(57)【要約】      （修正有）【課題】測定試料の長さの変化量を正確に測定する測定装置、測定ユニットおよび寸法変化量測定方法を提供する。【解決手段】支持台１１０は、測定試料５００を測長方向Ｐに沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａに傾斜させて支持する。載置面１２０は、測長方向Ｐに沿って測定試料５００に接触するように支持台１１０に形成され、突き当て面１３０は支持台１１０の鉛直下方側の端部に設けられている。突き当て面１３０は、測定試料５００の下端部５０１に当接する。第１の測長センサ１４０は、支持台１１０の鉛直上方側の端部に設けられ、第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の上端部５０２に接触することなく、測定試料５００の上端部５０２と対向するように支持台１１０に取り付けられている。第１の測長センサ１４０は、測長方向Ｐにおける測定試料５００の他端部までの長さＳの変化量を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料を前記測定試料の測長方向に沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させて支持する支持台と、
前記測定試料の測長方向に沿って前記測定試料に接触するように前記支持台に形成された載置面と、
前記支持台の鉛直下方側の端部に設けられ、前記測定試料の一端部に当接する突き当て端面と、
前記支持台の鉛直上方側の端部に設けられ、前記測定試料の他端部に接触することなく、前記測定試料の他端部と対向するように前記支持台に取り付けられ、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する寸法変化量検出部とを備えた測定装置。
【請求項２】
前記所定の角度をａ（ラジアン）とし、前記測定試料および前記載置面の間の最大静止摩擦係数をμとし、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の長さをＬ（ｍｍ）とし、前記測定試料の測長方向に対して垂直方向における前記測定試料の長さをＨ（ｍｍ）としたとき、
μ＜ｔａｎ（π／２−ａ）＜Ｌ／Ｈ
の関係式を満たす請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記寸法変化量検出部は、
前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を測定する第１の測長センサと、
前記測定試料の測長方向における前記突き当て面までの長さの変化量を測定する第２の測長センサとを備え、
前記第１の測長センサおよび前記第２の測長センサの測定値の差分に基づいて、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの距離の変化量を検出する請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置と、
前記測定装置を収容し、内部の温度および湿度を制御する試験槽とを備える測定ユニット。
【請求項５】
測定装置と、前記測定装置を収容し、内部の温度および湿度を制御できる試験槽を備える測定ユニットを用いて測定試料の長さの変化量を検出する寸法変化量検出方法であって、
前記測定装置は、
測定試料を前記測定試料の測長方向に沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させて支持する支持台と、
前記測定試料の測長方向に沿って前記測定試料に接触するように前記支持台に形成された載置面と、
前記支持台の鉛直下方側の端部に設けられ、前記測定試料の一端部に当接する突き当て端面と、
前記支持台の鉛直上方側の端部に設けられ、前記測定試料の他端部に接触することなく、前記測定試料の他端部と対向するように前記支持台に取り付けられ、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する寸法変化量検出部とを備え、
前記測定試料を前記支持台の前記載置面上に載置する測定試料載置ステップと、
前記測定試料の一端部を前記突き当て端面に当接させた状態で、前記試験槽内の温度および湿度を制御する制御ステップと、
前記寸法変化量検出部が、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する寸法変化量検出ステップとを含む寸法変化量検出方法。
【請求項６】
前記寸法変化量検出部は、
前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を測定する第１の測長センサと、
前記測定試料の測長さ向における前記突き当て面までの長さの変化量を測定する第２の測長センサとを備え、
前記寸法変化量検出ステップは、
