知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022169398
(43)【公開日】2022-11-09
(54)【発明の名称】テストインジケータ
(51)【国際特許分類】
G01B 3/22 20060101AFI20221101BHJP
【ＦＩ】
G01B3/22 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021075437
(22)【出願日】2021-04-27
(71)【出願人】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】100143720
【弁理士】
【氏名又は名称】米田 耕一郎
(72)【発明者】
【氏名】寺内 達志
【テーマコード（参考）】
2F061
【Ｆターム（参考）】
2F061AA01
2F061AA52
2F061FF22
2F061FF36
2F061FF72
2F061GG01
2F061HH73
2F061JJ71
2F061SS02
2F061SS03
2F061SS18
2F061SS28
(57)【要約】
【課題】長さの異なる測定子２１０に交換することを許容し、測定子２１０が届く範囲を長くできるようにしたテストインジケータ１００を提供する。測定子２１０の回転角が大きくなることを許容し、広い測定範囲で正確な測定値を表示するテストインジケータ１００を提供する。
【解決手段】テストインジケータ１００の演算部４００は、測定子２１０の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部４２０と、エンコーダ３４０による検出値を測定値に換算する換算比を測定子２１０の長さに応じて変更して測定値の補正を行う測定子２１０長さ補正演算部４００と、を備える。また、演算部４００は、エンコーダ３４０による検出値に基づいて測定子２１０の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出部４１０と、回転角算出部４１０で算出された回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算部４００と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】テストインジケータ１００の演算部４００は、測定子２１０の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部４２０と、エンコーダ３４０による検出値を測定値に換算する換算比を測定子２１０の長さに応じて変更して測定値の補正を行う測定子２１０長さ補正演算部４００と、を備える。また、演算部４００は、エンコーダ３４０による検出値に基づいて測定子２１０の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出部４１０と、回転角算出部４１０で算出された回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算部４００と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
【請求項2】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出部と、
前記回転角算出部で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出部と、
前記回転角算出部で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
【請求項3】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準たわみ誤差記憶部と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出部と、
前記たわみ算出部で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準たわみ誤差記憶部と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出部と、
前記たわみ算出部で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
【請求項4】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準往路たわみ誤差記憶部と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶した基準復路たわみ誤差記憶部と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出部と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出部で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出部で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準往路たわみ誤差記憶部と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶した基準復路たわみ誤差記憶部と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出部と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出部で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出部で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータ。
【請求項5】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、を備えるテストインジケータの制御方法であって、
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
【請求項6】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、を備えるテストインジケータの制御方法であって、
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転変位量検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出工程と、
前記回転角算出工程で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転変位量検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出工程と、
前記回転角算出工程で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
【請求項7】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、を備えるテストインジケータの制御方法であって、
