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    公开号:WO1985004707A1
    申请号:PCT/JP1985/000181
    申请日:1985-04-10
    公开日:1985-10-24
    发明作者:Satoshi Mizuno
    申请人:Mitutoyo Mfg. Co., Ltd.；
    IPC主号:G01B7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 表 面 粗 さ 測 定 機
    [0002] 技術分野
    [0003] 本発明は、 表面粗 さ測定機に関する。
    [0004] 背景技術
    [0005] 今 日 、 被測定物の表面に当接させた接触子の微少変位 を電気信号 と し て検出 し、 こ の電気信号 を所定処理 し て 被測定物の表面粗 さ を測る表面粗さ測定機に あ つ ては 、 益 々 、 そ の精度向上が求め られてい る 。
    [0006] こ の種の測定機では、 その検出 された電気信号を処理 す る 方法 と し て 、 変位検出器のアナ ロ グ出力信号を直接 積分演箕す る ア ナ ロ グ型が広 く 利用 されていたが、 昨今 の電子技術の進歩に伴な つ てそのア ナ ロ グ出力信号を A
    [0007] Z D 変換 し ， デジ タ ル処理する デジ タ ル型が提案 されつ つ あ る 。
    [0008] 一般 に、 デ ジ タ ル型 と する場合、 測定精度 と の関係 に おいて測定デ ー タ の サ ン プ リ ン グ数が問題 と な る 。 例 え ば、 一定長 さ の測定長において、 サ ン プ リ ン グ数を少 な く する と 、 サ ン プ リ ン グ間隔が長 く なる た め 、 測定精度 の低下 を招 く 。 従 っ て、 サ ン プ リ ン グ数 を 多 く すれば、 精度的 には满足 させ る こ とができ るが、 サ ン プ リ ン グ数 を多 く する に は例えば高応答速度型の高級器 と し なけれ ばな ら ないの で 、 経済的に制限 される。 こ の ため 、 電気回路側の負担を軽減す る も の と し て、 サ ン プ リ ン グ処理速度 を一定 と し 、 被測定物の測定長 ( L ) に応 じ て ス タ イ ラ ス と の相対速度 を対応変化 さ せ る型が提案 されてい る 。 しか し なが ら、 こ の方法では、 測定長 （ L ) が長 く な る に従っ て単位長 さ 当 り の サ ン プ リ ン グ数が減少 し て し ま う結果、 測定長が長寸程精度が 落ち て し ま う 上、 測定長に応 じて相対速度を厳格に対応 変化 さ せ る こ と が植め て困難で あ る 、 と い う 欠点が あ る 。
    [0009] こ こ に おい て、 术発明の 目的は、 上述 し た欠点を解消 すべ く な された も の で、 精度的および経済的に も優れた 実用性の高い表面粗 さ測定機を提供する こ と に あ る 。
    [0010] 癸明の開示
    [0011] こ の ため、 太発明 の構成は、 測定機本体 と 、 こ の測定 璣本体 に一点が回動 自 在に支持されかつ その回動支点か ら所定距離離れた位置に接蝕子が設け られた測定ァ 一 ム を含む検出へ ッ ド と 、 前記測定アー ムの 回動変位を電気 信号 と し て検出する 変位検出器と、 こ の変位検出器の 出 力信号 を所定処理す る信号処理部と を含み、 前記接蝕子 と接蝕相対移動する 被測定物の表面粗さ を測る 表面粗 さ 測定機におい て、 前記変位検出器をアナ ロ グ信号出力型 と し 、 かっ こ のア ナ ロ グ出力信号をデジ タ ル信号に変換 す る ための A Z D 変換器を設ける と と も に、 こ の A Z D 変換器のデジ タ ル出力信号を演箕回路に よ リ 所定演箕処 理 し て被測定物の表面粗 さを箕出すべ く 構成す る 一方、 いずれの設定測定長 に おいて も 、 それ ら の測定長 を等間 隔な 2 の n 乗であ る N 個のサ ン プ リ ン グ数で分割 し 、 そ の各サ ン プ リ ン グ時の アナロ グ出力信号 を デジ タ ル信号 に変換 させる ベ く 前記 A / D 変換器をサ ン プ リ ン グ制御 す る た めの タ イ ミ ン グ回路を設けた、 こ と を特徴 と し て い る 。
    [0012] 図面の簡単な説明
    [0013] 第 1 図は表面粗 さ測定機の断面図、 第 2 図は 回路構成 を示す プ ロ ッ ク 図、 第 3 図はアナロ グス ィ ッ チ型可変抵 抗器を示すブ ロ ッ ク 図、 第 4 図は前記回路構成 と 異な る 回路構成 を示すプ ロ ッ ク 図'、 第 5 図乃至第 7 図 は表面粗 さ を示す図、 第 8 図は更に異なる回路構成を示す プ ロ ッ ク 図、 第 9 、 1 0 図 は表面粗 さ を示す図、 お よ び第 1 1 図は他の回路構成を示すブロ ッ ク 図であ る 。