前記第１の測長センサが、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する第１の測定ステップと、
前記第２の測長センサが、前記測定試料の測長方向における前記突き当て面までの長さの変化量を測定する第２の測定ステップと、
前記寸法変化量検出部が、前記第１の測長センサおよび前記第２の測長センサの測定値の差分に基づいて、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの距離の変化量を検出する寸法変化量検出ステップとを含む請求項５に記載の寸法変化量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置等に関し、例えば、測定試料の長さの変化量を測定するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体寸法の経時変化は、その様態として、水分の吸排湿や温度変化起因のものや、クリープ変形などさまざまな種類のものが挙げられる。
【０００３】
一方で、近年では計測工学、精密工学の進展と共により厳しい寸法安定性が測定結果に要求されている。特に、アンテナリフレクタ、光学望遠鏡など、メートル（ｍ）オーダの大型構造物に対し、マイクロメートル（μｍ）あるいはナノメートル（ｎｍ）オーダの寸法安定性が要求される製品も存在する。したがって、物体寸法の経時変化に対して、誤差要因を極力排除し、より高精度な測定を提供することが求められている。
【０００４】
特許文献１には、寸法変化測定装置の発明として、測定試料の上端部を固定し、測定試料の下端部を自由端とし、当該下端部の変化量を測定するものが、開示されている。
【０００５】
図８は、特許文献１に記載の測定装置の構成を示す図である。図８に示されるように、恒温恒湿槽（不図示）内にて、短冊状の測定試料８００の上端部がリファレンス板７００に固定部７０１のねじ押さえにより把持されている。リファレンス板７００の下端部側に、開口部７０２が形成されている。測定試料８００の下端部は、伸縮自在な自由端となっており、開口部７０２内に配置されている。そして、レーザ外形測定器（不図示）は、開口部７０２の下端部Ｚ１と、測定試料８００の下端部Ｚ２の間の距離Ｄを測定する。
【０００６】
なお、本発明に関連する技術が、特許文献２にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１４９８９９号公報
【特許文献２】特開平１１−８３４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、固定部７０１のねじ押さえによって測定試料８００をリファレンス板７００に保持していた（把持固定方式）。このため、固定部７０１のねじ押さえによって測定試料８００をリファレンス板７００に保持する力（把持力）が経時的に小さくなり、距離Ｄの測定結果に影響を与えてしまうという問題があった。特に、測定精度に対して高い要求がされている場合、固定部７０１のねじ押さえの把持によって測定試料８００に与える応力そのものが、測定誤差の要因となることがあった。
【０００９】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、測定試料の長さの変化量を正確に測定することができる測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の測定装置は、測定試料を前記測定試料の測長方向に沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させて支持する支持台と、前記測定試料の測長方向に沿って前記測定試料に接触するように前記支持台に形成された載置面と、前記支持台の鉛直下方側の端部に設けられ、前記測定試料の一端部に当接する突き当て端面と、前記支持台の鉛直上方側の端部に設けられ、前記測定試料の他端部に接触することなく、前記測定試料の他端部と対向するように前記支持台に取り付けられ、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する寸法変化量検出部とを備えている。
【００１１】
本発明の寸法変化量検出方法は、測定装置と、前記測定装置を収容し、内部の温度および湿度を制御できる試験槽を備える測定ユニットを用いて測定試料の長さの変化量を検出する寸法変化量検出方法であって、前記測定装置は、測定試料を前記測定試料の測長方向に沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度に傾斜させて支持する支持台と、前記測定試料の測長方向に沿って前記測定試料に接触するように前記支持台に形成された載置面と、前記支持台の鉛直下方側の端部に設けられ、前記測定試料の一端部に当接する突き当て端面と、前記支持台の鉛直上方側の端部に設けられ、前記測定試料の他端部に接触することなく、前記測定試料の他端部と対向するように前記支持台に取