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転変位量検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準たわみ誤差記憶工程と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出工程と、
前記たわみ算出工程で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転変位量検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準たわみ誤差記憶工程と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出工程と、
前記たわみ算出工程で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
【請求項8】
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、を備えるテストインジケータの制御方法であって、
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転変位量検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準往路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶する基準復路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出工程と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出工程で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出工程で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転変位量検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準往路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶する基準復路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出工程と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出工程で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出工程で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことを特徴とするテストインジケータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、テストインジケータに関する。
【背景技術】
【0002】
テストインジケータ（いわゆるてこ式ダイヤルゲージ）が知られている（例えば特許文献１）。
テストインジケータは、本体ケースに回転変位可能に軸支された測定子を有する。測定子は、その先端に接触子を有する。そして、テストインジケータは、接触子の変位をてこの原理で拡大する。これにより、テストインジケータは、高精度、高分解能の測定器となっている。
テストインジケータは、本体ケースに回転変位可能に軸支された測定子を有する。測定子は、その先端に接触子を有する。そして、テストインジケータは、接触子の変位をてこの原理で拡大する。これにより、テストインジケータは、高精度、高分解能の測定器となっている。
【0003】
テストインジケータは、円周振れ、全振れ、平面度、平行度といった微小変位測定や、マスターワーク（またはブロックゲージ）に対する加工製品の加工誤差といった精密比較検査に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００８－３０９６８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
テストインジケータの使用にあたって留意すべきことがある。それは、測定子を長さが異なるものに交換してはいけない、ということである。
回転軸を回転中心として回動する測定子の変位（回転変位）をてこの原理で拡大するという構造上の特徴から、測定子の長さが変わってしまうと拡大比が違ってきてしまうので、表示される測定値が接触子の変位とは全くずれたものになってしまうからである。したがって、測定対象物や測定条件によって測定子の長さを変更したい場合に備えて、測定子長さが異なる機種をそれぞれ用意しておかなければならない。
多くの測定対象物（ワーク）を同時に並行して検査するような工作現場を考えると、測定子長さが異なる機種をそれぞれ複数台用意しなければならない。
回転軸を回転中心として回動する測定子の変位（回転変位）をてこの原理で拡大するという構造上の特徴から、測定子の長さが変わってしまうと拡大比が違ってきてしまうので、表示される測定値が接触子の変位とは全くずれたものになってしまうからである。したがって、測定対象物や測定条件によって測定子の長さを変更したい場合に備えて、測定子長さが異なる機種をそれぞれ用意しておかなければならない。
多くの測定対象物（ワーク）を同時に並行して検査するような工作現場を考えると、測定子長さが異なる機種をそれぞれ複数台用意しなければならない。
【0006】
また、テストインジケータは、高精度、高分解能であって、なおかつ簡易に測定できるという利便性の高い測定器であるが、測定子の長さは１５ｍｍ～２０ｍｍであり、例えば、２０ｍｍを超えるような深さを有する孔の内面の深い箇所はテストインジケータでは測定できない。これは、２０ｍｍを超えるような長い測定子の場合、測定子にたわみが生じ、測定誤差が大きくなるためである。
【0007】
また、テストインジケータは極微小な形状検査には使えるが、測定範囲が２ｍｍを超えるような場合にはテストインジケータでは測定できない。これは、測定子が回転運動するため、微小範囲であれば、接触子の円弧軌道と接触子の垂直方向変位とは同じと見なせるが、回転角が大きくなってくると、円弧の長さと垂直方向変位とのずれが大きくなってきてしまうからである。
測定子長さの制限と回転角の制限とにより、テストインジケータの測定範囲は大きくても２ｍｍまでである。
測定子長さの制限と回転角の制限とにより、テストインジケータの測定範囲は大きくても２ｍｍまでである。
【0008】
本発明の目的は、長さの異なる測定子に交換することを許容し、測定子が届く範囲を長くできるようにし、また、測定子の回転角が大きくなることを許容し、広い測定範囲で正確な測定値を表示するテストインジケータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のテストインジケータは、
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算部と、を備える
ことを特徴とする。
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、