    [0014] 発明 を実施するための最良の形態 第 1 図ほ本実施例の表面粗 さ測定機の断面 を示 し て い る 。 同図に おいて、 測定機太体 A には、 検出へ ッ ド B が 可動軸 2 を介 し て揺動 自在に支持されて い る 。 前記可動 軸 2 は 、 外側がケー ス 3 で覆われた支持体 4 を被測定物 の大き さや形状等に 対応させる 目 的で、 測定機 *体 A に 対 し て回転方向お よ び上下方向へ位置調整可能 に取付け られて い る と と も に 、 測定機 *体 A に対 し て着脱可能 と され、 これに よ り 検出ヘ ッ ド ' B が被測定物の形状等に応 じ て交換可能 に設け られている。 一方、 前記支持体 4 の 下面側 には、 棒状の測定ア ー ム 5 が十字ばね 6 を介 し て 揺動 自 在に取付け られている。
    [0015] 前記測定ア ー ム 5 は、 略中央が前記支持侓 4 に十字ば ね 6 を介 し て揺動 自 在に支持された第 1 の ア ー ム 7 と 、 こ の第 1 の ア ー ム 7 の一端に連結された第 2 の ア ー ム 8 と か ら耩成されてい る 。 前記第 1 のアー ム 7 は 、 その揺 動支点位置つ ま リ 十字ばね 6 の位置 よ. V 互いに逆方向へ 等距離離れた位置に それぞれ誘電体 9 ， 1 0 を備え、 か つ板ばねよ り なる 力 [T圧用ばね 1 1 に よ リ 図中時計方向へ 回動付勢 されてい る 。 加圧用ばね 1 1 は、 調整ね じ 1 2 に よ リ ばね力の大き さが加減でき る よ う に な っ てい る 。 . 前記第 2 の ア ー ム 8 は、 前記ケー ス 3 の 一端か ら一体 的に突設 された保護ケー ス 1 3 内に収納 され、 かつそ の 先端部 に第 2 のア ー ム 8 の轴線に対 して直角な接蝕子 1 4 を備えてい る 。 前記保護ケ ー ス 1 3 の先端部側面に は 半球状の案内部 1 5 が形成され、 こ の案内部 1 5 に前記 第 2 の ア ー ム 8 の接蝕子 1 4 を外部へ突出 させる ため の 開 口部 1 6 が穿設 されている。 これに よ リ 、 例えばテ ー ブル i 7 上に載置 された被測定物 1 8 の測定面に接蝕子 1 4 を 当接 さ せた後、 テーブル 1 7 を図中矢示方向へ移 勖 させれば、 被測定物 1 8 の表面粗さに よ っ て測定ァ ー ム 5 が十字ばね 6 を支点 と して揺動され る 。
    [0016] 一方、 前記支持体 4 には、 前記第 1 の ア ー ム 7 の各誘 電体 9 ， 1 0 と 対向 す る位置に一対の検 出 コ イ ル 2 1 , 2 2 が各誘電体 9 , 1 0 と間隙を も っ て それぞれ埋設 さ れてい る と と も に 、 前記第 1 のアー ム 7 の他端 と 対応 す る 位置 に前記測定ア ー ム 5 を所定姿勢に保持す る 保持装 置 2 5 が設 け ら れ て い る 。 前記検 出 コ イ ル 2 1 , 2 2 は、 それぞれ リ ー ド線 2 3 ， 2 4 に よ り 前記可動轴 2 内 を通 つ て前記測定機 *体 A内の信号処理部 C に導入 さ れ てい る 。 また、 前記保持装置 2 5 が前記測定機术体 A か ら の信号に よ り 作動 される と 、 測定アー ム 5 は そ の他端 が前記ケー ス 3 内の突起 2 6 へ付勢 された姿勢 に保持 さ れ る よ う に な っ て い る 。 これに よ り 、 測定ア ー ム 5 の 接 蝕子 1 4 は保護ケ ー ス 1 3 内へ収納 され る よ う に な っ て い る 。 な .お 、 前記支持体 4 、 測定 ア ー ム 5 、 接触子 1 4 、 誘電体 9 、 1 0 お よび検出コ イ ル 2 1 、 2 2 に よ り 検出へ ッ ド B が構成 されている。
    [0017] 第 2 図 は 前記測定機末体 A 内 の 回路構成を示 し て い る 。 同図に おいて、 前記一対の検出コ イ ル 2 1 ， 2 2 と ア ナ ロ グ ス ィ ッ チ型可変抵抗器 3 1 と に よ り 、 前記測定 ア ー ム 5 の回動変位 を電気信号 と し て検出 す る ア ナ ロ グ 信号出 力型変位検出器 と し てのブ リ ッ ジ 回路 3 2 が構成 され、 こ の ブ リ ッ ジ 回路 3 2 の入出力線 は前記信号処理 部 C に接統 されてい る 。 前記アナロ グス ィ ッ チ型可変抵 抗器 3 1 は、 第 3 図 に示す如 く 、 複数の抵抗 3 3 , 〜 3 3 6 を順次直列 に接続 し、 そ の各抵抗 3 3 , 〜 3 3 6 と 並列に ア ナ ロ グ ス ィ ッ チ 3 4 t 〜 3 4· 6 を それぞれ接続 し 、 こ の各ア ナ ロ グ ス ィ ッ チ 3 4 t 〜 3 4 s を 制御部 3 5 に よ っ て制御す る よ う に し た も の であ る 。 これに よ リ 、 測定ア ー ム 5 が或姿勢状態にあ る と き 、 前記两検出 コ イ ル 2 1 , 2 2 の接続点の出力信号 S i の位相 と抵抗 3 3 3 , 3 3 + の接続点の出力信号 S 2 の位相 と が互い に 逆 に な る よ う に 、 予め 設定す る こ と がで き る 。 従 つ て、 こ の設定状態か ら測定ア ー ム 5 が被測定物 1 8 の表 面粗さ に よ っ て変位する と 、 各誘電体 9 ， 1 0 と 検出 コ ィ ル 2 1 ， 2 2 と の間隙の変化に基づき 、 各検出 コ イ ル