り付けられ、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する寸法変化量検出部とを備え、前記測定試料を前記支持台の前記載置面上に載置する測定試料載置ステップと、前記測定試料の一端部を前記突き当て端面に当接させた状態で、前記試験槽内の温度および湿度を制御する制御ステップと、前記寸法変化量検出部が、前記測定試料の測長方向における前記測定試料の他端部までの長さの変化量を検出する寸法変化量検出ステップとを含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる測定装置によれば、測定試料の長さの変化量を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における測定装置を試験槽内に配置した状態を模式的に示す側面図である。
【図２】図１の矢視Ａを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における測定装置を試験槽内に配置した状態を模式的に示す側面図であって、載置面に加わる力関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における冷却装置を試験槽内に配置した状態を模式的に示す側面図であって、支持台の傾斜角度の最小値を説明するための図である。
【図５】測定試料の形状の変形例を載置面に載置した状態を示す図であって、図１の矢視Ａに相当する図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における測定装置を複数、試験槽内に配置した状態を模式的に示す上面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における測定装置を試験槽内に配置した状態を模式的に示す側面図である。
【図８】特許文献１に記載の測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態における測定装置１００の構成について説明する。図１は、測定装置１００を試験槽２００内に配置した状態を模式的に示す側面図である。図２は、図１の矢視Ａを示す図である。なお、測定装置１００および試験槽２００は、測定ユニット１０００を構成する。すなわち、測定ユニット１０００は、測定装置１００および試験槽２００を備えている。
【００１５】
図１に示されるように、測定装置１００は、試験槽２００内に収容される。
【００１６】
試験槽２００は、測定装置１００を収容し、内部の温度および湿度を制御することができる。
【００１７】
図１および図２に示されるように、測定装置１００は、支持台１１０と、載置面１２０と、突き当て面１３０と、第１の測長センサ１４０と、支持柱部１５０とを備えている。
【００１８】
図１および図２に示されるように、測定試料５００は、たとえば、円柱状に形成されている。なお、測定試料５００は、円柱状以外にも、多角柱状に形成されてもよい。
【００１９】
図１および図２に示されるように、支持台１１０は、測定試料５００を、当該測定試料５００の測長方向Ｐに沿って、鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａ（ｒａｄ（ラジアン））で傾斜させて支持する。ただし、傾斜角度ａ＜π／２（ｒａｄ）である。すなわち、測定試料５００の測長方向Ｐは、鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａ（ｒａｄ）の方向と平行に設定されている。支持台１１０の材料には、低熱膨張素材（たとえば、スーパーインバー合金［熱膨張率＜１．０×１０−６（／Ｋ（カルビン）］）が用いられている。
【００２０】
図１および図２に示されるように、載置面１２０は、測定試料５００の測長方向Ｐに沿って測定試料５００に接触するように支持台１１０に形成されている。図２に示されるように、一対の載置面１２０は、鉛直上方側から鉛直下方側へ向けて、支持台１１０の中心線ＣＬ１に近づく方向に傾斜するように、設けられている。これにより、測定試料５００の円形の端面の中心は、当該測定試料５００の自重によって、中心線ＣＬ１上に配置されるように規制される。なお、載置面１２０を構成する材料には、支持台１１０と同様に、低熱膨張素材（たとえば、スーパーインバー合金）が用いられている。
【００２１】
図１に示されるように、突き当て面１３０は、支持台１１０の鉛直下方側の端部に設けられている。また、突き当て面１３０は、測定試料５００の下端部に当接する。
【００２２】
図１に示されるように、第１の測長センサ１４０は、支持台１１０の鉛直上方側の端部に設けられている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の他端部に接触することなく、測定試料５００の上端部５０２と対向するように支持台１１０に取り付けられている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２までの長さＳの変化量を検出または測定する。なお、第１の測長センサ１４０は、本発明の寸法変化量検出部に相当する。
