(57)【要約】【課題】接触子が破損したことを簡単な構成で検知することが可能な接触式変位計を提供する。【解決手段】最初に、接触子１ａが破損していないことを予め確認する。次に、接触子１ａがマスターワークＭＷ上に接触した状態で、最初のプリセット信号ＰＲが与えられる。それにより、ＣＰＵは基準値をＥＥＰＲＯＭに記憶させる。接触子１ａが良品の対象物Ｗ上に接触した状態でタイミング信号ＴＭが与えられると、ＣＰＵは測定値を取得するとともにその測定値を基準値で補正する。実際の対象物Ｗの測定時に得られた基準値と、ＥＥＰＲＯＭに記憶された前の基準値との差が所定値以上である場合に、接触子１ａに破損が生じたとみなし、警告信号が出力される。この警告信号として、判定信号Ｈｉおよび判定信号Ｌｏが共にローレベルからハイレベルとなる。【選択図】図５
2007170987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計であって、
対象物に接触することにより伸縮する接触子と、
前記接触子の変位量を電気量に変換する変換手段と、
前記接触子の良否を判定するための基準値の設定時および変位量の測定値の補正のための基準値の設定時に、前記変換手段により得られる電気量を基準値として設定する設定手段と、
前記接触子の良否を判定するための基準値の設定時に、前記設定手段により設定された基準値を記憶する記憶手段と、
前記変位量の測定値の補正のための基準値の設定時に、前記設定手段により設定された基準値と前記記憶手段に記憶された基準値との差から前記接触子の良否を判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段による判定結果を出力する第１の出力手段と、
対象物の変位量の測定時に、前記変換手段により得られる電気量を測定値として取得するとともに前記設定手段により設定された基準値を用いて測定値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする接触式変位計。
【請求項２】
前記補正手段により補正された測定値が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段の判定結果を出力する第２の出力手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の接触式変位計。
【請求項３】
前記第１の出力手段は前記第１の判定手段の判定結果を示す第１の判定信号を出力し、
前記第２の出力手段は前記第２の判定手段の判定結果を示す第２の判定信号を出力することを特徴とする請求項２記載の接触式変位計。
【請求項４】
前記第１の出力手段および第２の出力手段は、共通の判定信号を出力する共通の出力回路により構成され、
前記共通の出力回路は共通の判定信号の論理レベルの組み合わせにより前記第１の判定信号および前記第２の判定信号を表すことを特徴とする請求項２または３記載の接触式変位計。
【請求項５】
前記第１の出力手段は前記第１の判定手段の判定結果を表示する第１の表示手段を含み、
前記第２の出力手段は前記第２の判定手段の判定結果を表示する第２の表示手段を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の接触式変位計。
【請求項６】
前記設定手段は、第１の外部信号に応答して前記変換手段により得られる電気量を基準値として設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の接触式変位計。
【請求項７】
前記補正手段は、第２の外部信号に応答して前記変換手段により得られる電気量を測定値として取得するとともに前記設定手段により設定された基準値を用いて測定値を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の接触式変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の変位量を測定する接触式変位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触式変位計は、対象物の表面に当接されるとともに軸方向に変位可能な接触子（可動部）およびトランスを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記トランスは、接触子に連動するコアを備える。このコアが接触子の変位に応じて変位することにより、接触子の変位量に対応してトランスから出力される信号のレベルが変化する。このような構成において、対象物の物理的変位量が電気量に変換されることにより、当該対象物の高さ等の物理的変位量が測定される。
【０００４】