    [0018] 2 I , 2 2 の イ ン ダ ク タ ン ス が変動する 結果、 その イ ン ダ ク タ ン ス の変動が プ リ ッ ジ回路 3 2 を 介 して測定値 と し て出 力 され る 。
    [0019] 前記 ブ リ ッ ジ回路 3 2 からの出力、 つ ま リ 両検出 コ ィ ル 2 1 , 2 2 の接続点の 出力信号 と 前記抵抗 3 3
    [0020] 3 ， 3 3 4 の接铳点の出力信号 S 2 と は、 抵抗 3 6 , 3 7 を通 じ て演算増幅器 3 8 へそれぞれ入力 されそ こ で互 い に 合成 された後 、 A / D 変換器 3 9 へ年え られて い る 。 こ の と き 、 出方信号 S t と 出力唇号 S 2 と の位相が 逆であれば、 両信号 S i ， S 2 が互いに打 ち消 される た め， 演算増幅器 3 8 か らの出力は零と な る。
    [0021] ' 前記 0 変换器 3 9 は、 タ イ ミ ング回路 4 0 か ら の 変換指令パ ル ス が年え られる毎に、 前記演算増幅器 3 8 か ら の 出力信号をデ ジ タル信号に変換す る。 前記 タ イ ミ ン グ回路 4 0 は 、 ク ロ ッ ク パ ル ス 発生器 4 1 か ら の ク D ッ ク パル ス を カ ウ ン ト し、 そ の カ ウ ン ト 数が測定長設 定器 4 2 で設定 された測定長 〜 L 3 に対応す る カ ウ ン ト 数 に達す る 毎に変換指令パルス を A Z D変換器 3 9 へ与え る よ う に な っ ている。 こ こでは、 測定長設定器 4 2 で設定 され る 3 種の測定長 （ J I S規定の L 1 = 0 . 2 5 nini s L ≥ = 0 . 8 mo, L 3 = 2 . 5 mm) を 予め設定 さ れた サ ン プ リ ン グ数 Nに それぞれ等分する よ う に 、 各 測定長毎に異 な る カ ウ ン ト 数が設定 され てい る 。 また 、 サ'ン プ リ ン グ数 Nは 、 表面粗 さが最大高 さ （ R ma ^方式 の場合 2IQ で あ る 1 0 2 4 に 、 表面粗 さ が中心線平均粗 さ （ R a ) 方式の場合 2f であ る 5 1 2 に予め設定 され てい る 。 これ に よ り 、 A Z D変換器 3 9 か ら は 、 測定長 設定器 4 2 で設定 される いずれの測定長 に おいて も 、 そ の測定長を サ ンプ リ ン グ数 Nで等分 した N個のデ ジ タ ル 信号が演算回路 4 3 へ与え られる。
    [0022] 前記演算回路 4 3 は、 演算処理指令部 4 4か ら年え ら れ る最大高 さ （ R mas ) 演算指今または 中心線平均耝 さ ( R a ) 演算指今に応 じ て、 前記 A Z D 変換器 3 9 か ら のデジ タ ル信号を演箕処理 し、 その結果 を プ リ ン タ 4 5 で記録 させ る 。 ま た、 A ZD変換器 3 9 か ら のデ ジ タ ル 信号が予め設定 された過大値、 例えばプ リ ン タ 4 5 が ス ケ ー ル ア ウ ト する値 を越える と 、 警報器 4 6 か ら警報が 発 せ ら れ る よ う に な っ て い る 。 な お 、 最大高 さ （ R na 2 ) 方式の場合に は、 A ZD変換器 3 9 か ら与え られる N個のデー タ の中の最大値と最小値 と の差に よ リ 求め る こ と ができ る 。 また 、 中心線平均粗さ （ R a ) 方式の場 合に は、
    [0023] y = Γ I f(x)|dx
    [0024] Jo で求め る こ と ができ る 。
    [0025] 従 っ て、 本実施例に よれば、 各測定長を予め設定 され たサ ン プ リ ン グ数 N で等分し、 各サ ンプ リ ン グ時の信号 を デ ジ タ ル信号に変換 し、 これを基に被測定物の表面粗 さ を求める ょ ラ に したので、 測定長にかかわ ら ず両者の 相対移動速度を変え る こ と な く サ ンプ リ ン グ数 を一定に でき 、 そ のためサ ン プ リ ング数の低下に よ る精度低下が ない。
    [0026] ち なみに、 J I S ( 日： 工業親格） 親定の測定長 L t = 0 . 2 5 m , L 2 = 0 . 8 mm、 L 3 = 2 . 5 mnの それ ぞれに ついて、 最大高 さ （ R mas ) 方式に よ り サ ン プ リ ン グ数 N を N - 1 6 0 0 0 で測定した と き の最大高さ 、 0 . 2 8 μ. α を 真値 と し 、 サ ン プ リ ン グ数 N を 8 0 0 0 、 4 0 0 0 、 2 0 0 0 、 1 0 0 0 にそれぞれ変化 させ た と き の最大高さ の真値に対する誤差率は、 次表の よ う に な っ た。 なお、 試片は東京都立工業技術セ ン タ 製 ラ ツ プ加工片を用いた。 ~ 長 0.25mo 2.5mai