前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、
前記測定子の回転変位量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算部と、
前記測定値を表示する表示部と、を備えるテストインジケータにおいて、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算部と、を備える
ことを特徴とする。
【0010】
本発明の一実施形態では、
前記演算部は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出部と、
前記回転角算出部で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算部と、を備える
ことが好ましい。
前記演算部は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出部と、
前記回転角算出部で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算部と、を備える
ことが好ましい。
【0011】
本発明の一実施形態では、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準たわみ誤差記憶部と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出部と、
前記たわみ算出部で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことが好ましい。
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準たわみ誤差記憶部と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出部と、
前記たわみ算出部で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことが好ましい。
【0012】
本発明の一実施形態では、
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準往路たわみ誤差記憶部と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶した基準復路たわみ誤差記憶部と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出部と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出部で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出部で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことが好ましい。
前記演算部は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶した基準往路たわみ誤差記憶部と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出部と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶した基準復路たわみ誤差記憶部と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出部と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出部で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出部で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算部と、を備える
ことが好ましい。
【0013】
本発明のテストインジケータの制御方法は、
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、を備えるテストインジケータの制御方法であって、
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算工程と、を備える
ことを特徴とする。
測定対象物の表面に接触する接触子を先端に有する測定子と、前記測定子を回動可能に枢支する本体ケースと、を備えるテストインジケータの制御方法であって、
前記測定子の回転変位量をエンコーダで検出する回転検出工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記接触子の変位量に換算して測定値を算出する演算工程と、
前記測定値を表示する表示工程と、を備え、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
前記エンコーダによる検出値を前記測定値に換算する換算比を前記測定子の長さに応じて変更して前記測定値の補正を行う測定子長さ補正演算工程と、を備える
ことを特徴とする。
【0014】
本発明の一実施形態では、
前記演算工程は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出工程と、
前記回転角算出工程で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算工程と、を備える
ことが好ましい。
前記演算工程は、
前記エンコーダによる検出値に基づいて前記測定子の回転角αｓ［ｒａｄ］を求める回転角算出工程と、
前記回転角算出工程で算出された前記回転角αｓを引数とする正弦値を乗算することによって前記測定値の補正を行う弧弦誤差補正演算工程と、を備える
ことが好ましい。
【0015】
本発明の一実施形態では、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準たわみ誤差記憶工程と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出工程と、
前記たわみ算出工程で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことが好ましい。
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準たわみ誤差記憶工程と、
前記基準たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実たわみ誤差δｃｆを算出するたわみ算出工程と、
前記たわみ算出工程で算出された実たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことが好ましい。
【0016】
本発明の一実施形態では、
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準往路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶する基準復路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出工程と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出工程で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出工程で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことが好ましい。