【００２３】
図１に示されるように、支持柱部１５０は、支持台１１０を支持する。すなわち、支持柱部１５０は、支持台１１０が鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａ（ｒａｄ）で傾斜するように、支持台１１０を支持する。
【００２４】
ここで、載置面１２０に加わる力関係について説明する。図３は、測定装置１００を試験槽２００内に配置した状態を模式的に示す側面図であって、載置面１２０に加わる力関係を示す図である。
【００２５】
重力加速度をｇ（ｍ／ｓ２）、測定試料の質量をＭ（ｋｇ）、測定試料５００および載置面１２０の間の最大静止摩擦係数をμとした場合、載置面１２０に加わる力関係は図３に示される。
【００２６】
そして、測定試料５００が当該測定試料５００の自重によって突き当て端面１３０に当接するためには、次の（式１）を満たす必要がある。なお、ｂ（ｒａｄ）＝π／２−ａである。
【００２７】
μ×Ｍ×ｇ×ｃｏｓ  ｂ  ＜  Ｍ×ｇ×ｓｉｎ  ｂ    ・・・（式１）
（式１）を変形すると次の（式２）の通りとなる。
【００２８】
ｔａｎ  ｂ  ＞  μ          ・・・（式２）
また、傾斜角度ａの最小値、すなわち、ｂの最大値を説明する。図４は、測定装置１００を試験槽２００内に配置した状態を模式的に示す側面図であって、支持台１１０の傾斜角度ａの最小値を説明するための図である。
【００２９】
図４に示されるように、傾斜角度ａが小さくなっても、測定試料５００が、載置面１２０から離れる方向に、倒れないようにする必要がある。
【００３０】
ここで、測定試料５００の測長方向Ｐにおける前記測定試料の長さをＬ（ｍｍ）とし、測定試料５００の測長定方向Ｐに対して垂直方向における前記測定対象の長さをＨ（ｍｍ）としたとき、次の（式３）が成立する。
【００３１】
ｔａｎ  ｂ  ＞  Ｌ／Ｈ        ・・・（式３）
よって、（式２）および（式３）から、次の（式４）が導出される。
【００３２】
μ＜ｔａｎ  ｂ  ＜Ｌ／Ｈ      ・・・（式４）
そして、上述の通り、ｂ（ｒａｄ）＝π／２−ａであるので、（式４）は次の（式５）のように変形される。
【００３３】
μ＜ｔａｎ  （π／２−ａ）＜Ｌ／Ｈ      ・・・（式５）
以上の通り、（式５）を満たすように、傾斜角度ａ（ｒａｄ）を設定することにより、測定試料５００が載置面１２０上に接しつつ、測定試料５００の下端部５０１が突き当て面１３０に当接される。また、図２を用いて上述した通り、一対の載置面１２０は、鉛直上方側から鉛直下方側へ向けて、支持台１１０の中心線ＣＬ１に近づく方向に傾斜するように、設けられている。これにより、測定試料５００の円形の端面の中心は、当該測定試料５００の自重によって、中心線ＣＬ上に配置されるように規制される。
【００３４】
また、支持台１１０および載置面１２０を構成する材料には、低熱膨張素材が用いられている。このため支持台１１０および載置面１２０の熱膨張は低減される。したがって、第１の測長センサ１４０の配置位置の変化は、極めて小さく抑えられる。ゆえに、第１の測長センサ１４０により、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２までの長さＳの変化量を検出または測定することにより、測定試料５００の寸法の変化量を測定または検出することができる。ここで、第１の測定センサ１４０の原理や種別は、測定精度に応じて好適なものが選択される。たとえば、μｍ（マイクロメートル）オーダまで精度が要求されている場合、超音波式変位センサを第１の測長センサ１４０に用いることができる。一方、μｍオーダまで精度が要求されていない場合、レーザ変位計や静電容量センサやレーザ干渉計等を第１の測長センサ１４０に用いることができる。
【００３５】
以上、測定装置１００の構成について説明した。
【００３６】
次に、測定装置１００を用いて、測定試料５００の長さの変化量を測定する方法について、説明する。
【００３７】
まず、試験槽２００の内部を、たとえば常温常湿の状態に制御する。なお、常温常湿の状態とは、たとえば、ＩＳＯ５５４−１９７６によれば、試験のために推奨される標準状態として、温度２３℃、相対湿度５０％である。
【００３８】
つぎに、測定試料５００を支持台１１０の載置面１２０上に載置する。このとき、測定試料５００の下端部５０１を突き当て面１３０に当接させる。これにより、測定試料５００は、当該測定試料５００の自重により、規制された状態で安定して、支持台１１０上に保持される。
【００３９】
この状態で、第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２までの長さＳの変化量（変位）を測定する。