    [0027] 8000 0 .80 % 0 . 00 %
    [0028] 4000 1.40% 0.08%
    [0029] 2000 4.80% 0.23%
    [0030] 1000 5.80% 2.50 0.75 これ に よ る と 、 各測定長について、 サ ン プ リ ン グ数 N が減少す る に従 っ て真値、 つま リ サ ン プ リ ン グ数 N == 1 6 0 0 0 時の最大高 さ に対する誤差率が増大す る こ と が 解 る 。 しか し 、 測定長 - 0 . 2 5 mm、 サ ン プ リ ン グ 数 N = 1 0 0 0 で も 、 L i - 0 . 2 5 minの場合の真値が 0 . 3 8 ^ m であ る か ら、 誤差は 0 o . 3 8 fL m X 0 . 0 5 8 = 0 . 0 2 2 a であ リ 、 実用上精度的に 問題 と な る こ と は な い。 ま た 、 中 心線平均粗 さ （ R a ) 方式で は、
    [0031] y = fL I千 (x) Idx
    [0032] Jo
    [0033] ゆえ 、 サ ン プ リ ン グ数 Nは更に小 さ く て も よ く 、 サ ン プ リ ン グ 数 N = 5 0 0 以上 な ら と リ わ け良好であ る 。 従 っ て、 サ ン プ リ ン グ数 N を、 最大高 さ （ R mas ) 方式 と し た場合 N = 1 0 2 4以上、 中心線平均粗 さ （ R a ) 方式 と し た場合 N = 5 1 2以上とすれば、 実用上精度的 に問題 と な る こ と は ない。 また 、 測定長設定器 4 2 に設定された測定長 L , 、 L 2 . L 3 に応 じて、 その測定長をサ ン プ リ ン グ数 N に 自 動的 に等分割する の で、 箱対移動速度の調整が不要で あ る 。
    [0034] また、 サ ン プ リ ン グ数 N を 2 "^ " と した の で、 シ フ ト 方 式に よ り 演箕で き ， そ の結果演算時 BIの短縮化、 プ ロ グ ラ ム の簡素化、 ハー 構成面の簡素化が それぞれ達成で き る 。 こ の こ と は 、 経済的に も 有利 であ る ばか り で な く 、 メ モ リ 容量を 小 さ く で き る の で消費電力 を低減で き 、 特に電池内蔵の携帯型に好適であ る 。
    [0035] なお、 前記説明 に おいて、 演算処理結果を プ リ ン タ で 記録させ、 所定の設定値を越えた と きに警報を ¾する 構 成 と し たが、 第 4 図 に示される よ う な回路構成 と して も よい。 第 4 図におけ る演箕回路 4 3 は、 前記 A Z D 変換 器 3 9 か ら のデジ タ ル信号を順次プ リ ン タ 4 5 で記録 さ せ る と と も に 、 そ のデ ジ タ ル信号 を基に最小 自乗法に よ っ て平均線 を求め 、 こ の平均線の煩き を記億装置 5 0 へ記億 させる 。 因に 、 最小自乗法に よ る 平均線を、
    [0036] y = A + B X ( 1 ) と する と 、
    [0037] であ る か ら 、 前記 （ 3 ) 式に よ っ て平均線の傾 き を求 め る こ と が で き る 。 た だ し 、 n は総 サ ン プ リ ン グ数、 X i 、 y i は i 番 目 の サ ン プ リ ン グ時におけ る x 座標 と y 座標の値であ る 。
    [0038] 一方前記 A Z D変換器 3 9か らのデジ タ ル信号は 、 前 記演算回路 4 3 のほかに、 警報器 4 6 お よ びゲ イ ン謌整 回路 5 1 へ年え られ てい る。 また、 前記ゲ イ ン調整回路 4 7 は 、 前記 A / D 変換器 3 9からのデ ジ タ ル出力信号 が過大値、 例えばプ リ ン タ 4 5がス ケー ルア ウ ト する 値 を越え た と き 、 前記記憶装置 4 4に記憶 されて い る 平均 線の傾 き 、 つ ま リ 被測定物 1 8 と接蝕子 1 4 と の移動基 準線に対する 相対傾斜角度に基づき 、 前記 A / D変換器 3 9 の ゲ イ ン を調整する。 これに よ り 、 例えば、 被測定 物 1 8 と 接蝕子 1 4 と の移動基準線に対す る 相対傾斜角 度が零の と き 第 5 図 の測定値を示 してい た も のが、 相対 移動時の傾斜 角度 に よ っ て測定 値が第 6 図の よ う に ス ケ ールア ウ ト する と 、 次の測定時には第 7 図の よ う に補 正 され る こ と と な る 。