接触式変位計は、一般的に、トランスを含むヘッド部と当該ヘッド部を制御する本体部とからなる（例えば、特許文献２参照）。この本体部にはＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等の外部装置から外部信号が入力される。それにより、外部信号の入力タイミングで対象物の物理的変位量が測定される。
【特許文献１】特開２０００−９４１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
対象物に接触する接触子は伸縮可能な構成を有する。その結果、例えば使用頻度が多い場合等に接触子が破損し、伸縮しない場合がある。これにより、対象物の物理的変位量の測定を正確に行うことができなかった。以下、具体的に説明する。
【０００６】
図８は、接触式変位計の接触子が破損した場合の従来の課題を説明するための説明図である。
【０００７】
一般に、接触式変位計は、接触子が基準位置にある場合にプリセット信号が入力されることにより、その基準位置での測定値を基準値に設定できる機能を有する。
【０００８】
例えば、図８（ａ）に示すように、まず、正確に５ｍｍの高さを有するマスターワークＭＷの測定時においてプリセット信号を入力することにより、測定値が基準値として設定され、以後の測定値が補正される。
【０００９】
それにより、図８（ｂ）に示すように、５．１ｍｍの高さを有する対象物Ｗの測定を行ったときに、測定したい対象物Ｗの測定値、すなわち５．１ｍｍが正しく得られる。
【００１０】
しかしながら、図８（ｃ）に示すように、接触子１ａが破損し、本来の位置に伸びきっていない状態でプリセット信号が入力された場合、接触子１ａがマスターワークＭＷに接触する位置ではなく、伸びきっていない位置が基準位置に設定される。それにより、不適正な基準値が設定される。
【００１１】
その結果、図８（ｄ）に示すように、接触子１ａが縮むほどの高さを有しない対象物Ｗの測定において、測定値は５ｍｍとなってしまう。
【００１２】
そして、例えば検査範囲が５±０．５ｍｍである場合に、上記のように接触子１ａが破損すると、５．１ｍｍの高さを有する対象物Ｗは本来なら不良品であると判定されるべきところ、良品であると判定される。その結果、使用者は誤った判定結果を得ることになる。
【００１３】
本発明の目的は、接触子が破損したことを簡単な構成で検知することが可能な接触式変位計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る接触式変位計は、対象物の物理的変位量を測定する接触式変位計であって、対象物に接触することにより伸縮する接触子と、接触子の変位量を電気量に変換する変換手段と、接触子の良否を判定するための基準値の設定時および変位量の測定値の補正のための基準値の設定時に、変換手段により得られる電気量を基準値として設定する設定手段と、接触子の良否を判定するための基準値の設定時に、設定手段により設定された基準値を記憶する記憶手段と、変位量の測定値の補正のための基準値の設定時に、設定手段により設定された基準値と記憶手段に記憶された基準値との差から接触子の良否を判定する第１の判定手段と、第１の判定手段による判定結果を出力する第１の出力手段と、対象物の変位量の測定時に、変換手段により得られる電気量を測定値として取得するとともに設定手段により設定された基準値を用いて測定値を補正する補正手段とを備えたものである。
【００１５】
本発明に係る接触式変位計においては、接触子は対象物に接触することにより伸縮する。この接触子の変位量が変換手段により電気量に変換される。接触子の良否を判定するための基準値の設定時に、変換手段により得られる電気量が基準値として設定手段により設定され、設定手段により設定された基準値が記憶手段により記憶される。
【００１６】
また、変位量の測定値の補正のための基準値の設定時に、変換手段により得られる電気量が基準値として設定手段により設定され、設定手段により設定された基準値と記憶手段に記憶された基準値との差から接触子の良否が第１の判定手段により判定される。第１の判定手段による判定結果は第１の出力手段により出力される。
【００１７】
さらに、対象物の変位量の測定時に、変換手段により得られる電気量が測定値として補正手段により取得され、設定手段により設定された基準値を用いて取得された測定値が補正手段により補正される。
【００１８】
このように、記憶手段に記憶された基準値と設定手段により設定された基準値との差から接触子の良否が判定されることにより、簡単な構成で接触子の良否を認識することができる。また、使用者は、第１の出力手段から出力される判定結果に基づいて接触子の良否を容易に認識することができる。したがって、対象物の物理的変位量を測定する際における誤判定が防止される。
【００１９】
接触式変位計は、補正手段により補正された測定値が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する第２の判定手段と、第２の判定手段の判定結果を出力する第２の出力手段とをさらに備えてもよい。