【００４０】
その後、試験目的に応じて試験槽２００内の状態を変化させた後、長さＳの変化量が飽和するまで、長さＳの変化量を繰り返して測定する。これにより、要因毎の長さＳの変化量を測定することができる。
【００４１】
たとえば、温度２３℃、相対湿度５０％の状態を保持し続ける場合、測定試料５００の機械的要因による長さＳの変化量を測定できる。また、たとえば、相対湿度５０％を保持しつつ、湿度を任意の値に変化させた場合に、温度変化に対する長さＳの変化量を測定すると、湿度歪み量を測定できる。また、たとえば、温度２３℃、相対湿度０％に変化させて、その状態を長時間維持した場合に、温度変化に対する長さＳの変化量を測定すると、排湿歪み量を測定できる。
【００４２】
以上、測定装置１００を用いて、測定試料５００の長さの変化量を測定する方法について、説明した。
【００４３】
以上の通り、本発明の第１の実施の形態における測定装置１００は、支持台１１０と、載置面１２０と、突き当て端面１３０と、第１の測長センサ１４０（寸法変化量検出部）とを備えている。支持台１１０は、測定試料５００を測定試料５００の測長方向Ｐに沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａに傾斜させて支持する。載置面１２０は、測定試料５００の測長方向Ｐに沿って測定試料５００に接触するように支持台１１０に形成されている。突き当て端面１３０は、支持台１１０の鉛直下方側の端部に設けられている。突き当て端面１３０は、測定試料５００の一端部（下端部５０１）に当接する。第１の測長センサ１４０は、支持台１１０の鉛直上方側の端部に設けられている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の他端部（上端部５０２）に接触することなく、測定試料５００の他端部と対向するように支持台１１０に取り付けられている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の他端部までの長さＳの変化量を検出する。
【００４４】
このように、支持台１１０は、測定試料５００を、測定試料５００の測長方向Ｐに沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａに傾斜させて支持する。また、載置面１２０は、測定試料５００の測長方向Ｐに沿って測定試料５００に接触するように支持台１１０に形成されている、そして、測定試料５００の一端部（下端部５０１）は、突き当て端面１３０に当接されて、支持台１１０の載置面１２０上に支持される。このように、本発明の測定装置１００では、測定試料５００は、当該測定試料５００の自重により、規制された状態で安定して、支持台１１０上に保持される。これにより、測定試料５００を支持台１１０に支持した状態を、長時間、変化させることなく、安定させることができる。この結果、本発明の測定装置１００によれば、測定試料５００の長さＳの変化量を正確に測定することができる。
【００４５】
したがって、本発明の第１の実施の形態における測定装置１００が複数個、設けられている場合であっても、複数の測定試料５００の各々は、当該測定試料５００の自重により、規制された状態で安定して、各支持台１１０上に保持される。ゆえに、測定試料５００が支持台１１０に支持された状態は、複数の測定装置１００の各々の間で差異がない。このため、複数の測定装置１００の各々は、複数の測定装置１００の各々の間で大きな相違なく、測定試料５００の長さＳの変化量を正確に測定することができる。
【００４６】
本発明の測定装置１００では、特許文献１に記載の発明のように、固定部のねじ押さえによって測定試料５００を支持台１１０に保持していない。このため、特許文献１に記載の発明のように、測定試料を保持する力（把持力）が経時的に小さくなり、測定対象の長さの測定結果に与える影響を低減することができる。
【００４７】
なお、特許文献２には、長さ変化率等の測定用治具の発明として、測定試料（試験体１０）を、傾斜して設けられた治具本体２上に配置して、測定試料の長さの変化量を測定するものが開示されている。特許文献２に記載の測定用治具の発明では、治具本体２に取り付けられた突起３ａに、測定試料の鉛直下方側の端部が当接する。また、測定試料の鉛直上方側の端部に、ダイヤルゲージ４の先端センサー４ａが当接する。
【００４８】
本発明の測定装置１００と、特許文献２に記載の発明を対比する。特許文献２に記載の発明では、ダイヤルゲージ４の先端センサー４ａが測定試料の鉛直上方側の端部に当接することにより、測定試料の長さの変化量を測定する。これに対して、本発明の測定装置１００では、第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の上端部５０２に接触することなく、測定試料５００の上端部５０２までの長さＳの変化量を測定する。この点で、本発明の測定装置１００と、特許文献２に記載の発明は、互いに相違する。