    [0039] こ の よ う な構成に よれば、 A Z D変換器 3 9 か ら のデ ジ タ ル信号を基に最小自乗法に よ っ て平均線 を求め、 そ の平均線の傾 き 、 つ ま り 被測定物と接蝕子 1 4 と の移動 基準線 に対す る相対傾斜角度を記憶 し、 前記デ ジ タ ル信 号が予め設定 さ た過大値を越えた と き 、 相対傾斜角度 に基 き A Z D変換器 3 9 のゲ イ ンを調整する よ う に し た ので、 表面耝 さの測定に当っ てスケールアル ト する こ と な く 適正測定 を行な う こ とができ る。 ま た前迹の よ う に 測定値がス ケ ールア ウ ト した際に、 次の測定に備え てゲ イ ン調整され る ため、 調整作業が不要であ り 迅速測定 が可能であ る 。
    [0040] な お 、 前記記億装置 5 0 に記億 さ れた平均値の煩 き は、 第 8 図に示され る よ う に指令値と し て前記制御部 3 5 に羊え られ る よ う に し ても よい。 この場合、 制御部 3 5 は 、 指今値 と し て与え ら れ る 傾 き が打消 される 方向 へ 、 ア ナ ロ グ ス ィ ッ チ 3 4 , 〜 3 4 6 を制御す る と と も に 、 抵抗 3 3 t 〜 3 3 6 の値を無段階に調整 し 、 これ に よ 9 測定値が &勖的に铺正される。 例え ば、 測定値が第 9 図の よ う に ス ケー ルア ウ ト する と 、 次の測定作業では 第 1 0 図のよ う に補正 される。
    [0041] こ の方法に よれば、 測定計のゲ イ ンを 調整す る も の で ないか ら 、 測定精度を低下させる こ とが ない と い う効果 が付加でき る 。
    [0042] さ ら に、 検出へ ッ ド '交換型の表面粗さ測定機に あ っ て は、 第 i 1 図 に示ざれる よ う に、 検出へ ッ ド B ご と に異 な る識別マー ク 5 4 を付設する と と も に 、 各検出へ ッ ド' B ご と の特性を その検出へッ ド ' Bの讒別マー ク と対応 し て記億させ、 検 Φへ ッ ド Bが交換される 都度、 そ の検出 へ ッ ド B の識別マ ー ク を読取る読取装置 5 5 を信号処理 部 C に設け、 読取 っ た讒別マー ク に対応する特性値に基 づい て演算回路 4 3 に予め設定された定数を更新する よ う に す る こ と 力 で き る 。
    [0043] こ の際、 前記演算回路 4 3 の定数 K は前記検出へ ッ ド が交換 さ る 都度、 補正回路 5 2 に よ っ て 自動的 に更新 される よ う に な っ てい る。 補正回路 5 2 は、 検出へ ッ ド B が交換 された後、 そ の検出へ ッ ド ' B の識別マ ー ク 5 4 が前記読取装置 5 5 に よ っ て読取 られた際、 記憶装置 5 3 の中か ら読出 された前記識別マー ク 5 4 に対応す る 特 性値に基づい て前記演算回路 4 3 の定数 K を更新す る 。 前記記億装置 5 3 に は ， 交換 される検出へ ッ ド B の識別 マー ク 5 4 毎 に その特性値が予め記億 されてい る 。 例 え ば、 各検出へ ッ ド ' B 毎の測定ア ー ム 5 の 回動変位量 と 出 力信号 と の特性曲線等が予め記億されて い る 。 これに よ リ 、 いずれか の検出 へ ッ ド Β が測定機器 *体 Α に取付け られた後、 そ の検出ヘ ッ ド B の識別マー ク 5 4 が読取装 置 5 5 で読取 られる と 、 記憶装置 5 3 の 中か ら 読取装置 5 5 で読取 られた識別マー ク 5 4 と対応する特性値が読 出 され る 。 する と 、 補正回路 5 2 は、 記憶装置 5 3 の 中 か ら読出 された特性値に基づいて演算回路 4 3 の定数 K を更新する。 つま リ 、 以後更新された定数が演算の補正 値 と し て利用 される 。
    [0044] こ の よ う な構成に よれば 検出へ 、 y ド B を交換す る 都 度、 信号処理回路 C のマ ッ チ ングを行 う 必要が ない と い う 効果があ る 。 なお、 測定長は、 上記実施例で述べた 3 種の測定長 L I = 0 . 2 5 m m、 L 2 = 0 . 8 m is . L 3 = 2 . 5 m mに 限 られる も ので な く 、 少な く と も J I S に規定 されてい る 測定長を対象 と して も差 しつかえない。
    [0045] ま た 、 変位検出器 と し ては 、 上記実施例で述べた ブ リ ッ ジ 回路 3 2 の構造のほか、 例えば差動 ト ラ ン ス等測 定ア ー ム 5 の回動変位をアナロ グ信号と して検出 でき る も のであればいずれ でも よい。