【００２０】
この場合、補正手段により補正された測定値が予め設定された許容範囲内にあるか否かが第２の判定手段により判定される。第２の判定手段の判定結果は第２の出力手段により出力される。このような構成により、使用者は対象物の物理的変位量が許容範囲内にあるか否かを正確に認識することができる。
【００２１】
第１の出力手段は第１の判定手段の判定結果を示す第１の判定信号を出力し、第２の出力手段は第２の判定手段の判定結果を示す第２の判定信号を出力してもよい。
【００２２】
この場合、第１の判定手段の判定結果を示す第１の判定信号が第１の出力手段により出力され、第２の判定手段の判定結果を示す第２の判定信号が第２の出力手段により出力される。このような構成により、上記各判定結果を示す各判定信号をそれぞれ得ることができる。
【００２３】
第１の出力手段および第２の出力手段は、共通の判定信号を出力する共通の出力回路により構成され、共通の出力回路は共通の判定信号の論理レベルの組み合わせにより第１の判定信号および第２の判定信号を表してもよい。
【００２４】
この場合、第１の出力手段および第２の出力手段が共通の判定信号を出力する共通の出力回路により構成されることによって省スペース化および低コスト化を図ることができる。また、共通の判定信号の論理レベルの組み合わせにより第１の判定信号および第２の判定信号が表されることによって、信号線の数を増加させることなく上記各判定信号を得ることができる。
【００２５】
第１の出力手段は第１の判定手段の判定結果を表示する第１の表示手段を含み、第２の出力手段は第２の判定手段の判定結果を表示する第２の表示手段を含んでもよい。
【００２６】
この場合、第１の判定手段の判定結果が第１の表示手段により表示され、第２の判定手段の判定結果が第２の表示手段により表示される。それにより、使用者は、第１および第２の表示手段を視認することによって、上記各判定結果を容易に認識することができる。
【００２７】
設定手段は、第１の外部信号に応答して変換手段により得られる電気量を基準値として設定してもよい。
【００２８】
この場合、第１の外部信号に応答して変換手段により得られる電気量が基準値として設定手段により設定される。このように、基準値を設定するタイミングを第１の外部信号により決定することができる。
【００２９】
補正手段は、第２の外部信号に応答して変換手段により得られる電気量を測定値として取得するとともに設定手段により設定された基準値を用いて測定値を補正してもよい。
【００３０】
この場合、第２の外部信号に応答して変換手段により得られる電気量が測定値として補正手段により取得される。そして、設定手段により設定された基準値を用いて取得された上記測定値が補正手段により補正される。このように、基準値を用いて補正された測定値を得るタイミングを第２の外部信号により決定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る接触式変位計によれば、接触子が破損したことを簡単な構成で検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態に係る接触式変位計について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（１）接触式変位計の全体構成
図１は、本実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１に示すように、本実施の形態に係る接触式変位計１００は、ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂを備える。なお、図１では図示していないが、本体部１００Ｂは、後述の表示部３２を有する。表示部３２の詳細については後述する。
【００３５】
ヘッド部１００Ａおよび本体部１００Ｂは互いにケーブル８０により接続されている。また、本体部１００Ｂはケーブル８１を介して図示しない外部装置に接続される。
【００３６】
図２は、図１のヘッド部１００Ａの構成を示すブロック図であり、図３は、図１の本体部１００Ｂの構成を示すブロック図である。
【００３７】
図２に示すように、ヘッド部１００Ａは、トランス１、伸縮可能で対象物に当接される接触子１ａ、トランス駆動回路２、信号検出回路３、アンプ回路４、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）５、表示灯制御回路６、表示灯７、電源回路８、コンパレータ９、およびスイッチ１０を備える。
【００３８】