前記演算工程は、
前記測定子の長さを設定記憶する測定子長さ記憶工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が大きくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準往路たわみ誤差δｓｆとして記憶する基準往路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準往路たわみ誤差δｓｆを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実往路たわみ誤差δｃｆを算出する往路たわみ算出工程と、
所定の基準長さＧｓを有する基準測定子のときに、当該基準測定子の回転角が小さくなる方向に回転するときに実測された基準測定子のたわみ誤差を基準復路たわみ誤差δｓｂとして記憶する基準復路たわみ誤差記憶工程と、
前記基準復路たわみ誤差δｓｂを前記測定子の長さに応じて補正することで実際のたわみ誤差である実復路たわみ誤差δｃｂを算出する復路たわみ算出工程と、
前記エンコーダによる検出値が大きくなる方向に変化するときは、前記往路たわみ算出工程で算出された実往路たわみ誤差δｃｆを加算することによって前記測定値の補正を行い、前記エンコーダによる検出値が小さくなる方向に変化するときは、前記復路たわみ算出工程で算出された実復路たわみ誤差δｃｂを加算することによって前記測定値の補正を行うたわみ誤差補正演算工程と、を備える
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】テストインジケータの外観図である。
【図2】テストインジケータの内部構造を部分的に示す斜視図である。
【図3】制御回路の機能ブロック図である。
【図4】測定子が回転したときの接触子の変位Ｌｓを模式的に表した図である。
【図5】測定子が回転したときの接触子の変位Ｌｃを模式的に表した図である。
【図6】弧ＡＢと垂直変位Ｌｃとの差を模式的に表した図である。
【図7】たわみ補正部の機能ブロック図である。
【図8】測定子のたわみによる誤差（たわみ誤差δ）を模式的に例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
テストインジケータ１００の基本的な構成自体はよく知られたものであるが、簡単に説明しておく。
図１は、本実施形態のテストインジケータの外観図である。
テストインジケータ１００は、本体ケース１１０と、本体ケース１１０に回動可能に支持された測定子２１０と、測定子２１０の回転変位量をデジタル表示する表示部１２０と、を備える。
（第１実施形態）
テストインジケータ１００の基本的な構成自体はよく知られたものであるが、簡単に説明しておく。
図１は、本実施形態のテストインジケータの外観図である。
テストインジケータ１００は、本体ケース１１０と、本体ケース１１０に回動可能に支持された測定子２１０と、測定子２１０の回転変位量をデジタル表示する表示部１２０と、を備える。
【0019】
測定子２１０は、概略細長い棒状体であって、本体ケース１１０に形成された挿入穴１１２から露出した状態で、本体ケース１１０の軸受部１１３に設けられた軸受部材１１４によって軸支されている。測定子２１０は、その先端に接触子２１１を有する。
表示部１２０は、扁平な円盤状に形成され、本体ケース１１０に取り付けられている。表示部１２０には２つのスイッチ（入力手段）１２１が配設されている。これらスイッチ１２１は、電源オンオフや表示切り替えの他、各種コマンドや設定数値の入力に供される。
表示部１２０は、扁平な円盤状に形成され、本体ケース１１０に取り付けられている。表示部１２０には２つのスイッチ（入力手段）１２１が配設されている。これらスイッチ１２１は、電源オンオフや表示切り替えの他、各種コマンドや設定数値の入力に供される。
【0020】
本実施形態では、交換用の測定子２２０が複数本用意されていて、交換用の測定子２２０に交換できるようになっている。交換用の測定子２２０としては、素材が違うものであったり、接触子２２１の形状や大きさが違うものがあったりしてもよいが、ここでは、長さの異なる測定子２２０が複数本用意されているとする。
いま、テストインジケータ１００にデフォルトで取り付けられている測定子２１０を「基準測定子２１０」と称することにする。そして、基準測定子２１０の長さを「基準長さ」と称し、基準長さをＧｓで表すことにする。
本実施形態では、基準長さＧｓを例えば１０ｍｍとするが、テストインジケータ１００の機種に応じてデフォルトで付けられる基準測定子２１０の長さＧｓはそれぞれ異なっていてもよい。
いま、テストインジケータ１００にデフォルトで取り付けられている測定子２１０を「基準測定子２１０」と称することにする。そして、基準測定子２１０の長さを「基準長さ」と称し、基準長さをＧｓで表すことにする。
本実施形態では、基準長さＧｓを例えば１０ｍｍとするが、テストインジケータ１００の機種に応じてデフォルトで付けられる基準測定子２１０の長さＧｓはそれぞれ異なっていてもよい。
【0021】
図２は、テストインジケータ１００の内部構造を部分的に示す斜視図である。
本体ケース１１０の内部には、測定子２１０の回転軸を枢支するようにして測定子２１０と連結した第１アーム３１０と、第１アーム３１０に対して測定子２１０とは反対側に隣接され、端部にセクタギア３２１を有する第２アーム３２０と、セクタギア３２１と噛合するピニオン３３０と、ピニオン３３０の回転量を電気信号として検出可能なエンコーダ（ロータリーエンコーダ）３４０と、が配設されている。
本体ケース１１０の内部には、測定子２１０の回転軸を枢支するようにして測定子２１０と連結した第１アーム３１０と、第１アーム３１０に対して測定子２１０とは反対側に隣接され、端部にセクタギア３２１を有する第２アーム３２０と、セクタギア３２１と噛合するピニオン３３０と、ピニオン３３０の回転量を電気信号として検出可能なエンコーダ（ロータリーエンコーダ）３４０と、が配設されている。
【0022】
ロータリーエンコーダ３４０は、ロータ（可動体）３４１とステータ（固定体）３４２とを有し、ロータ３４１の回転角を検出する。エンコーダは、一回転以内の絶対角度を検出するＡＢＳ（アブソリュート）型であってもよいし、インクリメント型であってもよい。
【0023】
測定子２１０の揺動がエンコーダ３４０に伝達される動作を簡単に説明する。
測定子２１０が図２中のＵ方向に揺動したとする。すると、第１アーム３１０は、第１軸部３１１を中心として、図２中、反時計回りに回動する。このとき、第１アーム３１０の移動面（遠位側移動面）３１２が図２中の下方に移動し、この遠位側移動面３１２の下方への移動によって、第２アーム３２０の伝達ピン（遠位側伝達ピン）３２３が図２中の下方に押し下げられる。これに伴い、第２アーム３２０は第２軸部３２２を中心として、反時計回りに回動する。そして、第２アーム３２０の下方への移動に伴って、セクタギア３２１を介して、ピニオン３３０が時計回りに回転する。ピニオン３３０の回転はエンコーダ３４０によって検出される。
