続することにより、各測定台ａ・・・にセットした複数種類のワークＷに対する寸法測定が行えるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電気マイクロメータにおいては、複数の測定台ａ・・・毎に第１のアンプ２ａと第２のアンプ２ｂが設けられた構成であるため装置が高価であった。また、測定作業を行う以前には、前述したように複数の測定台について第１及び第２のアンプ２ａ，２ｂについて調整を行うが、調整精度が測定台毎に微妙に異なるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、複数の測定台を有していても低コストで、しかも複数の測定台毎に一定の調整精度を確保することができる電気マイクロメータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明にあっては、複数の測定台に第１の検出器と第２の検出器とをそれぞれ設け、前記複数の測定台にセットした各々の被測定物の寸法を測定する電気マイクロメータにおいて、前記複数の測定台毎に設けられた前記第１の検出器および前記第２の検出器にそれぞれ選択的に接続され、前記第１の検出器および前記第２の検出器の出力電圧をそれぞれ増幅する第１のアンプおよび第２のアンプと、該第１のアンプおよび第２のアンプの出力電圧を第１の検出データおよび第２の検出データにそれぞれ変換する変換手段と、測定寸法の変化に伴い前記第１の検出データが変化するときの変化率と、測定寸法の変化に伴い前記第２の検出データが変化するときの変化率との比である前記複数の測定台毎に固有の特性係数を記憶する記憶手段と、測定に際して、被測定物がセットされた測定台に対応した前記特性係数を前記記憶手段から読み出すとともに、読み出した特性係数と前記第１の検出データとに基づき、変化率が前記第２の検出データの変化率と一致する第３の検出データを算出し、該第３の検出データ及び前記第２の検出データに基づき前記被測定物の寸法を演算する演算手段とを備えたものとした。
【０００８】
前記構成において、被測定物の寸法測定を行うときには、演算手段が、被測定物がセットされた測定台の特性係数を記憶手段から読み出すとともに、読み出した特性係数と前記第１の検出データとに基づき、変化率が前記第２の検出データの変化率と一致する第３の検出データを算出し、該第３の検出データ及び第２の検出データに基づき被測定物の寸法を演算する。これにより、複数の測定台に第１の検出器および第２の検出器がそれぞれ設けられた構成であっても、従来のように複数対のアンプを用いずとも、第１のアンプ及び第２のアンプだけで複数の測定台について寸法測定を行うことができる。また、複数対の検出器の出力電圧を一対のアンプにて増幅する構成であるため、各測定台の調整精度が同一となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。図１は従来例で既説したものと同様に、外径寸法の測定に用いられる電気マイクロメータを示すブロック図であり、本実施の形態の電気マイクロメータは図８に示したものとほぼ同様の構成を有している。以下、図８に示したものと相違する部分についてのみ説明する。すなわち、この電気マイクロメータにあっては、第１のアンプ２ａと第２のアンプ２ｂが、複数の測定台にそれぞれ設けられた第１の検出器１ａと第２の検出器１ｂに切換器１１を介して選択的に接続されるようになっている。一方、従来第１のアンプ２ａと第２のアンプ２ｂとの間に設けられていたバランス調整トリマ９が廃止されており、マイクロコンピュータ４には、その作動に要するパラメータを入力するためのキーボード１２が接続されている。
【００１０】
一方、本実施の形態におけるマイクロコンピュータ４は本発明の変換手段、演算手段を実現するものあるとともに、マイクロコンピュータ４が有するメモリによって本発明の記憶手段が実現されている。また、Ａ／Ｄ変換器３によって本発明の変換手段が実現されている。なお、その他の構成については、図８に示したものと同様であるため説明を省略する。
【００１１】