また、図３に示すように、本体部１００Ｂは、ＣＰＵ２０、ＰＷＭ（パルス幅変調）出力回路２１、第１のフィルタ回路２２、第２のフィルタ回路２３、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４、通信インターフェース２５、電源回路２６、ドライブ回路２７、第１〜第３の入力回路２８ａ，２８ｂ，２８ｃ、過電流検知回路２９、第１〜第３の出力回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、ＥＥＰＲＯＭ３１、表示部３２、表示パネル３３、入力部３４、および接続部５０を備える。
【００３９】
ヘッド部１００Ａと本体部１００Ｂとの間における信号の送受信は、ケーブル８０を介して行われる。この場合、ヘッド部１００Ａに接続されたケーブル８０は、本体部１００Ｂの接続部５０に接続される。
【００４０】
図３において、まず、ＣＰＵ２０は、トランス１を作動させるための矩形波パルス信号をＰＷＭ出力回路２１に与える。ＰＷＭ出力回路２１は、矩形波パルス信号を正弦波信号に変換する。第１のフィルタ回路２２は、正弦波信号のノイズを除去し、その正弦波信号を図２のトランス駆動回路２に与える。
【００４１】
トランス駆動回路２は、正弦波信号に応答して正弦波電流をトランス１に与える。トランス１の構成および動作の詳細については後述する。
【００４２】
続いて、トランス１は、２つの電圧信号（後述）を信号検出回路３に与える。信号検出回路３は、上記２つの電圧信号を互いに減算し、差分電圧をアンプ回路４に与える。
【００４３】
アンプ回路４は、インピーダンス変換を行うとともに、差分電圧を第２のフィルタ回路２３（図３）に与える。第２のフィルタ回路２３は、差分電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をＡ／Ｄ変換器２４に与える。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器２４は、直流電圧をデジタル値に変換し、変換結果を物理的変位量の測定値としてＣＰＵ２０に与える。ＣＰＵ２０は、与えられた測定値に基づいて表示部３２およびドライブ回路２７等を制御する。
【００４５】
本体部１００Ｂの通信インターフェース２５を介して、他の接触式変位計の本体部、パーソナルコンピュータ、またはＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）（それぞれ図示せず）等の外部装置との間で信号の送受信を行うことができる。例えば、本体部１００Ｂに関する情報をＰＬＣに取り込みたい場合に、上記通信インターフェース２５を介してＰＬＣと情報の送受信が行われる。
【００４６】
本体部１００Ｂの電源回路２６は、例えば２４Ｖの図示しない外部の直流電源に接続されており、ヘッド部１００Ａの電源回路８を介してヘッド部１００Ａの各構成部に電力を供給するとともに本体部１００Ｂの各構成部に電力を供給する。
【００４７】
ドライブ回路２７は、ヘッド部１００Ａの表示灯７を点灯または点滅させるために必要な電流をスイッチ１０を介して表示灯制御回路６に供給する。
【００４８】
ここで、ＣＰＵ２０は、本体部１００Ｂの電源回路２６を介してヘッド部１００Ａの電源回路８の電圧レベルを切り替えることができる。この電圧レベルは、起動時に行う通信モード時の例えば８．５Ｖと、通常動作モード時の例えば６．５Ｖとを含む。
【００４９】
通信モードとは、ＣＰＵ２０がヘッド部１００ＡのＥＥＰＲＯＭ５に記憶されている補正情報を受信するモードをいい、通常動作モードとは、ＣＰＵ２０がヘッド部１００Ａの表示灯制御回路６を制御することにより、表示灯７の点灯または点滅の動作が行われるモードをいう。なお、ＥＥＰＲＯＭ５に記憶されている上記補正情報については後述する。
【００５０】
ヘッド部１００Ａのコンパレータ９は、ＣＰＵ２０による電源回路８の電圧レベルの切り替えに基づいて、当該電圧レベルが８．５Ｖである場合には、スイッチ１０をＥＥＰＲＯＭ５側に接続する。一方、コンパレータ９は、上記電圧レベルが６．５Ｖである場合には、スイッチ１０を表示灯制御回路６側に接続する。このような構成により、接触式変位計１００において通信モードと通常動作モードとが切り替えられる。
【００５１】
第１〜第３の入力回路２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、外部から入力される所定の信号をＣＰＵ２０に与える。所定の信号とは、例えば測定開始を指示するためのタイミング信号、基準位置を設定するためのプリセット信号等をいう。
【００５２】
第１〜第３の出力回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、ＣＰＵ２０がヘッド部１００Ａからの差分電圧に応じて得られた対象物の物理的変位量および予め設定された上限値および下限値からなる許容範囲に基づいて、外部に信号をそれぞれ出力することができる。
【００５３】