測定子２１０が図２中のＵ方向に揺動したとする。すると、第１アーム３１０は、第１軸部３１１を中心として、図２中、反時計回りに回動する。このとき、第１アーム３１０の移動面（遠位側移動面）３１２が図２中の下方に移動し、この遠位側移動面３１２の下方への移動によって、第２アーム３２０の伝達ピン（遠位側伝達ピン）３２３が図２中の下方に押し下げられる。これに伴い、第２アーム３２０は第２軸部３２２を中心として、反時計回りに回動する。そして、第２アーム３２０の下方への移動に伴って、セクタギア３２１を介して、ピニオン３３０が時計回りに回転する。ピニオン３３０の回転はエンコーダ３４０によって検出される。
【0024】
次に、測定子２１０がＤ方向に揺動したとする。すると、第１アーム３１０が第１軸部３１１を中心として、図２中、時計回りに回動する。このとき、第１アーム３１０の移動面（近位側移動面）３１３は、図２中の上方に移動し、第２アーム３２０の伝達ピン（近位側伝達ピン）３２４は図２中の上方に押し上げられる。これに伴い、第２アーム３２０は第２軸部３２２を中心として、反時計回りに回動する。すると、第２アーム３２０の下方への移動に伴って、セクタギア３２１を介して、ピニオン３３０が時計回りに回転する。
【0025】
すなわち、測定子２１０の揺動方向によらず、第２アーム３２０は反時計回りに回転し、ピニオン３３０は時計回りに回転する。
【0026】
測定子２１０がＵ方向に回動するときと測定子２１０がＤ方向に回動するときとで拡大倍率は同じになるようにレバー比が設計されている。これは、第１軸部３１１、第２軸部３２２、遠位側伝達ピン３２３、および、近位側伝達ピン３２４の互いの相対位置関係によって支点－作用点間距離が決まるので、正転と逆転とで同じだけピニオン３３０が回転するようにこれらの相対位置（相対距離）が決定されている。
内部伝達機構３００のレバー比が固定されているのであるから、測定子２１０の回転量とピニオン３３０の回転量とは、回転の方向を無視すれば、一対一の関係であり、ピニオン３３０の回転量をエンコーダ３４０で検出し、それに所定の換算比を乗算すれば測定子２１０の回転量が求まる。そして、測定子２１０の長さが決まっていれば、測定子２１０の回転量から接触子２１１の変位が求まることになる。
内部伝達機構３００のレバー比が固定されているのであるから、測定子２１０の回転量とピニオン３３０の回転量とは、回転の方向を無視すれば、一対一の関係であり、ピニオン３３０の回転量をエンコーダ３４０で検出し、それに所定の換算比を乗算すれば測定子２１０の回転量が求まる。そして、測定子２１０の長さが決まっていれば、測定子２１０の回転量から接触子２１１の変位が求まることになる。
【0027】
測定子２１０の変位（回転動作）に伴って第２アーム３２０は反時計回りに回転するのであるから、復帰力として、第２アーム３２０を時計回りに回転させる方向に付勢力を働かせる付勢手段３５０を設けている。この付勢手段（例えば線バネ）３５０は、測定子２１０を元の位置に復帰させる復帰力を付与するとともに、接触子２１１が測定対象物と接触するときの接触力（測定力）を付与するものである。復帰力により第２アーム３２０が戻されると、遠位側伝達ピン３２３が遠位側移動面３１２に接触するとともに、近位側伝達ピン３２４が近位側移動面３１２に接触する位置（初期位置）まで第２アーム３２０は戻る。
【0028】
ここで、「往路」と「復路」とについて説明しておく。
接触子２１１と測定対象物とが接触したときに、測定子２１０が前記付勢力（復帰力）に抗して回動する場合を「往路」とする。つまり、接触子２１１が反時計回り（Ｕ方向）でも時計回り（Ｄ方向）でも、測定子２１０が回動（接触子２１１が変位）するときにエンコーダ３４０の検出値が増加する方向を「往路」とする。
逆に、測定子２１０が前記付勢力（復帰力）に従って引き戻される方向に回転する場合を「復路」とする。つまり、接触子２１１が反時計回り（Ｕ方向）でも時計回り（Ｄ方向）でも、測定子２１０が回動（接触子２１１が変位）するときにエンコーダ３４０の検出値が減少する方向は「復路」である。
接触子２１１と測定対象物とが接触したときに、測定子２１０が前記付勢力（復帰力）に抗して回動する場合を「往路」とする。つまり、接触子２１１が反時計回り（Ｕ方向）でも時計回り（Ｄ方向）でも、測定子２１０が回動（接触子２１１が変位）するときにエンコーダ３４０の検出値が増加する方向を「往路」とする。
逆に、測定子２１０が前記付勢力（復帰力）に従って引き戻される方向に回転する場合を「復路」とする。つまり、接触子２１１が反時計回り（Ｕ方向）でも時計回り（Ｄ方向）でも、測定子２１０が回動（接触子２１１が変位）するときにエンコーダ３４０の検出値が減少する方向は「復路」である。
【0029】
測定対象物の表面の凹凸（あるいはうねり）を連続的に倣い測定するような場合、測定対象物の表面形状に応じて接触子２１１が上下することになるが、このとき、接触子２１１の変位方向は「往路」と「復路」の繰り返しということになる。
「往路」のとき、接触子２１１と測定対象物との間にほぼ規定通りの「測定力」が作用すると期待できる。
「復路」のとき、接触子２１１と測定対象物との間の測定力は規定の「測定力」よりも小さくなると予想される。
測定力の違いは、接触子２１１と測定対象物との間に働く力や内部伝達機構３００内の摩擦力の違いを生み、同じ高さの凹凸を測定する場合でも、「往路」で測定した場合と「復路」で測定した場合とで測定値に違い（戻り誤差）が生じる要因となる。そして、測定子２１０、２２０の長さが長くなると、測定子２１０、２２０のたわみが大きくなることなどにより、戻り誤差も大きくなり、これらを無視できなくなる。
「往路」のとき、接触子２１１と測定対象物との間にほぼ規定通りの「測定力」が作用すると期待できる。
「復路」のとき、接触子２１１と測定対象物との間の測定力は規定の「測定力」よりも小さくなると予想される。
測定力の違いは、接触子２１１と測定対象物との間に働く力や内部伝達機構３００内の摩擦力の違いを生み、同じ高さの凹凸を測定する場合でも、「往路」で測定した場合と「復路」で測定した場合とで測定値に違い（戻り誤差）が生じる要因となる。そして、測定子２１０、２２０の長さが長くなると、測定子２１０、２２０のたわみが大きくなることなどにより、戻り誤差も大きくなり、これらを無視できなくなる。
【0030】
次に、図３は、内部の制御回路の構成を説明するための機能ブロック図である。
制御回路は、本体ケース１１０や表示部１２０のなかに配置された回路基板、集積回路チップに設けられる。演算部４００は、ＣＰＵ（中央処理装置）、所定の制御プログラムを内蔵したＲＯＭ、ＲＡＭによって構成され、所定のプログラムの実行によって図３に記載の各機能部としての機能を実現するものである。
制御回路は、本体ケース１１０や表示部１２０のなかに配置された回路基板、集積回路チップに設けられる。演算部４００は、ＣＰＵ（中央処理装置）、所定の制御プログラムを内蔵したＲＯＭ、ＲＡＭによって構成され、所定のプログラムの実行によって図３に記載の各機能部としての機能を実現するものである。
【0031】
演算部４００は、回転角算出部４１０と、測定子長さ記憶部４２０と、測定子長さ補正部４３０と、弧弦誤差補正部４４０と、たわみ補正部４５０と、測定値算出部４６０と、を備える。
【0032】