【００４９】
また、本発明の第１の実施の形態における測定装置１００において、所定の角度をａ（ラジアン）とした。また、測定試料５００および載置面１２０の間の最大静止摩擦係数をμとした。また、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料の長さをＬ（ｍｍ）とし、測定試料５００の測長方向Ｐに対して垂直方向における測定試料５００の長さをＨ（ｍｍ）とした。このとき、μ＜ｔａｎ（π／２−ａ）＜Ｌ／Ｈ  の関係式を満たす。
【００５０】
これにより、測定試料５００の自重によって、測定試料５００を突き当て端面１３０に確実に当接させることができる。また、傾斜角度ａが小さくなっても、測定試料５００が、載置面１２０から離れる方向に、倒れないようにすることができる。
【００５１】
また、本発明の第１の実施の形態における測定ユニット１０００は、測定装置１００と、試験槽２００とを備えている。測定装置１００は、前述の通りの構成を有する。試験槽２００は、測定装置１００を収容し、当該試験槽２００の内部の温度および湿度を制御する。
【００５２】
これにより、測定試料５００の長さの変化量を、当該測定試料５００が配置される環境（試験槽２００内の温度および湿度）を変化させながら、検出することができる。
【００５３】
また、本発明の第１の実施の形態における寸法変化量測定方法は、測定装置１００と、試験槽２００を備える測定ユニット１０００を用いて測定試料５００の長さの変化量を検出する方法である。試験槽２００は、測定装置１００を収容し、当該試験槽２００の内部の温度および湿度を制御する。
【００５４】
このとき、測定装置１００は、支持台１１０と、載置面１２０と、突き当て端面１３０と、第１の測長センサ１４０（寸法変化量検出部）とを備えている。支持台１１０は、測定試料５００を測定試料５００の測長方向Ｐに沿って鉛直方向に対して所定の傾斜角度ａに傾斜させて支持する。載置面１２０は、測定試料５００の測長方向Ｐに沿って測定試料５００に接触するように支持台１１０に形成されている。突き当て端面１３０は、支持台１１０の鉛直下方側の端部に設けられている。突き当て端面１３０は、測定試料５００の一端部（下端部５０１）に当接する。第１の測長センサ１４０は、支持台１１０の鉛直上方側の端部に設けられている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の他端部（上端部５０２）に接触することなく、測定試料５００の他端部と対向するように支持台１１０に取り付けられている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の他端部までの長さＳの変化量を検出する。
【００５５】
そして、本発明の第１の実施の形態における寸法変化量測定方法は、測定試料載置ステップと、制御ステップと、寸法変化量検出ステップとを含んでいる。測定試料載置ステップは、測定試料５００を支持台１１０の載置面１２０上に載置する。制御ステップは、測定試料５００の一端部（下端部５０１）を突き当て端面１３０に当接させた状態で、試験槽２００内の温度および湿度を制御する。寸法変化量検出ステップは、寸法変化量検出部が、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の他端部（上端部５０２）までの長さＳの変化量を検出する。
【００５６】
本発明の第１の実施の形態における寸法変化量測定方法によっても、前述した測定装置１００および測定ユニット１０００の効果を奏することができる。
【００５７】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態における測定装置１００Ａの構成について説明する。図７は、測定装置１００Ａを試験槽２００内に配置した状態を模式的に示す側面図である。なお、図７では、図１〜図６で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図６に示した符号と同等の符号を付している。また、図７に示した矢視Ａも、図２と同じである。なお、測定装置１００Ａおよび試験槽２００は、測定ユニット１０００Ａを構成する。すなわち、測定ユニット１０００Ａは、測定装置１００Ａおよび試験槽２００を備えている。
【００５８】
ここで、図１と図７を対比する。図７では、第２の測長センサ１６０が新たに追加して設けられている点で、図１と相違する。この関係から、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０を含む構成が、寸法変化量検出部１７０となるものとする。
【００５９】
図１に示されるように、測定装置１００は、支持台１１０と、載置面１２０と、突き当て面１３０と、第１の測長センサ１４０と、支持柱部１５０と、第２の測長センサ１６０とを備えている。
【００６０】