具体的には、例えば、第１の出力回路３０ａは、対象物の物理的変位量が許容範囲の上限値を超えている場合に、所定レベル（例えば「Ｈ」レベル）の判定信号を出力する。また、第２の出力回路３０ｂは、対象物の物理的変位量が許容範囲内にある場合に、所定レベル（例えば「Ｈ」レベル）の判定信号を出力する。さらに、第３の出力回路３０ｃは、対象物の物理的変位量が許容範囲の下限値を下回っている場合に、所定レベル（「Ｈ」レベルまたは「Ｌ」レベル）の判定信号を出力する。
【００５４】
過電流検知回路２９は、第１〜第３の出力回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃに定格電流値以上の電流が流れたか否かをモニタする。第１〜第３の出力回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃのいずれかに定格電流値以上の電流が流れた場合、過電流検知回路２９は当該出力回路を一時的にオフの状態にする。その後、ＣＰＵ２０は定期的に当該出力回路をオンの状態にし、過電流検知回路２９は当該出力回路のモニタを継続する。
【００５５】
本体部１００ＢのＥＥＰＲＯＭ３１は、補正情報を記憶する。この補正情報については後述する。
【００５６】
表示部３２は、ＣＰＵ２０の制御により、対象物の物理的変位量等を表示する。表示部３２は、表示パネル３３および入力部３４を含む。表示パネル３３および入力部３４の詳細については図面を参照しながら後述する。リセット回路３５は、使用者の操作に基づいてＣＰＵ２０にリセット信号を与えることにより、ＣＰＵ２０を初期状態にリセットする。
【００５７】
ここで、接触子１ａの使用頻度が高くなった場合等、ヘッド部１００Ａは故障することが比較的多い。このような場合、本体部１００Ｂはそのまま使用し、ヘッド部１００Ａは新しいものに交換する。
【００５８】
まず、本体部１００Ｂに新しいヘッド部１００Ａ（以下、単にヘッド部１００Ａと呼ぶ）を取り付ける。本体部１００ＢのＣＰＵ２０は、通信モードでヘッド部１００ＡのＥＥＰＲＯＭ５と通信を行う。
【００５９】
ＥＥＰＲＯＭ５は、ヘッド部１００Ａの補正情報（以下、ヘッド補正情報と呼ぶ）および後述する検査用のマスター本体部の補正情報（以下、マスター補正情報と呼ぶ）を記憶する。
【００６０】
ヘッド補正情報とは、対象物の物理的変位量と本体部１００ＢのＡ／Ｄ変換器２４からの出力値との関係（以下、変位−出力テーブルと呼ぶ）におけるばらつきを補正するための情報である。
【００６１】
また、マスター補正情報とは、上記ヘッド補正情報を得るために使用した検査用のマスター本体部の変位−出力テーブルにおけるばらつきを補正するための情報である。
【００６２】
ＣＰＵ２０は、ＥＥＰＲＯＭ５と通信を行うことにより、上記のマスター補正情報を取得する。次に、ＣＰＵ２０は、本体部１００ＢのＥＥＰＲＯＭ３１と通信を行う。
【００６３】
ＥＥＰＲＯＭ３１は、本体部１００Ｂの補正情報（以下、本体補正情報と呼ぶ）を記憶する。
【００６４】
本体補正情報とは、本体部１００Ｂの第２のフィルタ回路２３により変換された直流電圧のレベルとＡ／Ｄ変換器２４からの出力値との関係におけるばらつきを補正するための情報である。
【００６５】
ＣＰＵ２０は、ＥＥＰＲＯＭ３１と通信を行うことにより、上記の本体補正情報を取得する。そして、ＣＰＵ２０は、取得した本体補正情報とマスター補正情報とに基づいて、基準となる検査用のマスター本体部を用いた状態と同じ状態、すなわち、Ａ／Ｄ変換器２４の出力値から対象物の正確な物理的変位量を認識できる状態をつくる。
【００６６】
その後、ＣＰＵ２０は、ＥＥＰＲＯＭ５と通信を行うことにより上記のヘッド補正情報を取得することによって、第２のフィルタ回路２３の直流電圧のレベルとＡ／Ｄ変換器２４の出力値との関係を正確に認識できる状態をつくる。これにより、ヘッド部１００Ａを交換した場合でも、本体部１００Ｂを基準となるマスター本体部と同じ状態にすることができ、対象物の適切な物理的変位量を得ることができる。
【００６７】
（２）トランスの構成
続いて、ヘッド部１００Ａのトランス１の詳細な構成について図面を参照しながら説明する。
【００６８】
図４は、トランス１の詳細な構成を示す模式図である。
【００６９】
図４に示すように、トランス１は、１次側コイル１ｂ、２次側コイル１ｃ、１次側抵抗１ｄ、２次側抵抗１ｅ、および磁性体からなるコアＣを含む。コアＣは、接触子１ａに連動して１次側コイル１ｂおよび２次側コイル１ｃ内に往復移動可能に設けられる。
【００７０】
１次側コイル１ｂの一端はトランス駆動回路２に接続され、その他端は信号検出回路３に接続される。２次側コイル１ｃの一端は接地され、その他端は信号検出回路３に接続される。１次側コイル１ｂと２次側コイル１ｃの捲き方向は互いに逆向きである。
【００７１】
１次側コイル１ｂと信号検出回路３との間のノードＮ１に１次側抵抗１ｄの一端が接続され、その他端は接地される。２次側コイル１ｃと信号検出回路３との間のノードＮ２に２次側抵抗１ｅの一端が接続され、その他端は接地される。