各機能部を順に説明する。
回転角算出部４１０は、エンコーダ３４０の検出値から測定子２１０の回転角（α［ｒａｄ］）を算出する（回転角算出工程）。内部伝達機構３００のレバー比が固定されているので、エンコーダ３４０で検出されたピニオン３３０の回転量（αｐ）に所定の換算比（Ｒｒ）を乗算することで測定子２１０の回転角（αｍ［ｒａｄ］）が求まる。測定子２１０の回転角をαｍ［ｒａｄ］で表すことにする。
回転角算出部４１０は、エンコーダ３４０の検出値から測定子２１０の回転角（α［ｒａｄ］）を算出する（回転角算出工程）。内部伝達機構３００のレバー比が固定されているので、エンコーダ３４０で検出されたピニオン３３０の回転量（αｐ）に所定の換算比（Ｒｒ）を乗算することで測定子２１０の回転角（αｍ［ｒａｄ］）が求まる。測定子２１０の回転角をαｍ［ｒａｄ］で表すことにする。
【0033】
αｍ＝Ｒｒ×αｐ
【0034】
測定子長さ記憶部４２０は、測定子２１０の長さ情報を格納するメモリである。
まず、製品の出荷段階において、基準測定子２１０長さ（基準長さ）Ｇｓがデフォルト値として測定子長さ記憶部４２０に設定記憶される（測定子長さ記憶工程）。例えば、基準長さＧｓは１０ｍｍとする。
まず、製品の出荷段階において、基準測定子２１０長さ（基準長さ）Ｇｓがデフォルト値として測定子長さ記憶部４２０に設定記憶される（測定子長さ記憶工程）。例えば、基準長さＧｓは１０ｍｍとする。
【0035】
もし、測定子２１０がデフォルトのままの基準測定子２１０であれば、接触子２１１の変位Ｌｓは次のように求まる。
図４は、測定子が回転したときの接触子２１１の変位Ｌｓを模式的に表した図である。
先に回転角算出部４１０において測定子２１０の回転角αｍ［ｒａｄ］が求められている。したがって、測定子２１０がデフォルトのままの基準測定子２１０であれば、接触子２１１の変位Ｌｓは、
Ｌｓ＝Ｇｓ［ｍｍ］×αｍ［ｒａｄ］
（＝Ｇｓ［ｍｍ］×Ｒｒ×αｐ［ｒａｄ］）
で求められることになる。
図４は、測定子が回転したときの接触子２１１の変位Ｌｓを模式的に表した図である。
先に回転角算出部４１０において測定子２１０の回転角αｍ［ｒａｄ］が求められている。したがって、測定子２１０がデフォルトのままの基準測定子２１０であれば、接触子２１１の変位Ｌｓは、
Ｌｓ＝Ｇｓ［ｍｍ］×αｍ［ｒａｄ］
（＝Ｇｓ［ｍｍ］×Ｒｒ×αｐ［ｒａｄ］）
で求められることになる。
【0036】
従来のテストインジケータ１００でいえば、測定値算出部４６０は、回転角算出部４１０で得られた測定子２１０の回転角αｍ（＝Ｒｒ×αｐ［ｒａｄ］）と、基準長さＧｓと、の乗算により接触子２１１の変位Ｌｓを求め、このＬｓを測定値として出力する（表示部１２０に表示する）ことになる（表示工程）。
【0037】
本実施形態のテストインジケータ１００は、テストインジケータ１００の使用段階においてユーザが測定子２１０を交換することを許容する。
ユーザは、測定子２１０を交換する場合、使用する測定子２２０の長さＧｃを測定子長さ記憶部４２０に設定する（測定子長さ記憶工程）。
この場合、ユーザが測定子２２０の長さＧｃの数値を直接打ち込んでもよい。あるいは、交換可能な測定子２２０の種類とその長さＧｃを予め測定子長さ記憶部４２０に選択メニューとして設定しておいて、測定子を交換する際に選択メニューからユーザが測定子の種類（長さＧｃ）を選べるようにしてもよい。例えば、測定子２２０の長さＧｃを基準長さＧｓの２倍である２０ｍｍ、のように設定する。
ユーザは、測定子２１０を交換する場合、使用する測定子２２０の長さＧｃを測定子長さ記憶部４２０に設定する（測定子長さ記憶工程）。
この場合、ユーザが測定子２２０の長さＧｃの数値を直接打ち込んでもよい。あるいは、交換可能な測定子２２０の種類とその長さＧｃを予め測定子長さ記憶部４２０に選択メニューとして設定しておいて、測定子を交換する際に選択メニューからユーザが測定子の種類（長さＧｃ）を選べるようにしてもよい。例えば、測定子２２０の長さＧｃを基準長さＧｓの２倍である２０ｍｍ、のように設定する。
【0038】
測定子長さ補正部４３０は、使用中の測定子２２０の長さＧｃに応じた測定値（接触子２２１の変位Ｌｃ）が得られるように補正比を求めておく。すなわち、使用中の測定子２２０が長さＧｃの測定子２１０に交換されている場合、補正比はＧｃ／Ｇｓである。また、測定子２１０がデフォルトの基準長さＧｓのままであれば、すなわち現在の測定子の長さＧｃは基準長さＧｓであるから（Ｇｃ＝Ｇｓ）、補正比は「１」である。
【0039】
ここで、図５は、測定子２２０が回転したときの接触子２２１の変位Ｌｃを模式的に表した図である。
もし、現在使用中の測定子２２０の長さがＧｃであれば、接触子２２１の変位Ｌｃは、
Ｌｃ＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×αｍ［ｒａｄ］
（＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｒｒ×αｐ［ｒａｄ］）
で求められることになる。
もし、現在使用中の測定子２２０の長さがＧｃであれば、接触子２２１の変位Ｌｃは、
Ｌｃ＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×αｍ［ｒａｄ］
（＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｒｒ×αｐ［ｒａｄ］）
で求められることになる。
【0040】
測定子長さの補正までであれば、測定値算出部４６０は、測定子２２０の回転角αｍ（＝Ｒｒ×αｐ［ｒａｄ］）と、基準長さＧｓと、測定子長さ補正比（Ｇｃ／Ｇｓ）と、の乗算により接触子２１１の変位Ｌｃを求め（測定子長さ補正演算工程）、このＬｃを測定値として出力する（表示部１２０に表示する）。
【0041】
ここに、測定子長さ補正部４３０と測定値算出部４６０とにより測定子長さ補正演算部（測定子長さ補正演算工程）が構成される。
【0042】
続いて、弧弦誤差補正部４４０を説明する。
本実施形態のテストインジケータ１００は測定子長さが長いものに交換することを許容するので、それだけでも測定範囲は広くなるのであるが、さらに、測定子２１０、２２０の回転角が大きくなることを許容し、できる限り測定範囲を広くすることを目指す。
例えば、測定範囲を２ｍｍ以上に広くできれば、これまで測定できなかった対象物の形状検査もテストインジケータ１００で簡易に行うことができるようになる。ただし、測定子２１０の回転角αｍが小さいときには弧ＡＢの円弧長と垂直変位Ｌｃとは同じであると見なせるが、測定子２１０の回転角αｍが大きくなってくると、両者のずれは無視できなくなってくる。図６は、弧ＡＢと垂直変位Ｌｃとの差を模式的に表した図である。そこで、本実施形態では、弧弦誤差の補正機能を実装する。
本実施形態のテストインジケータ１００は測定子長さが長いものに交換することを許容するので、それだけでも測定範囲は広くなるのであるが、さらに、測定子２１０、２２０の回転角が大きくなることを許容し、できる限り測定範囲を広くすることを目指す。
例えば、測定範囲を２ｍｍ以上に広くできれば、これまで測定できなかった対象物の形状検査もテストインジケータ１００で簡易に行うことができるようになる。ただし、測定子２１０の回転角αｍが小さいときには弧ＡＢの円弧長と垂直変位Ｌｃとは同じであると見なせるが、測定子２１０の回転角αｍが大きくなってくると、両者のずれは無視できなくなってくる。図６は、弧ＡＢと垂直変位Ｌｃとの差を模式的に表した図である。そこで、本実施形態では、弧弦誤差の補正機能を実装する。