    [0046] 更に 、 被測定物 1 8 と接蝕子 1 4 と の梠対移動ほ、 上 記実施例 と は逆に接蝕子 1 4 を被測定物 1 8 に対 し て移 動させ る よ う に して も よい。 こ の際、 両者の相対移動畺 を例えばエ ン コ ー ダ等に よ り 検出 し、 こ の エ ン コー ダか ら の出 力を ク ロ ッ ク ノ、*ル ス癸生器 4 1 か ら の ク ロ ッ ク バ ル ス の代 り に タ イ ミ ン グ回路 4 0 へ入力 し ， タ ィ ミ ン グ 回路 4 0 に おい てエ ン コーダか らの出力 を測定長に応 じ て カ ウ ン ト し 、 変換指令パル スを発する よ う に し て も よ い。 こ の よ う にする と 、 両者の相対移動速度が変動 し て も単位長当 り のパル ス数が変動する こ と がない利点が あ る。
    [0047] 以上の通 り 、 本癸明 に よれば、 測定長 にかかわ らず両 奢の相対移動速度を変える こ と な く サ ン プ リ ン グ数を一 定に で き 、 従 っ て精度的にも優れかつ安価な表面耝 さ測 定機を提供する こ と ができ る。
    [0048] 産業上の利用可能性 太発明 に係 る表面粗 さ測定機は、 被測定物の表面形状 を測定する測定分野全般に利用する こ と がで き る 。
    权利要求:
    Claims

    請求の範囲
    1 ， 測定璣末体 と 、 こ の測定機太体に一点が回動 自在 に 支持されかつ その回動支点か ら所定距離離れた位置に接 蝕子が設け ら れた測定アーム を舍む検出へ ッ ド、 と 、 前記 測定ア ー ム の 回勖変位を電気信号と し て検出する変位検 出器 と 、 変位検 器の出力信号を所定処理する信号処理 部 と を合み、 前記接蝕子と接蝕相対移動する被測定物の 表面粗 さ を測 る表面粗 さ測定機において、 前記変位検出 器を ア ナ Q グ信号出 力型と し、 かっ この ア ナ ロ グ出力信 号をデジ タ ル信号に変換するための A Z D 変換器を設け る と と も に、 こ の A Z D変換器のデジタ ル出力信号を演 箕回路に ： U 演算処理 して被測定物の表面粗 さ を算出す ベ く 構成する一方、 いずれの設定測定長におい て も 、 そ れ ら の測定長 を等間隔な' 2 の n乗であ る N個のサ ンプ リ ン グ数で分割 し 、 そ の各サ ンプ リ ング時のアナ ロ グ出力 信号を デジ タ ル僮号に変換させるベ く 前記 A Z D 変換器 を サ ン プ リ ン グ制御するための タ イ ミ ン グ回路を設けた こ と を特徴 と する表面粗さ測定機。
    2 . 特許請求の範囲第 1 項において、 前記サ ン プ リ ン グ 数 N を 、 前記表面粗 さ の演算処理が最大高 さ方式 （ R ina s ) の場合、 1 0 2 4以上と じたこ と を特镦 と する表面 粗さ測定機。
    3 . 特許請求の範囲第 i 項において、 前記サ ン プ リ ン グ 数 N を 、 前記表面粗 さ の演算処理が中心線平均耝 さ方式 ( R a ) の場合、 5 1 2 以上 と した こ と を特徵 と す る 表 面粗 ざ測定機。
    4 . 特許請求の範囲—第 1 項において、 前記演算回路は 、 過大計測値を検出 し た と き に警報器に よ リ 警報 を発す る よ う 構 成 さ れ て い る こ と を 特徴 と す る 表面粗 さ測定 璣。
    5 . 特許請求の範囲第 1 項において、 前記演箕回路は前 記 A Z D 変換器の出力信号か ら被測定物 と 測定 ア ー ム と の移動基準線 に対す る 相対傾斜角度を求め る よ う構成 ざ れ、 こ の演箕回路に よ っ て求め られた相対傾斜角度か ら 次の測定時の測定系ゲ イ ン を調整する ゲ イ ン調整回路が 設け られた こ と を特徴 と する表面粗さ測定機。
    6 . 特許請求の範囲第 1 項において、 前記演算回路は、 最小 自 乗法に よ る 平均線 と し て前記相対傾斜角度を求め る よ ラ に形成 されて い る こ と を特徵 と す る表面粗 さ測定
    7 . 特許請求の範囲第 5 項において、 演箕回路に よ っ て 求め られた相対傾斜角度を記憶する記憶装置が設け られ る と と も に 、 こ の記憶装置に記億された相対傾斜角度 を 指令値 と し て そ の相対傾斜角度を打消す方向へ前記変位 検出器の出力信号を コ ン ト ロ ールする調整手段が設け ら れてい る こ と を特徵 と する表面粗さ測定機。
    8 . 特許請求の範囲第 7 項において、 前記変位検出器は 電磁誘導型 プ リ ッ ジ 回路であ る こ と を特徴 と す る表面粗 さ測定機。
    9 . 特許請求の範囲第 7 項において、 前記調整手段は前 記プ リ ッ ジ回路の抵抗をコ ン ト ロールす る よ う構成 され てい る こ と を特徴と する表面粗さ測定機。
    1 0 . 特許請求の範囲第 1 項において前記検岀ヘ ッ ドが 測定機本体に交換可能に設けられている こ と を特徵 と す る表面粗さ測定機。