【００７２】
このような構成において、トランス駆動回路２から正弦波電流が１次側コイル１ｂに流れると、これに伴って２次側コイル１ｃに誘導電流が流れる。この場合、１次側抵抗１ｄに電圧降下が生じるとともに２次側抵抗１ｅにも電圧降下が生じる。１次側抵抗１ｄの一端のノードＮ１の電圧および２次側抵抗１ｅの一端のノードＮ２の電圧が信号検出回路３に与えられる。
【００７３】
このように、２次側コイル１ｃに誘導電流が流れる状態でコアＣを移動させると、１次側コイル１ｂと２次側コイル１ｃとの相互インダクタンスが変化する。それにより、コアＣの位置に依存してノードＮ２の電圧が変化する。
【００７４】
信号検出回路３は、ノードＮ１の電圧とノードＮ２の電圧との差分電圧を算出し、当該差分電圧をアンプ回路４に与える。このような構成により、接触子１ａの移動量を差分電圧に変換することによって、対象物の物理的変位量を検出することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、１次側コイル１ｂと２次側コイル１ｃの捲き方向が逆向きとなっているので、１次側コイル１ｂおよび２次側コイルの抵抗成分が互いに打ち消される。このように、温度により変動する特性を有する抵抗成分を打ち消すことにより、接触式変位計１００の使用場所の温度変化の影響を受けることなく正確な上記差分電圧を得ることができる。その結果、対象物の正確な物理的変位量を得ることができる。
【００７６】
（３）接触子の破損の検知方法
次に、接触子１ａが破損した場合の当該破損の検知方法について図面を参照しながら説明する。
【００７７】
ＣＰＵ２０は、外部から第１〜第３の入力回路２８ａ〜２８ｃのいずれかにプリセット信号が与えられたときにＡ／Ｄ変換器２４から出力されるデジタル値を基準値として設定する。また、ＣＰＵ２０は、外部から第１〜第３の入力回路２８ａ〜２８ｃの他のいずれかにタイミング信号が与えられたときにＡ／Ｄ変換器２４から出力されるデジタル値を測定値として取得するとともに、取得された測定値を設定された基準値を用いて補正する。例えば、基準値が物理的変位量０に対応する場合、測定値から基準値を減算することにより測定値を補正する。
【００７８】
図５は、接触子１ａの破損の検知方法を説明するための説明図である。なお、図５は、対象物Ｗの測定を行うごとに外部からプリセット信号が与えられる例を示す。
【００７９】
図５には、正極性のパルスからなるプリセット信号ＰＲ、正極性のパルスからなるタイミング信号ＴＭ、物理的変位量が許容範囲の上限値を上回ったことを示す判定信号Ｈｉ、物理的変位量が許容範囲内にあることを示す判定信号Ｇｏ、および物理的変位量が許容範囲の下限値を下回ったことを示す判定信号Ｌｏが示されている。
【００８０】
図５（ａ），（ｃ），（ｅ），（ｇ），（ｉ）に示すように、接触子１ａがマスターワークＭＷ上の位置にある場合にプリセット信号ＰＲが入力されることにより、基準値が設定される。また、図５（ｂ），（ｄ），（ｆ），（ｈ）に示すように、接触子１ａが対象物Ｗ上の位置にある場合にタイミング信号ＴＭが入力されることにより測定値が取得される。
【００８１】
以下、本例の検知方法について概略を説明した後、ＣＰＵ２０による詳細な処理の流れについてフローチャートを参照しながら説明する。
【００８２】
通常時には、測定値が上限値を超えている場合に、第１の出力回路３０ａにより出力される判定信号Ｈｉがローレベルからハイレベルとなる。また、測定値が許容範囲内にある場合に、第２の出力回路３０ｂにより出力される判定信号Ｇｏがローレベルからハイレベルとなる。さらに、測定値が下限値を下回っている場合に、第３の出力回路３０ｃにより出力される判定信号Ｌｏがローレベルからハイレベルとなる。
【００８３】
本例の検知方法では、まず、接触子１ａが破損していないことを予め確認する。次に、図５（ａ）に示すように、接触子１ａがマスターワークＭＷ上に接触した状態で、最初のプリセット信号ＰＲが与えられる。それにより、ＣＰＵ２０は基準値をＥＥＰＲＯＭ３１に記憶させる。なお、上記基準値をＥＥＰＲＯＭ３１ではなく、他の記憶手段を設け、当該記憶手段に記憶させてもよい。図５（ｂ）に示すように、接触子１ａが良品の対象物Ｗ上に接触した状態でタイミング信号ＴＭが与えられると、ＣＰＵ２０は測定値を取得するとともにその測定値を基準値で補正する。
【００８４】
図５（ｅ），（ｇ）に示すように、接触子１ａがマスターワークＭＷ上に接触した状態でプリセット信号ＰＲに応答して適切な基準値が設定される。これらの場合、図５（ｆ）に示すように、対象物Ｗの高さが上限値を上回っている場合には、タイミング信号ＴＭに応答して判定信号Ｈｉがハイレベルとなり、対象物Ｗが不良品（ＮＧ）と判定される。また、図５（ｈ）に示すように、対象物Ｗの高さが許容範囲内にある場合には、タイミング信号ＴＭに応答して判定信号Ｇｏがハイレベルとなる。