そして、本実施の形態の電気マイクロメータにおいては、複数の測定台毎に図２のフローチャートに示した手順による初期設定を行うことにより寸法測定が可能となる。すなわち、初期設定に際しては、電気マイクロメータのモードを初期設定モードとした後、先ずキーボード１２から任意の値を入力する（ステップＳＡ１）。なおこのとき、ＣＲＴ５には、入力した任意の値Ｐ、第１の検出器１ａによって検出される第１の検出データＡに入力した任意の値Ｐを乗じるとともに、第２の検出器１ｂによって検出される第２の検出データＢを加算した値（Ａ×Ｐ＋Ｂ）が表示されている。
【００１２】
次に、測定台に予めセットしておいたワーク又はその他の被測定物を、第１の検出器１ａ及び第２の検出器１ｂが有するスピンドル（図示せず）が変位する方向に向かって移動させる（ステップＳＡ２）。そして、ＣＲＴ５に表示された値（Ａ×Ｐ＋Ｂ）が“０”となるまでＳＡ１及びＳＡ２を繰り返し（ＳＡ３でＮＯ）、ＣＲＴ５に表示された値（Ａ×Ｐ＋Ｂ）が“０”となった時点で（ＳＡ３でＹＥＳ）、その値Ｐを、測定寸法の変化に伴い前記第１の検出データＡが変化するときの変化率と、測定寸法の変化に伴い前記第２の検出データＢが変化するときの変化率との比である特性係数としてマイクロコンピュータ４のメモリに記憶させる（ステップＳＡ４）。
【００１３】
しかる後、予め知られているゼロマスタの寸法及び感度マスタの寸法をそれぞれ入力する（ステップＳＡ５）。そして、測定台にゼロマスタをセットしその寸法を測定させることにより、オフセット値Ｚを算出させ、その値を前記メモリに記憶させる（ステップＳＡ６）。引き続き測定台に感度マスタをセットしその寸法を測定させることにより、感度補正係数Ｇを算出させ、その値を前記メモリに記憶させる（ステップＳＡ７）。これにより初期設定を終了する。
【００１４】
次に、本実施の形態の電気マイクロメータにおける寸法測定時の動作を図３に示したフローチャートにしたがって説明する。すなわち、電気マイクロメータは測定モードに設定されることにより動作し、先ず、測定しようとするワークＷがセットされている測定台における第１の検出器１ａ及び第２の検出器１ｂにより検出された第１の検出データＡ及び第２の検出データＢを取得する（ステップＳＢ１）。なお、ここで取得される第１の検出データＡ及び第２の検出データＢは、図４に示すように、第１の検出器１ａ及び第２の検出器１ｂのスピンドル（図示せず）の変位（測定寸法の変化）に対する変化率が互いに異なる関係にある。次に、測定しようとするワークＷがセットされている測定台に対応した特性係数Ｐをメモリから読み出し（ステップＳＢ２）、読み出した特性係数Ｐと第１の検出データＡとに基づき、変化率が図５に示すように第２の検出データＢと一致する第３の検出データＣを算出する（ステップＳＢ３）。
【００１５】
引き続き、測定しようとするワークＷがセットされている測定台に対応したオフセット値Ｚをメモリから読み出し（ステップＳＢ４）、読み出したオフセット値Ｚを第２の検出データＢと第３の検出データＣとを加算した測定データから減じて、図６に示すようにゼロ補正を行う（ステップＳＢ５）。さらに、測定しようとするワークＷがセットされている測定台に対応する感度補正係数Ｇをメモリから読み出し（ステップＳＢ６）、ゼロ補正後の測定データ（Ｃ＋Ｂ−Ｚ）に読み出した感度補正係数Ｇを乗じて、図７に示すように倍率補正を行う（ステップＳ７）。しかる後、その結果を測定値としてＣＲＴに表示し（ＳＢ８）、測定を終了する。また、他の測定台について測定を行う場合には、切換器１１によって第１及び第２のアンプ２ａ，２ｂが他の測定台に設けられた第１及び第２の検出器１ａ，１ｂにそれぞれ接続された後、前述した処理を行う。
【００１６】
以上のように、本実施の形態においては、従来のように複数対のアンプを用いずとも、第１のアンプ２ａ及び第２のアンプ２ｂだけで複数の測定台について寸法測定を行うことができる。よって、複数の測定台を有する電気マイクロメータの低コスト化を図ることができる。また、同様の理由により、各測定台の調整精度を常に同一とすることができる。しかも、従来行われていた、対をなすアンプの出力電圧のバランス調整が不要となるため、寸法測定を行う以前の調整作業が楽になる。