    1 1 . 特許請求の範囲第 1 0 項において 、 前記演算回路 は前記検出へ ッ ドか ら 出力される被測定物の寸法等に対 応する電気信号を予め設定された定数を用いて演箕処理 する ょ ラ耩成 され、 前記検出へ ッ ド '毎に異な る 識別マ ー ク を 設け る と と も に 、 前記信号処理部側 に、 前記識別 マー ク を 自動的に読取る ための読取装置 と 、 各検出へ ッ ド毎の特性値を記億する記億装置と を それぞれ設け、 か つ前記検出へ ッ ドが交渙された後前記読取装置 に よ っ て そ の検出へ ッ ドの識別マー クが読取 られた と き 、 前記記 億装置 に記億 された前記識別マー ク と対応する 検出へ ッ ドの特性値に基づいて前記信号処理部の定数を 自動的に 更新す る補正回路を備えたこ と を特徴 と する表面粗 さ測 定機。
    1 2 . 特許請求の範囲第 1 1 項において、 前記記憶装置 は、 前記信号処理部に接铳された検出部の出力信号か ら そ の検出部の特性値 を検出 し、 この特性値を前記読取装 置で読取 っ た識別マ 一 ク と対応させて自 動記億する よ う に形成 されて い る こ と を特徴する表面耝 さ測定機。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US4665739A|1987-05-19|
    DE3590145T0||
    DE3590145C2|1990-02-22|
    GB8527703D0|1985-12-11|
    GB2165361A|1986-04-09|
    GB2165361B|1988-01-27|
    DE3590145T1|1986-04-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS582361B2|1974-08-22|1983-01-17|Kosaka Kenkyusho Kk||
    JPS5930008A|1982-08-12|1984-02-17|Toshiba Corp|Online evaluation device for analyzing configuration of surface|CN1037125C|1992-07-10|1998-01-21|山东工业大学|一种检测表面粗糙度的方法及装置|GB553108A|1941-12-02|1943-05-07|Harry Shaw|Improvements in or relating to apparatus for determining the roughness of surfaces|
    DE891374C|1942-04-23|1953-09-28|Johannes Dr-Ing Perthen|Einrichtung zur Abtastung von Oberflaechen und Modellen|
    US2397923A|1943-02-26|1946-04-09|Brush Dev Co|Roughness measuring means|
    GB1318701A|1970-01-30|1973-05-31|Rank Organisation Ltd|Methods ofwaveform analysis and apparatus therefor|
    US3795132A|1972-05-30|1974-03-05|Caterpillar Tractor Co|Curved surface finish analyzer|
    JPS51149052A|1975-04-23|1976-12-21|Rank Organisation Ltd|Method of and apparatus for measuring surface|
    DE2535912C3|1975-08-12|1979-12-13|Salje, Ernst, Prof. Dr.-Ing., 2106 Bendestorf||
    DE2620895C3|1976-05-12|1980-11-20|Hommelwerke Gmbh, 7220 Schwenningen||
    DE2654421C2|1976-12-01|1985-06-27|Hommelwerke Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen, De||
    US4133204A|1978-05-15|1979-01-09|The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy|Roughness diagnostic tool|
    US4200986A|1978-09-21|1980-05-06|Ait Corporation|Digital indicator|
    JPS5810602A|1981-07-10|1983-01-21|Shikishima Boseki Kk|Deviation analyzer for slugs of filament|
    US4573131A|1983-08-31|1986-02-25|John Corbin|Method and apparatus for measuring surface roughness|US4765181A|1985-08-08|1988-08-23|Tokyo Seimitsu Co., Ltd.|Surface texture measuring instrument|