【００８５】
一方、図５（ｃ）の領域Ａに示すように、接触子１ａが破損したために、接触子１ａがマスターワークＭＷに接触していない状態でプリセット信号ＰＲが与えられると、不適切な基準値が設定される。この結果、図５（ｄ）に示すように、接触子１ａが良品の対象物Ｗ上に接触した状態でタイミング信号ＴＭが与えられた場合でも、本来良品（ＯＫ）と判定されるべき対象物Ｗが不良品（ＮＧ）と判定される。
【００８６】
そこで、上記のような誤判定を防止するために、実際の対象物Ｗの測定時に得られた上記基準値と、ＥＥＰＲＯＭ３１に記憶された前の基準値との差が所定値以上である場合に、接触子１ａに破損が生じたとみなし、警告信号が出力される。本例では、警告信号として、判定信号Ｈｉおよび判定信号Ｌｏが共にローレベルからハイレベルとなる。それにより、使用者は接触子１ａに破損が生じたことを認識することが可能となる。
【００８７】
図６は、ＣＰＵ２０による破損検知処理を示すフローチャートである。
【００８８】
使用者は、接触子１ａが破損していないことを確認した上で基準値の設定を行う。
【００８９】
図６に示すように、まず、ＣＰＵ２０は最初のプリセット信号ＰＲが与えられたか否かを判別する（ステップＳ１）。最初のプリセット信号ＰＲが与えられた場合、ＣＰＵ２０はＡ／Ｄ変換器２４から出力されるデジタル値を基準値としてＥＥＰＲＯＭ３１に記憶させる（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１において最初のプリセット信号ＰＲが与えられていない場合、ＣＰＵ２０はこれが与えられるまで待機する。
【００９０】
次に、ＣＰＵ２０はタイミング信号ＴＭに応答して測定値を取得するとともに、基準値を用いて測定値を補正し、補正された測定値に基づいて判定を行う（ステップＳ３）。この場合、ＣＰＵ２０は、判定結果を示す判定信号Ｈｉ，Ｇｏ，Ｌｏを第１〜第３の出力回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃから外部に出力するとともに、表示パネル３３に上記判定結果を表示させる。
【００９１】
続いて、ＣＰＵ２０は新たなプリセット信号ＰＲが与えられたか否かを判別する（ステップＳ４）。新たなプリセット信号ＰＲが与えられた場合、ＣＰＵ２０は現在の基準値と、ＥＥＰＲＯＭ３１に記憶されている上記基準値との差を算出する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４において新たなプリセット信号ＰＲが与えられていない場合、ＣＰＵ２０はこれが与えられるまで待機する。
【００９２】
次いで、ＣＰＵ２０は算出した上記差が予め定められた許容値以上であるか否かを判別する（ステップＳ６）。上記差が許容値以上である場合、ＣＰＵ２０は警告信号を出力する（ステップＳ７）。図５の例では、ＣＰＵ２０は第１の出力回路３０ａおよび第２の出力回路３０ｂから出力される判定信号Ｈｉおよび判定信号Ｌｏを共にローレベルからハイレベルに立ち上げる。これにより、使用者は接触子１ａに破損が生じたことを認識することができる。
【００９３】
また、ステップＳ６において算出された上記差が許容値以上でない場合、ステップＳ３の処理と同様に、ＣＰＵ２０はタイミング信号ＴＭに応答して測定値を取得するとともに、基準値を用いて測定値を補正し、補正された測定値に基づいて判定を行う（ステップＳ８）。ステップＳ７，Ｓ８の処理後、ＣＰＵ２０はステップＳ４の処理に戻り、ステップＳ４〜Ｓ８の処理を繰り返す。
【００９４】
（４）表示部の構成
次に、本体部１００Ｂの表示部３２の構成について図面を参照しながら説明する。
【００９５】
図７は、本体部１００Ｂの表示部３２の構成を示す模式図である。
【００９６】
図７に示すように、本体部１００Ｂの表示部３２は表示パネル３３および入力部３４を備える。
【００９７】
表示パネル３３は、３つの出力表示灯４１、７セグメントＬＥＤ４２およびバー表示部４３を含む。また、入力部３４は、モードキー４４、セットキー４５および十字キー４６を含む。
【００９８】
使用者は、測定値等を表示する通常モードにおいてモードキー４４を例えば３秒以上押下することにより、通常モードから設定モードに移行させることができ、設定メニューを７セグメントＬＥＤ４２に表示させることができる。
【００９９】
また、使用者は、十字キー４６を左右に操作することにより設定メニューの設定項目を変更することができ、十字キー４６を上下に操作することにより設定項目の値を変更することができる。さらに、使用者は、セットキー４５を押下することにより当該設定項目の値を確定することができる。上記の設定項目には、許容範囲を定めるための上限値および下限値、ならびに基準値間の差を判別するための上述の許容値等がある。
【０１００】
