(57)【要約】本発明は、ノギス型測定器４、ノギス型測定器４が外側から取り付けられた中空形材２、中空形材２の内側に変位可能に取り付けられたスライド６、ノギス型測定器４とスライド６を連結させる磁石部５，７、中空形材２に沿ったスライド６の位置を測定する測定手段、スライド６の測定された位置に従って測定手段が求めた長さを表示する表示器を有する長さ測定装置において、中空形材２の一端に端壁４０が設けられ、スライド６が中空形材２の断面を覆って中空形材２内部の端壁４０とスライド６との間に共振部３０を形成し、測定手段が共振部３０内部に設けられたスピーカ２２及びマイク２０とそれらに接続されたユニット９とを有し、ユニット９がスピーカ２２にパルスを出力させ、マイクで共振部３０のパルス応答を記録し、パルス応答から共振部３０の基本周波数を求めることで共振部３０の長さを求める構成であることを特徴とする長さ測定装置に関する。
2015535594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノギス型測定器（４）と、
前記ノギス型測定器（４）が長さを測定する対象物に接触できるように、前記ノギス型測定器（４）が変位可能に外側から取り付けられた中空形材（２）であるリニアガイドと、
前記中空形材（２）の内側に変位可能に取り付けられた内側スライド（６）と、
前記内側スライド（６）が前記中空形材（２）に沿った前記ノギス型測定器（４）の移動に追従するように、前記ノギス型測定器（４）と前記内側スライド（６）とを磁気的に連結させる磁石部（５，７）と、
前記中空形材（２）に沿った前記内側スライド（６）の位置を測定する測定手段と、
前記中空形材の周囲の空間において視認可能な表示器であって、前記内側スライド（６）の測定された位置に従って前記測定手段が求めた前記長さを表示する表示器と
を備える長さ測定装置において、
前記中空形材（２）の少なくとも一端に端壁（４０）が設けられ、
前記内側スライド（６）が、前記中空形材（２）の断面を実質的に覆って、前記中空形材（２）の内部の前記端壁（４０）と前記内側スライド（６）との間に音響共振部（３０）を形成し、
前記測定手段が、前記音響共振部（３０）の内部に設けられたスピーカ（２２）及びマイク（２０）と、それらに接続された制御・判定ユニット（９）とを有し、
前記制御・判定ユニット（９）が、前記スピーカ（２２）に音響パルスを出力させ、前記マイクで前記音響共振部（３０）のパルス応答を記録し、該パルス応答から前記音響共振部（３０）の基本周波数（ｆ0）を求め、該基本周波数から前記共振部（３０）の長さ、すなわち前記内側スライド（６）の前記中空形材（２）に沿った位置を求めるように構成されている
ことを特徴とする長さ測定装置。
【請求項２】
前記制御・判定ユニット（９）が、前記音響共振部（３０）の測定されたパルス応答を、フーリエ変換を用いて周波数スペクトルに変換し、該周波数スペクトルにおける前記基本周波数を求めるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の長さ測定装置。
【請求項３】
前記制御・判定ユニット（９）が、前記フーリエ変換として、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の長さ測定装置。
【請求項４】
前記制御・判定ユニット（９）が、前記音響共振部（３０）の周波数スペクトルにおける複数の極大値に対して、連続する二つの極大値間の距離を前記基本周波数の予測値として求め、該予測値を用いて前記各極大値における高調波の次数を設定し、該次数から基本周波数を前記各極大値に対して求め、これらの基本周波数を組み合わせて平均を求めることを特徴とする請求項２又は３に記載の長さ測定装置。
【請求項５】
前記制御・判定ユニット（９）が、前記マイク（２０）を介して生成される前記音響パルスの帯域幅を、それに含まれる最短波長が前記中空形材（２）の直径の２倍よりも大きくなるように選択するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
【請求項６】
前記中空形材（２）の他端に第二端壁（４２）がさらに設けられて、前記中空形材の内部の前記第二端壁（４２）と前記内側スライド（６）との間に第二音響共振部（３２）が形成され、
前記測定手段が、前記第二音響共振部（３２）の内部に第二スピーカ（２６）及び第二マイク（２４）を有し、
前記制御・判定ユニット（９）が、前記第二スピーカ（２６）に音響パルスを出力させ、前記第二マイク（２４）で前記第二音響共振部（３２）のパルス応答を記録し、該パルス応答に基づいて前記第二音響共振部（３２）の基本周波数を求め、該基本周波数から前記第二共振部（３２）の長さを求めるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