図７に示されるように、第２の測長センサ１６０は、支持台１１０の鉛直上方側の端部に設けられている。第２の測長センサ１６０は、測定試料５００の他端部に接触することなく、測定試料５００の上端部５０２と対向するように支持台１１０に取り付けられている。第２の測長センサ１６０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける突き当て面１３０までの長さＳＡの変化量を検出または測定する。なお、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０は、寸法変化量検出部１７０に含まれる。すなわち、本発明の寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０を備えている。
【００６１】
そして、本発明の寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０の測定値の差分に基づいて、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。より具体的には、本発明の寸法変化量検出部は、第１の測長センサ１４０の測定結果（長さＳ）と、第２の測定センサ１６０の測定結果（長さＳＡ）の相対差分を計算したうえで、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。
【００６２】
これにより、支持台１１０の伸縮量を相殺することができるので、測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量の測定精度を向上することができる。また、本実施の形態における測定装置１００Ａでは、第２の測長センサ１６０によって、測定試料５００の測長方向Ｐにおける支持台１１０の長さを測定できるので、必ずしも、支持台１１０の材料を低熱膨張素材で形成しなくてもよくなる。ただし、支持台１１０を低熱膨張素材で形成することにより、測長方向Ｐ以外においても支持台１１０の伸縮による変形を抑えることができ、測定結果の信頼性を高めることができる。
【００６３】
第２の測長センサ１６０は、第１の測長センサ１４０と同様に、測定精度により好適なものが選択される。一方、支持台１１０および測定試料５００の寸法によっては、測長距離が長大になる。したがって、第２の測長センサ１６０には、たとえば、レーザ干渉計など最大測定可能距離が長大なものが用いられる。
【００６４】
また、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０は、必ずしも同一原理のものでなくともよいが、同一原理のものを使用した方が測定結果の信頼性は向上することが知られている。
【００６５】
なお、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、測定装置１００Ａを測定試料５００の数に応じて、試験槽２００内に複数組、用意することができる。これにより、複数の測定試料５００の長さの変化を、特許文献１に記載の技術のような固定方式によるばらつきを生じることなく、同時に測定することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、第２の測長センサ１６０を追加することにより、試験系のコストが増える面がある。一方で、本実施の形態における測定装置１００Ａは、支持台１１０の微細な熱膨張すら影響するような高精度および高分解能が要求される測定に適している。
【００６７】
以上、測定装置１００Ａの構成について説明した。
【００６８】
次に、測定装置１００Ａを用いて、測定試料５００の長さの変化量を測定する方法について、説明する。
【００６９】
まず、試験槽２００の内部を、たとえば常温常湿の状態に制御する。つぎに、測定試料５００を支持台１１０の載置面１２０上に載置する。このとき、測定試料５００の下端部５０１を突き当て面１３０に当接させる。
【００７０】
この状態で、第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２までの長さＳの変化量（変位）を測定する。また、第２の測長センサ１６０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける突き当て面１３０までの長さＳＡの変化量を測定する。
【００７１】
そして、寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０の測定値の差分に基づいて、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。より具体的には、本発明の寸法変化量検出部は、第１の測長センサ１４０の測定結果（長さＳ）と、第２の測定センサ１６０の測定結果（長さＳＡ）の相対差分を計算したうえで、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。
【００７２】