    GB8605324D0|1986-03-04|1986-04-09|Rank Taylor Hobson Ltd|Metrological apparatus|
    JPH0419461Y2|1987-04-06|1992-05-01|||
    US4776212A|1987-06-19|1988-10-11|Federal Products Corporation|Pocket surface roughness gage|
    US4928517A|1987-08-10|1990-05-29|Precision Devices Inc.|Surface measuring instrument link arm assembly|
    JP2582278B2|1988-02-20|1997-02-19|バンドー化学株式会社|クリ−ニングブレ−ドの稜線検査装置|
    FR2645638A1|1989-04-11|1990-10-12|Inst Superieur Etat Surfaces|Procede et dispositif de mesurage profilometrique de large echelle et leurs applications a la mesure de l'etat de surfaces de forme quelconque|
    DK0404597T3|1989-06-23|1997-01-06|Rank Taylor Hobson Ltd|Metrologisk apparat og fremgangsmåde til kalibrering af samme|
    US5189906A|1989-11-28|1993-03-02|Digital Instruments, Inc.|Compact atomic force microscope|
    US5085070A|1990-02-07|1992-02-04|At&T Bell Laboratories|Capacitive force-balance system for measuring small forces and pressures|
    DE4214523C2|1992-05-01|1994-09-22|Juergen Dr Manthey|Verfahren zur Beeinflussung der Körperhaltung|
    GB2272059B|1992-10-20|1996-03-20|Mitutoyo Corp|Surface-roughness measuring apparatus|
    CA2112792A1|1993-01-29|1994-07-30|Donald F. Rogowski|Paper surface roughness analyzer|
    JP3199141B2|1993-07-07|2001-08-13|ソニー株式会社|ドラムリード測定装置と測定方法|
    GB2281779B|1993-09-14|1997-04-23|Rank Taylor Hobson Ltd|Metrological instrument|
    US5838445A|1995-06-07|1998-11-17|Micron Technology, Inc.|Method and apparatus for determining surface roughness|
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    1985-10-24| AK| Designated states|Designated state(s): DE GB US |
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    JP59/71338||1984-04-10||
    JP7133884A|JPS60214207A|1984-04-10|1984-04-10|Surface roughness measuring machine|
    JP7133784A|JPS60214206A|1984-04-10|1984-04-10|Surface roughness measuring machine|
    JP7133684A|JPS60214205A|1984-04-10|1984-04-10|Surface roughness measuring machine|
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    JP7133984A|JPS60214212A|1984-04-10|1984-04-10|Measuring instrument|GB08527703A| GB2165361B|1984-04-10|1985-04-10|Surface roughness measuring machine|
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