【請求項７】
前記制御・判定ユニット（９）が、前記音響共振部（３０）及び前記第二音響共振部（３２）のそれぞれの求められた長さ、前記中空形材（２）の前記端壁（４０）から前記第二端壁（４２）までの既知の長さ、及び前記内側スライド（６）の既知の軸方向長さを用いて、前記長さを求める処理の較正を行うように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の長さ測定装置。
【請求項８】
前記磁石部（５，７）が、少なくとも一つの永久磁石を前記ノギス型測定器（４）に有し、一つの永久磁石を前記内側（６）に有し、
前記二つの永久磁石が、それぞれの反対極同士が対向するように互いに対して配向されるように配設されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
【請求項９】
前記内側スライド（６）及び前記ノギス型測定器（４）のそれぞれに、四つの永久磁石が配設され、
前記ノギス型測定器（４）及び前記内側スライド（６）のそれぞれの四つの永久磁石が対をなし、それぞれの反対極同士が対向するように互いに対して配向されている
ことを特徴とする請求項８に記載の長さ測定装置。
【請求項１０】
前記磁石部（５，７）が、一つの永久磁石を前記ノギス型測定器及び前記内側スライドのいずれか一方に有し、
前記ノギス型測定器及び前記内側スライドの他方が、強磁性材料又は常磁性材料を含む
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
【請求項１１】
前記測定手段が、前記中空形材の内部に設けられた温度センサにさらに接続され、
前記制御・判定ユニット（９）が、前記基本周波数に基づく前記音響共振部（３０）の長さを求める処理に、温度補正された音速を組み込むように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の長さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノギス型測定器と、ノギス型測定器が長さを測定する対象物に接触できるように、ノギス型測定器が変位可能に外側から取り付けられた中空形材であるリニアガイドと、中空形材の内側に変位可能に取り付けられた内側スライドと、内側スライドがノギス型測定器の中空形材に沿った移動に追従するように、ノギス型測定器と内側スライドとを磁気的に連結させる磁石部と、中空形材に沿った内側スライドの位置を測定する測定手段と、中空形材の周囲の空間において視認可能な表示器であって、内側スライドの測定された位置に従って測定手段が求めた長さを表示する表示器とを備える長さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、具体的には、人の身長を測定するための長さ測定装置に関する。このような長さ測定装置は身長計とも呼ばれている。一般的に、このような長さ測定装置は、ノギス型測定器（ヘッドスライダ）用の垂直リニアガイドとして形成される測定ロッドを有する。この測定ロッドは、垂直に設置された状態で壁に取り付けられるか、又は台に固定される。身長を測定するには、被測定者を測定ロッドの前に立たせ、その後、ヘッドスライダを被測定者の頭部に接触するまで測定ロッドに沿って押し下げる。測定ロッド上には、目盛線を有する測定スケールが設けられている。一方、ノギス型測定器には読取ユニットが設けられており、ノギス型測定器が測定ロッドに沿って変位すると、読取ユニットがその分の目盛りを記録して、ノギス型測定器の位置の漸次的な変化をとらえる。各目盛線において、目盛線の高さの絶対値を変換することも可能である。これにより、読取ユニットを用いてヘッドスライダの高さを求め、それをノギス型測定器上の表示器に表示することができる。
【０００３】
別のタイプの身長測定用長さ測定装置として、屈曲片を有するものがある。この屈曲片は、身長測定を行う人によって保持される。屈曲片は、一方の突出部が被測定者の頭部に接触した状態で保持される。この頭部に接触している突出部から第二突出部が直角に突出しており、屈曲片は、この第二突出部が床に向かって垂直に突出するように保持される。第二突出部には、超音波トランスデューサを有する距離測定手段が設けられている。この超音波トランスデューサは、床で反射して超音波トランスデューサに戻る送信超音波信号の伝播時間から、被測定者の頭部に接触している第一突出部の床からの高さ、すなわち身長を求めて表示する。このタイプの長さ測定装置は、測定を行う人が屈曲片を正しい向きで保持しないと、第二突出部が床に対して正確に垂直にならず、誤測定が生じるという欠点がある。また、変化する周囲条件（例えば、空気中の埃や他の汚染物質）や床に置かれた物品によって、誤測定が生じるという欠点もある。