７セグメントＬＥＤ４２は対象物の補正された測定値等を表示し、また、接触子１ａに破損が生じた場合に、このことを示す例えば「ＥＲＲＯＲ」を表示する。
【０１０１】
また、出力表示灯４１の一つは、測定値が上限値を上回っている場合に点灯（ＨＩ点灯）し、出力表示灯４１の他の一つは、測定値が許容範囲内に入っている場合に点灯（ＧＯ点灯）し、出力表示灯４１のさらに他の一つは、測定値が下限値を下回っている場合に点灯（ＬＯ点灯）する。
【０１０２】
また、バー表示部４３は、測定値が許容範囲のどの位置に入っているかという入り度合いを複数のバーにより表示する。これにより、使用者は、測定値が下限値または上限値付近の値であるのか、あるいは許容範囲内の測定値の位置に余裕があるのか否か等を容易に認識することが可能となる。
【０１０３】
（５）本実施の形態における効果
本実施の形態の接触式変位計１００では、最初のプリセット信号ＰＲが与えられた場合の基準値を記憶し、次のプリセット信号ＰＲが与えられた場合の基準値と記憶された基準値との差に基づいて接触子１ａが破損したか否かを判定する。そして、接触子１ａが破損したと判定された場合、所定の警告が行われる。それにより、使用者は、接触子１ａが破損したことを認識することができる。これにより、誤判定が防止される。
【０１０４】
また、本実施の形態では、判定信号Ｈｉ，Ｌｏの論理レベルの組み合わせを用いて警告を行うことにより、特別な構成を設けず簡単な構成で誤判定が防止される。
【０１０５】
（６）他の実施の形態
上記実施の形態では、第１の出力回路３０ａおよび第２の出力回路３０ｂから出力される判定信号Ｈｉおよび判定信号Ｌｏを共にローレベルからハイレベルとなるよう制御することにより、接触子１ａが破損したことを警告しているが、これに限定されるものではなく、警告を示す信号を出力する構成を別途設けてもよい。
【０１０６】
（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１０７】
上記実施の形態においては、トランス１が変換手段に相当し、入力部３４が設定手段に相当し、ＥＥＰＲＯＭ３１が記憶手段に相当し、ＣＰＵ２０が第１の判定手段、第２の判定手段、および補正手段に相当し、第１〜第３の出力回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃが第１および第２の出力手段に相当し、判定信号Ｈｉ，Ｌｏが第１の判定信号に相当し、判定信号Ｇｏが第２の判定信号に相当し、７セグメントＬＥＤ４２が第１の表示手段に相当し、出力表示灯４１およびバー表示部４３が第２の表示手段に相当し、プリセット信号が第１の外部信号に相当し、タイミング信号が第２の外部信号に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係る接触式変位計は、対象物の物理的変位量を検出するために利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のヘッド部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の本体部の構成を示すブロック図である。
【図４】トランスの詳細な構成を示す模式図である。
【図５】接触子の破損の検知方法を説明するための説明図である。
【図６】ＣＰＵによる破損検知処理を示すフローチャートである。
【図７】本体部の表示部の構成を示す模式図である。
【図８】接触式変位計の接触子が破損した場合の従来の課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  トランス
１ａ  接触子
２  トランス駆動回路
３  信号検出回路
４  アンプ回路
５  ＥＥＰＲＯＭ
６  表示灯制御回路
７  表示灯
８  電源回路
９  コンパレータ
２０  ＣＰＵ
２１  ＰＷＭ出力回路
２２  第１のフィルタ回路
２３  第２のフィルタ回路
２４  Ａ／Ｄ変換器
２５  通信インターフェース
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ  第１〜第３の入力回路
２９  過電流検知回路
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  第１〜第３の出力回路
３１  ＥＥＰＲＯＭ
３２  表示部
３３  表示パネル
３４  入力部
４１  出力表示灯
４２  ７セグメントＬＥＤ
４３  バー表示部
４４  モードキー
４５  セットキー
４６  十字キー
５０  接続部
８０  ケーブル
１００  接触式変位計
１００Ａ  ヘッド部
１００Ｂ  本体部
Ｃ  コア
ＭＷ  マスターワーク
Ｗ  対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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