【0043】
弧弦誤差補正部４４０は、回転角算出部４１０で求められた測定子回転角αｍ［ｒａｄ］を用いて、接触子２１１の円弧軌道を接触子２１１の垂直変位に補正するものである。
弧弦誤差補正部４４０は、測定子回転角αｍ［ｒａｄ］の正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を補正係数として時々刻々算出し、測定値算出部４６０に供給する。
測定値算出部４６０は、測定子２１０の回転角αｍ［ｒａｄ］に代えて、この正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を用いて接触子２１１の変位Ｌｃを求める（弧弦誤差補正演算工程）。
Ｌｃ＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｓｉｎ（αｍ）
（＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｓｉｎ（Ｒｒ×αｐ））
弧弦誤差補正部４４０は、測定子回転角αｍ［ｒａｄ］の正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を補正係数として時々刻々算出し、測定値算出部４６０に供給する。
測定値算出部４６０は、測定子２１０の回転角αｍ［ｒａｄ］に代えて、この正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を用いて接触子２１１の変位Ｌｃを求める（弧弦誤差補正演算工程）。
Ｌｃ＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｓｉｎ（αｍ）
（＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｓｉｎ（Ｒｒ×αｐ））
【0044】
ここに、弧弦誤差補正部４４０と測定値算出部４６０とにより「弧弦誤差補正演算部（弧弦誤差補正演算工程）」が構成される。
【0045】
このように本実施形態では、正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を用いた補正演算処理（弧弦誤差補正演算工程）を行うことにより、測定子２１０、２２０の回転角αｍが大きくなることを許容しつつ正確な測定値を提供でき、テストインジケータ１００の測定範囲を従来機種に比べて格段に広くできる。
【0046】
次に、たわみ補正部４５０について説明する。
測定子２１０、２２０は細長い棒状の形状であると見なせるので、測定対象物から接触子２１１、２２１に力（測定力の反力）が掛かると、測定子２１０、２２０にたわみが生じる。このたわみの分だけ測定子２１０、２２０の回転角αｐは小さくなるから、その分だけ測定値（測定対象物の凹凸の高さ）にも誤差が生じる。この測定子たわみに起因する誤差は、測定子２１０、２２０が長くなるとそれだけ大きくなるのであり、長い測定子２２０への交換を許容する場合にはたわみ誤差の影響が無視できなくなってくる。そこで、本実施形態では、たわみ誤差の補正機能を装備する。
測定子２１０、２２０は細長い棒状の形状であると見なせるので、測定対象物から接触子２１１、２２１に力（測定力の反力）が掛かると、測定子２１０、２２０にたわみが生じる。このたわみの分だけ測定子２１０、２２０の回転角αｐは小さくなるから、その分だけ測定値（測定対象物の凹凸の高さ）にも誤差が生じる。この測定子たわみに起因する誤差は、測定子２１０、２２０が長くなるとそれだけ大きくなるのであり、長い測定子２２０への交換を許容する場合にはたわみ誤差の影響が無視できなくなってくる。そこで、本実施形態では、たわみ誤差の補正機能を装備する。
【0047】
図７は、たわみ補正部４５０の機能ブロック図である。
たわみ補正部４５０は、基準往路たわみ誤差記憶部４５１と、往路たわみ算出部４５２と、基準復路たわみ誤差記憶部４５３と、復路たわみ算出部４５４と、回転方向判断部４５５と、を備える。
たわみ補正部４５０は、基準往路たわみ誤差記憶部４５１と、往路たわみ算出部４５２と、基準復路たわみ誤差記憶部４５３と、復路たわみ算出部４５４と、回転方向判断部４５５と、を備える。
【0048】
基準往路たわみ誤差記憶部４５１と基準復路たわみ誤差記憶部４５３とは、基準測定子２１０に対して実測されたたわみ量を記憶する記憶部である。
例えば、基準長さＧｓ（例えば１０ｍｍ）をもつ基準測定子２１０をテストインジケータ１００に取り付けた状態で既知の高さゲージを測定することにより、高さゲージと実測値との誤差（たわみ誤差δｓ）が得られる。例えば図８は、測定子２１０のたわみによる誤差（たわみ誤差δ）を模式的に例示した図である。
例えば、基準長さＧｓ（例えば１０ｍｍ）をもつ基準測定子２１０をテストインジケータ１００に取り付けた状態で既知の高さゲージを測定することにより、高さゲージと実測値との誤差（たわみ誤差δｓ）が得られる。例えば図８は、測定子２１０のたわみによる誤差（たわみ誤差δ）を模式的に例示した図である。
【0049】
前述のように、「往路」で測定したときと「復路」で測定したときとではたわみ誤差に違いがある（戻り誤差）。そこで、ゲージを往路で測定したときに得られるたわみ誤差δｓを基準往路たわみ誤差δｓｆとし、基準往路たわみ誤差δｓｆの値を基準往路たわみ誤差記憶部４５１に設定記憶しておく（基準往路たわみ誤差記憶工程）。
ゲージを復路で測定したときに得られるたわみ誤差δｓを基準復路たわみ誤差δｓｂとし、基準復路たわみ誤差δｓｂの値を基準復路たわみ誤差記憶部４５３に設定記憶しておく（基準復路たわみ誤差記憶工程）。
（例えば、傾斜が既知のゆるやかな斜面を行ったり来たり往復して測定することで「往路」と「復路」との実測誤差が得られる。）
ゲージを復路で測定したときに得られるたわみ誤差δｓを基準復路たわみ誤差δｓｂとし、基準復路たわみ誤差δｓｂの値を基準復路たわみ誤差記憶部４５３に設定記憶しておく（基準復路たわみ誤差記憶工程）。
（例えば、傾斜が既知のゆるやかな斜面を行ったり来たり往復して測定することで「往路」と「復路」との実測誤差が得られる。）
【0050】
次に、往路たわみ算出部４５２および復路たわみ算出部４５４による演算について説明する。
測定子２１０のたわみ量は測定子２１０の長さによって異なってくる。
本実施形態のテストインジケータ１００は測定子２１０を交換することを許容するので、測定子長さに応じてたわみ量を補正する必要がある。
一般論として、棒のたわみは、先端の荷重に比例するとともに長さの３乗に比例する。
テストインジケータ１００を考えた場合、テストインジケータ１００の測定子２１０、２２０の先端に掛かる測定力は測定子２１０、２２０の長さに反比例するのであるから、測定子の長さと測定力（荷重）だけを考えた場合、テストインジケータ１００の測定子２１０、２２０のたわみ量は、測定子２１０、２２０の長さの２乗に比例する。つまり、基準長さＧｓの測定子２１０に対して交換後の測定子２２０の長さがＧｃであるとすると、測定子２２０の長さＧｃに応じた実際のたわみ誤差δｃは次のようになる。
測定子２１０のたわみ量は測定子２１０の長さによって異なってくる。