【０００４】
さらに別のタイプの長さ測定装置として、被測定者が立つ台と、被測定者の上方に垂直に固定懸架された水平支持部とを有するものがある。この支持部には、超音波伝播時間に基づいて距離を測定する距離測定手段が嵌合されている。この距離測定手段は、台に立つ被測定者の頭部に向けられている。被測定者はキャップをかぶって、頭頂部で超音波が確実に良好に反射されるようする。被測定者の頭頂部から、被測定者の垂直方向上方に固定設置された距離測定手段までの距離に基づいて、距離測定手段の懸架された高さと、頭頂部までの測定された距離との差から、被測定者の身長を導出することができる。しかし、この長さ測定装置でさえ、周囲条件の変化や、超音波トランスデューサから被測定者の頭頂部までの距離を非密閉空間で測定することによる干渉・影響によって、誤測定の可能性があるという問題がある。
【０００５】
ＷＯ９８／１７９７４Ａ１には、請求項１におけるプリアンブルの特徴を備える長さ測定装置が開示されている。この長さ測定装置は、身長測定用の長さ測定装置としては構成されておらず、ノギス型測定器の位置を監視するように構成されている。この長さ測定装置は、中空ハウジングであるリニアガイドを有しており、このハウジングにノギス型測定器が変位可能に外側から取り付けられている。ハウジングの内部には、内側スライドが変位可能に取り付けられている。ノギス型測定器と内側スライドとは、磁石部によって磁気的に連結されており、内側スライドがノギス型測定器のガイドに沿った移動に追従する。内側スライドは、内側スライドの位置に比例した電圧信号を生成するために、リニアポテンショメータにワイピング（ｗｉｐｉｎｇ）接触している。ポテンショメータの信号から、リニアガイドに沿った内側スライドの位置、すなわち内側スライドに連結されたノギス型測定器の位置が導出される。ハウジングの内部における内側スライドの位置を測定することによって、特定の干渉要因、例えば煙や埃などはハウジングの内部まで侵入することがないため、そのような干渉要因が測定精度に及ぼす影響が確実に軽減される。ポテンショメータはワイピング接点を有しており、このワイピング接点は摩擦により時間とともに摩耗する。これに対応するためには、高品質な材料を使用する必要があるが、勿論それによって製造コストが増加する。しかし、このような条件でも、摩耗は測定精度の低下につながる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、周囲条件の変化に左右されない高い測定精度を実現しつつ、摩耗によって測定精度が低下しないように長さ測定装置を構成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の特徴を有する長さ測定装置が用いられる。後続の請求項には、本発明の有利な実施形態が記載されている。
【０００８】
本発明によれば、中空形材の少なくとも一端に端壁が設けられる。また、内側スライドが、中空形材の断面を実質的に覆って、中空形材の内部の端壁と内側スライドとの間に音響共振部として機能できる閉塞空洞を形成する。測定手段が、端壁と内側スライドとの間の音響共振部の内部に設けられたスピーカ及びマイクを有する。スピーカ及びマイクに接続された制御・判定ユニットが、スピーカに音響パルスを出力させ、その後マイクで音響共振部のパルス応答を記録するように構成されている。さらに、制御・判定ユニットは、音響共振部のパルス応答から基本周波数を求め、この基本周波数から共振部の長さ、すなわち内側スライドの中空形材に沿った位置を求めるように構成されている。ここで、基本周波数は、音響共振部よりも二倍長い波長を有する定常波に相当する最小固有周波数と理解される。
【０００９】
内側スライドは、入射した音波を効果的に反射させるために上述の断面を実質的に覆うが、例えば、移動時に空気を逃がすための小さな開口を有することも可能である。
【００１０】
有利な実施形態として、制御・判定ユニットは、音響共振部の記録されたパルス応答をフーリエ変換を用いて周波数スペクトルに変換し、この周波数スペクトルにおける基本周波数を判定するように構成されている。フーリエ変換として、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことが好ましい。
【００１１】
好適な実施形態として、制御・判定ユニットは、連続する二つの極大値間の距離を求めて、周波数スペクトルにおける基本周波数を求める。この距離は、周波数スペクトルの各極大値において発生する高調波の次数を設定するために用いることができる。この情報を用いることによって、各極大値から基本周波数を求めることができ、これらの平均を算出して基本周波数とすることができる。基本周波数を求めるために、連続する極大値間の複数の距離の平均を算出することも可能である。