【００１７】
なお、本実施の形態においては、初期設定に際して、前述したフローチャートのＳＡ１〜ＳＡ２（図２）の作業を繰り返し行わせることによって、測定台に固有の特性係数Ｐを取得する場合について説明したが、特性係数Ｐは、以下に述べる手順にってよって取得するようにしても構わない。
【００１８】
すなわち、ゼロマスタ測定時の第１及び第２の検出器１ａ，１ｂの生データをそれぞれＺA，ＺB、
感度マスタを測定台にセットし、感度マスタを第１の検出器１ａ側へ移動した時の第１及び第２の検出器１ａ，１ｂの生データをそれぞれＧA１，ＧB１、
感度マスタを測定台にセットし、感度マスタを第２の検出器１ｂ側へ移動した時の第１及び第２の検出器１ａ，１ｂの生データをそれぞれＧA２，ＧB２、
ゼロマスタと感度マスタとの寸法差をＤ、
第１及び第２の検出器１ａ，１ｂの感度定数をそれぞれＫA，ＫBとすると、
Ｄ＝ＫA（ＧA１−ＺA）＋ＫB（ＧB１−ＺB）       ・・・（１）
Ｄ＝ＫA（ＧA２−ＺA）＋ＫB（ＧB２−ＺB）       ・・・（２）
ここで、第１及び第２の検出器１ａ，１ｂの感度定数の比をＰとすれば、
ＫB＝Ｐ・ＫAであり、
従って（１），（２）式は、それぞれ
Ｄ＝ＫA｛（ＧA１−ＺA）＋Ｐ・（ＧB１−ＺB）｝  ・・・（３）
Ｄ＝ＫA｛（ＧA２−ＺA）＋Ｐ・（ＧB２−ＺB）｝  ・・・（４）
（３），（４）式より
【数１】
0003609875.tif 000002
よって、係る演算をマイクロコンピュータ４により行わせれば特性係数Ｐが得られる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電気マイクロメータにあっては、従来のように複数対のアンプを用いずとも、第１のアンプ及び第２のアンプだけで複数の測定台について寸法測定を行うことができる。よって、複数の測定台を有する電気マイクロメータの低コスト化を図ることができる。また、同様の理由により、各測定台の調整精度を常に同一とすることができる。しかも、従来行われていた、対をなすアンプの出力電圧のバランス調整が不要となるため、寸法測定を行う以前の調整作業が楽になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態における測定前の初期設定の手順を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態の測定処理を示すフローチャートである。
【図４】同実施の形態における検出データと変位（測定寸法）との関係を示す特性図である。
【図５】同実施の形態におけるバランス調整後の検出データと変位（測定寸法）との関係を示す特性図である。
【図６】同実施の形態におけるゼロ補正後の測定データと変位（測定寸法）との関係を示す特性図である。
【図７】同実施の形態における感度補正後の測定データと変位（測定寸法）との関係を示す特性図である。
【図８】従来の電気マイクロメータを示す概略ブロック図である。
【図９】従来の電気マイクロメータを示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ  第１の検出器
１ｂ  第２の検出器
２ａ  第１のアンプ
２ｂ  第２のアンプ
３    Ａ／Ｄ変換器
４    マイクロコンピュータ
Ａ    第１の検出データ
Ｂ    第２の検出データ
Ｃ    第３の検出データ
【図１】
0003609875.tif 000003
【図２】
0003609875.tif 000004
【図３】
0003609875.tif 000005
【図４】
0003609875.tif 000006
【図５】
0003609875.tif 000007
【図６】
0003609875.tif 000008
【図７】
0003609875.tif 000009
【図８】
0003609875.tif 000010
【図９】
0003609875.tif 000011