その後、試験目的に応じて試験槽２００内の状態を変化させた後、長さＳの変化量が飽和するまで、長さＳの変化量を繰り返して測定する。これにより、要因毎の長さＳの変化量を測定することができる。
【００７３】
以上、測定装置１００Ａを用いて、測定試料５００の長さの変化量を測定する方法について、説明した。
【００７４】
以上の通り、本発明の第２の実施の形態における測定装置１００Ａにおいて、寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０と、第２の測長センサ１６０とを備えている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの長さＳの変化量を測定する。第２の測長センサ１６０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける突き当て面１３０までの長さＳＡの変化量を測定する。そして、寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０の測定値の差分に基づいて、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。
【００７５】
このように、寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０の測定値の差分に基づいて、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。より具体的には、本発明の寸法変化量検出部は、第１の測長センサ１４０の測定結果（長さＳ）と、第２の測定センサ１６０の測定結果（長さＳＡ）の相対差分を計算したうえで、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量を検出する。
【００７６】
これにより、支持台１１０の伸縮量を相殺することができるので、測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離Ｓの変化量の測定精度を向上することができる。また、本実施の形態における測定装置１００Ａでは、第２の測長センサ１６０によって、測定試料５００の測長方向Ｐにおける支持台１１０の長さを測定できるので、必ずしも、支持台１１０の材料を低熱膨張素材で形成しなくてもよくなる。
【００７７】
また、本発明の第２の実施の形態における寸法変化量測定方法は、測定装置１００Ａと、試験槽２００を備える測定ユニット１０００Ａを用いて測定試料５００の長さの変化量を検出する方法である。
【００７８】
このとき、寸法変化量検出部１７０は、第１の測長センサ１４０と、第２の測長センサ１６０とを備えている。第１の測長センサ１４０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの長さＳの変化量を測定する。第２の測長センサ１６０は、測定試料５００の測長方向Ｐにおける突き当て面１３０までの長さＳＡの変化量を測定する。
【００７９】
そして、寸法変化量検出ステップは、第１の測定ステップと、第２の測定ステップとを含んでいる。第１の測定ステップでは、第１の測長センサ１４０が、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの長さＳの変化量を測定する。第２の測定ステップでは、第２の測長センサ１６０が、測定試料５００の測長方向Ｐにおける突き当て面１３０までの長さＳＡの変化量を測定する。そして、寸法変化量検出部１７０が、第１の測長センサ１４０および第２の測長センサ１６０の測定値の差分に基づいて、測定試料５００の測長方向Ｐにおける測定試料５００の上端部５０２（他端部）までの距離の変化量Ｓを検出する。
【００８０】
本発明の第２の実施の形態における寸法変化量測定方法によっても、前述した測定装置１００Ａおよび測定ユニット１０００Ａの効果を奏することができる。
【００８１】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００８２】
１００、１００Ａ    測定装置
１１０    支持台
１２０    載置面
１３０    突き当て面
１４０    第１の測長センサ
１５０    支持柱部
１６０    第２の測長センサ
１７０    寸法変化量検出部
２００    試験槽
５００    測定試料
１０００、１０００Ａ    測定ユニット
【図１】
2016169953.tif 000003
【図２】
2016169953.tif 000004
【図３】
2016169953.tif 000005
【図４】
2016169953.tif 000006
【図５】
2016169953.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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