【００１２】
制御・判定ユニットは、マイクを介して生成される音響パルスの帯域幅を、それに含まれる最短波長が中空形材の直径の２倍よりも大きくなるように選択するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
これにより、音が中空形材内を平面波として確実に伝播する。波長が上記よりも短い場合でも、音を中空形材の壁の間で反射させることが可能である。したがって、中空形材の長手方向における音速が平面波の音速よりも遅いよりモードをさらに励起することが可能である。これらのモードが、本測定方法に影響を及ぼし、誤測定につながるようなことはない。しかし、これらのさらなるモードはフーリエ変換時に必ず分離され、また、判定時に用いられることもないため、測定においてこれらのモードの音響エネルギーは役に立たず、無駄に生成されるだけである。この理由から、純粋な平面波を励起することが好ましい。
【００１４】
好適な実施形態として、中空形材の他端に第二端壁がさらに設けられて、中空形材の内部の第二端壁と内側スライドとの間に第二音響共振部が形成されている。この第二音響共振部の内部に第二スピーカ及び第二マイクが配設されている。制御・判定ユニットは、さらに、第二スピーカに音響パルスを出力させ、第二マイクで第二音響共振部のパルス応答を記録し、このパルス応答から第二音響共振部の基本周波数を求め、この基本周波数から第二共振部の長さ、すなわち内側スライドの中空形材に沿った位置を求めるように構成されている。このような長さ測定装置において、有利には、制御・判定ユニットが、音響共振部及び第二音響共振部のそれぞれの求められた長さ、中空形材の端壁と第二端壁との間の既知の長さ、及び内側スライドの既知の軸方向長さを用いて、上述の長さを求める処理の較正を行えるように構成することもできる。
【００１５】
好適な実施形態として、磁石部は、少なくとも一つの永久磁石をノギス型測定器に有し、一つの永久磁石を内側スライドに有し、二つの永久磁石は、それぞれの反対極同士が対向するように互いに対して配向されるように配設されている。内側スライド及びノギス型測定器のそれぞれに、四つの永久磁石が配設され、ノギス型測定器及び内側スライドのそれぞれの四つの永久磁石が対をなし、それぞれの反対極同士が対向するように互いに対して配向されていることが好ましい。或いは、磁石部が、永久磁石を一つだけノギス型測定器及び内側スライドのいずれか一方に有し、ノギス型測定器及び内側スライドの他方が、強磁性材料又は常磁性材料を含むことで、ノギス型測定器と内側スライドとが磁気的に連結される。
【００１６】
好ましくは、内側スライドの外形寸法は中空形材の内形寸法と一致しており、内側スライドは中空形材の内部に最小限の遊びを残しつつ摺動可能に支持されている。同様に、ノギス型測定器の内形寸法は中空形材の外形寸法と一致しており、ノギス型測定器は中空形材上に最小限の遊びを残しつつ摺動可能に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以下、図面を参照して、例としての実施形態を用いて本発明を説明する。図面は以下の通りである。
【図１】図１は、長さ測定装置の概略図を示す。
【図２】図２は、長さ測定装置のノギス型測定器周辺の部品を長手方向の断面で示す分解図である。
【図３】図３は、内側スライド及びノギス型測定器周辺における長さ測定装置の断面図であって、摺動部品自体は図示せず、それらに配設された永久磁石のみを図示した断面図を示す。
【図４】図４は、長さ測定装置の中空形材の長手方向に沿った概略断面図を示す。
【図５】図５は、時間の関数として、スピーカを励起して音響パルスを出力させる信号の振幅の時系列変化を示す。
【図６】図６は、中空形材内の音響共振部のパルス応答をマイクで記録した信号を示す。
【図７】図７は、図６の音響共振部のパルス応答を周波数スペクトルに変換したものを示す。
【図８】図８は、別の実施形態における長さ測定装置の中空形材の長手方向に沿った概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、例えば壁に固定可能な長さ測定装置の側面図を示す。この長さ測定装置は、リニアガイドとしての中空形材２を有する。中空形材２には、ヘッドプレート３を支持するノギス型測定器４が、変位可能に外側から取り付けられている。ノギス型測定器４は、ヘッドプレート３が上方から被測定者の頭部に載るまで下げられる。
【００１９】
一例としての本実施形態において円形の環状断面を有する中空形材２の内部には、内側スライド６が変位可能に取り付けられている（図２を参照）。内側スライド６は、円盤状の断面を有する、又は、図示したように閉塞下端壁が設けられており、内側スライド６が中空形材２の断面を覆う。内側スライド６の外形寸法は中空形材２の内形寸法と一致しており、内側スライド６は、中空形材２の内部に最小限の遊びを残しつつ摺動可能に支持される。同様に、ノギス型測定器４の内形寸法は中空形材２の外形寸法と一致しており、ノギス型測定器４は、中空形材２の外周に最小限の遊びを残しつつ摺動可能に取り付けられる。
【００２０】
図３は、ノギス型測定器及び内側スライド周辺における中空形材２の断面図を示す。この図では、ノギス型測定器及び内側スライド自体は図示せず、内側スライド及びノギス型測定器内に設けられた複数の永久磁石を備える磁石部のみを図示している。内側スライド６には、四つの永久磁石７が外周に沿って分布した状態で挿入されている。この四つの永久磁石は、外周に沿って９０°間隔で互いから離隔して分布している。同様に、ノギス型測定器４には、四つの永久磁石５が挿入されており、同様に９０°間隔でノギス型測定器の外周に沿って分布した状態で配設されている。ここで、ノギス型測定器４及び内側スライド６の永久磁石５及び７の反対極同士が対向するように互いに対して配向されるように、各永久磁石が配設されている。図示した一例としての実施形態では、内側スライドの永久磁石７の一方の磁極、本例ではＮ極を外側に配向され、同様に永久磁石５の同じ磁極、ここではＮ極が外側に配向されるように配設して、それぞれの反対極同士が向き合うように永久磁石５及び７の各対を対向配置させることで、上述の配置が実現される。これにより、ノギス型測定器４と内側スライド６とが互いに磁気的に連結される。この結果、内側スライド６は、中空形材２に沿ったノギス型測定器４の移動に追従する。図２では、永久磁石５及び７のそれぞれのうちの一つの永久磁石のみが示されている。
【００２１】
勿論理論的には、上述の各摺動部品の永久磁石の数を、４つよりも多くする又は少なくすることも可能であり、例えば、ノギス型測定器４及び内側スライド６のそれぞれに、永久磁石を一つだけ設けることが可能である。さらに、内側スライド６及びノギス型測定器４の一方に永久磁石を一つだけ設け、磁石がない他方の摺動部品に強磁性材料又は常磁性材料を含ませて、内側スライド６とノギス型測定器４との間で磁力を発生させることも可能である。この磁石部の磁石は、好ましくは永久磁石であるが、理論的には電磁石を用いることも可能である。
【００２２】
図４は、長さ測定装置の中空形材２の長手方向に沿った概略断面図である。一例としての本実施形態では、内側スライド６は、単純に円盤状に形成されており、中空形材２の断面を覆っている。中空形材２の下端には閉塞端壁４０が設けられており、音響共振部とみなせる閉塞空間が中空形材内の端壁４０と内側スライド６との間に形成されている。中空形材２の長手方向における内側スライド６の位置を求める測定手段は、それぞれ音響共振部３０の内部に配設されたスピーカ２２及びマイク２０を含んでいる。スピーカ２２及びマイク２０は、制御・判定ユニット９に接続されている。この制御・判定ユニット９は、本例では中空形材の周囲の空間に配設されて示されているが、中空形材の内部に収容することも可能である。制御・判定ユニット９は、プログラム可能なデータ処理手段であり、スピーカ２２を励起して音響パルスを出力させ、また、マイク２０の信号を記録することで、この音響パルスに対する音響共振部３０のパルス応答を記録するように構成されている。さらに、制御・判定ユニット９は、音響パルス応答から、共振部の基本周波数ｆ0を求めるように構成されている。この基本周波数ｆ0は、音響共振部の長さの二倍に相当する波長λ0を有する（音響共振部３０における最も単純な定常波は、端壁４０及び内側スライド６の反射壁における速度の節を有する半波である）。音速ｃ及び基本周波数ｆ0がわかれば、共振部の長さは以下のように求められる。
【数１】
2015535594.tif 000003
【００２３】
音響パルスを用いて広帯域に励起すると、音響共振部３０内では、基本周波数に加えて、λ0／２の整数倍の波長を有するモードがさらに励起される。これらのモードは、後述するように、測定方法に対してさらなる利点をもたらす。
【００２４】
図５は、スピーカ２２に音響パルスを発生させるために制御・判定ユニット９が生成する励起信号の時間依存性を示している。この信号は、略正方形の正負の半波を備えていることが好ましい。パルスの帯域幅が限られているため、励起信号は理想的な正方形（理論的には上限のない周波数スペクトルを有するもの）を有していない。パルスの帯域幅は、それに含まれる最短波長が中空形材の直径の２倍よりも大きくなるように選択されるべきである。そのため、上述したように、音が中空形材内を平面波として確実に伝播する。励起信号の半波の時系列の長さは、判定対象である最低周波数を有する信号の時間よりも長くするべきである。
【００２５】
図６は、マイク２０で記録した音響共振部のパルス応答の時系列変化を示す。パルス応答から音響共振部の基本周波数ｆ0を求めるには、図６の音響パルス応答を周波数スペクトルに変換して、この周波数スペクトルにおける基本周波数ｆ0を求めるようにするとよい。周波数スペクトルへの変換は、フーリエ変換を用いて行う。フーリエ変換に関連するデジタル信号処理方法として、例えば、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が使用可能であり、制御・判定ユニット９はこれらを実行するように構成可能である。
【００２６】
図７は、パルス応答の周波数スペクトルの一部を示している。この図から、励起された固有モードの結果として現れた極大値が明確にわかる。これらのモードは、基本周波数ｆ0の整数倍の周波数において発生する。したがって、基本周波数は、周波数スペクトルにおいて隣接するモード間の距離からも求めることができる。この方法は、使用するスピーカの下限周波数が、求めようとしている音響共振部の基本周波数ｆ0よりも高くなるように選択できるという利点がある。スピーカの下限周波数は、とりわけその振動板の大きさによって決まる。振動板が大きいほど、より低い制限周波数が可能である。スピーカは中空形材の内部に設置されているため、振動板の直径も可能な限り小さくなる。したがって、本方法では、音響共振部における最も単純な定常波を確認するために必要な長い波長をスピーカが十分に生成できないため、この定常波をよく確認できない可能性がある。このことは、図７からもわかる。図７から、基本周波数は３００Ｈｚ（連続する極大値間の距離）より若干高いということがわかる。しかし、上述の理由から、図７に示す周波数スペクトルにおける３００Ｈｚより若干高い箇所では、３００Ｈｚより若干高い基本周波数において使用可能な極大値は見られない。
【００２７】
基本周波数ｆ0の正確に求めることとは別に、制御・判定ユニットにおいて音速は周知でなくてはならない。音速は温度に対して依存性を有するため、共振部内の温度θを測定し、これに基づいて現在の条件における音速を算出するとよい。これは、例えば次の式を用いて行うことができる。
【数２】
2015535594.tif 000004
【００２８】
測定手段の測定精度を向上可能な別の実施形態が、図８に図示されている。図８は、図４と同様に、長さ測定装置の長手方向に沿った断面における中空形材の概略図を示している。図６の実施形態と同様に、スピーカ２２及びマイク２０（これらに接続された制御・判定ユニットは、図を簡略化するために省略している）が設けられた音響共振部３０が、中空形材２内に形成されている。さらに、第二音響共振部３２が、中空形材内における中空形材の反対側の第２端壁４２と内側スライド６との間に形成されている。第二音響共振部３２内には、第二スピーカ２６及び第二マイク２４が位置しており、これらも制御・判定ユニットに接続されている。中空形材の端壁４０及び４２間の長さ及び内側スライド６の軸方向長さがわかるため、この配置によって長さ測定の較正が可能になる。第一音響共振部３０及び第二音響共振部３２内の音速が同一であるとみなすと（したがって、これら二つの音響共振部内の温度が同一であるとみなすと）、音速は次の式を用いて求められる。
【数３】
2015535594.tif 000005
ここで、
Ｌ0  中空形材の端壁４０及び４２間の長さ
Ｌ1  音響共振部３０の長さ
Ｌ2  上側の第二共振部３２の長さ
Ｌ3  中空形材の長手方向に沿った内側スライド６の軸方向長さ
ｆ01  共振部３０の基本周波数
ｆ02  第二共振部３２の基本周波数
【００２９】
このような方法で求めた音速は、例えば、一方の音響共振部３０の長さを求める際に用いることができる。
【数４】
2015535594.tif 000006
【符号の説明】
【００３０】
２  中空形材
３  ヘッドプレート
４  ノギス型測定器
５  ノギス型測定器の永久磁石
６  内側スライド
７  内側スライドの永久磁石
９  制御・判定ユニット
２０  マイク
２２  スピーカ
２４  第二マイク
２６  第二スピーカ
３０  音響共振部
３２  第二音響共振部
４０  端壁
４２  第二端壁
【図１】
2015535594.tif 000007
【図２】
2015535594.tif 000008
【図３】
2015535594.tif 000009
【図６】
2015535594.tif 000010
【図７】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【国際調査報告】
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