本実施形態のテストインジケータ１００は測定子２１０を交換することを許容するので、測定子長さに応じてたわみ量を補正する必要がある。
一般論として、棒のたわみは、先端の荷重に比例するとともに長さの３乗に比例する。
テストインジケータ１００を考えた場合、テストインジケータ１００の測定子２１０、２２０の先端に掛かる測定力は測定子２１０、２２０の長さに反比例するのであるから、測定子の長さと測定力（荷重）だけを考えた場合、テストインジケータ１００の測定子２１０、２２０のたわみ量は、測定子２１０、２２０の長さの２乗に比例する。つまり、基準長さＧｓの測定子２１０に対して交換後の測定子２２０の長さがＧｃであるとすると、測定子２２０の長さＧｃに応じた実際のたわみ誤差δｃは次のようになる。
【0051】
δｃ＝δｓ×（Ｇｃ／Ｇｓ）２
【0052】
ただし、測定子２１０、２２０は太さが均一な丸棒というわけではなく、先端に行くほど縮径するテーパを有しているなど形状の特徴を有する。したがって、たわみ量が長さの２乗に完全に比例するとはいえない。実際には、各測定子のたわみ量を実測し、測定子ごとにたわみの実測値を得たり、長さとたわみ量を関係づける補正多項式を求めたりしておくことが望ましい。
【0053】
往路たわみ算出部４５２は、測定子２１０が長さＧｃの測定子２２０に交換されたことを受けて、基準往路たわみ誤差記憶部４５１に設定記憶されている基準往路たわみ誤差δｓｆを測定子長さＧｃに応じて換算した往路たわみδｃｆ（＝δｓｆ×（Ｇｃ／Ｇｓ）２）を求め（往路たわみ算出工程）、これを保持しておく。
復路たわみ算出部４５４は、測定子２１０が長さＧｃの測定子２２０に交換されたことを受けて、基準復路たわみ誤差記憶部４５３に設定記憶されている基準復路たわみ誤差δｓｂを測定子長さＧｃに応じて換算した復路たわみδｃｂ（＝δｓｂ×（Ｇｃ／Ｇｓ）２）を求め（復路たわみ算出工程）、これを保持しておく。
復路たわみ算出部４５４は、測定子２１０が長さＧｃの測定子２２０に交換されたことを受けて、基準復路たわみ誤差記憶部４５３に設定記憶されている基準復路たわみ誤差δｓｂを測定子長さＧｃに応じて換算した復路たわみδｃｂ（＝δｓｂ×（Ｇｃ／Ｇｓ）２）を求め（復路たわみ算出工程）、これを保持しておく。
【0054】
回転方向判断部４５５は、測定子２１０の回転方向（移動方向）が「往路」であるか「復路」であるかを判定して、往路たわみδｃｆと復路たわみδｃｂとのどちらをたわみ補正値として使用すべきか判断する。回転方向判断部４５５は、例えば、回転角算出部４１０で得られた測定子２１０、２２０の回転角の微分（単位時間ごとの差分）を求め、その値が正であれば測定子２１０、２２０の回転方向（移動方向）は「往路」であると判定する。逆に、回転方向判断部４５５は、回転角算出部４１０で得られた測定子２１０、２２０の回転角の微分（単位時間ごとの差分）が負であれば測定子２１０、２２０の回転方向（移動方向）は「復路」であると判定する。
なお、測定子２１０の回転角の微分（単位時間ごとの差分）がゼロである場合は、「往路」であるとする。
なお、測定子２１０の回転角の微分（単位時間ごとの差分）がゼロである場合は、「往路」であるとする。
【0055】
回転方向判断部４５５は、時々刻々で測定子２１０、２２０の回転方向（移動方向）を判定するとともに、「往路」と「復路」に応じて、測定値算出部４６０に「往路たわみδｃｆ」と「復路たわみδｃｂ」とを切り替えてたわみ誤差δｃを出力する。
【0056】
測定値算出部４６０は、基準長さＧｓと、測定子長さ補正比（Ｇｃ／Ｇｓ）、回転角αｐの正弦値、に加え、さらに、前記たわみ誤差δｃを加味して、補正された測定値を求める（たわみ誤差補正演算工程）。
【0057】
Ｌｃ＝（Ｇｃ／Ｇｓ）×Ｇｓ［ｍｍ］×Ｓｉｎ（αｍ）＋δｃ
【0058】
ここに、回転方向判断部４５５と測定値算出部４６０とにより、たわみ誤差補正演算部（たわみ誤差補正演算工程）が構成される。
【0059】
上記説明したように本実施形態のテストインジケータ１００によれば、長さの異なる測定子２１０、２２０に交換することを許容する。
このとき、測定子長さが長くなることによって生じる誤差要因を補正演算することにより、精度および分解能を十分に高くたもつことができる。また、正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を用いた補正演算処理を行うことにより、測定子２１０、２２０の回転角αｍが大きくなることを許容しつつ正確な測定値を提供する。
したがって、例えば、２０ｍｍを超えるような深さを有する孔の内面の深い箇所に対して、測定子長さが２０ｍｍを超える長いものに交換し、拡大した測定範囲（例えば２ｍｍ以上）で形状検査ができるテストインジケータ１００とすることができる。
また、ユーザとしては、１つのテストインジケータ１００に対して複数本の測定子２１０、２２０を付け替えて使用できるのであるから、測定器の調達コストや測定器の保管コストを大きく削減することができる。
このとき、測定子長さが長くなることによって生じる誤差要因を補正演算することにより、精度および分解能を十分に高くたもつことができる。また、正弦値（＝Ｓｉｎ（αｍ））を用いた補正演算処理を行うことにより、測定子２１０、２２０の回転角αｍが大きくなることを許容しつつ正確な測定値を提供する。
したがって、例えば、２０ｍｍを超えるような深さを有する孔の内面の深い箇所に対して、測定子長さが２０ｍｍを超える長いものに交換し、拡大した測定範囲（例えば２ｍｍ以上）で形状検査ができるテストインジケータ１００とすることができる。
また、ユーザとしては、１つのテストインジケータ１００に対して複数本の測定子２１０、２２０を付け替えて使用できるのであるから、測定器の調達コストや測定器の保管コストを大きく削減することができる。
【0060】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態では、たわみ誤差の補正において、「往路」で測定したか「復路」で測定したかを区別し、それぞれの場合で適用する補正値を変えるという処理を行うようにした。これは、倣い測定のように対象物の形状を連続測定する場合には必要な処理と考えられる。
これに対し、離れた測定点を一つずつ測定するような場合や、倣い測定の場合でもゆっくりと測定するような場合には、規定の測定力が接触子と測定対象物との間にしっかり働くので、この場合「往路」と「復路」とを区別する必要はないと考えられる。この場合は、常に「往路」と考えて、基準復路たわみ誤差記憶部４５３、復路たわみ算出部４５４、回転方向判断部４５５は省略してもよい。
上記実施形態では、たわみ誤差の補正において、「往路」で測定したか「復路」で測定したかを区別し、それぞれの場合で適用する補正値を変えるという処理を行うようにした。これは、倣い測定のように対象物の形状を連続測定する場合には必要な処理と考えられる。
これに対し、離れた測定点を一つずつ測定するような場合や、倣い測定の場合でもゆっくりと測定するような場合には、規定の測定力が接触子と測定対象物との間にしっかり働くので、この場合「往路」と「復路」とを区別する必要はないと考えられる。この場合は、常に「往路」と考えて、基準復路たわみ誤差記憶部４５３、復路たわみ算出部４５４、回転方向判断部４５５は省略してもよい。
【符号の説明】
【0061】
１００ テストインジケータ
１１０ 本体ケース
１１２ 挿入穴
１１３ 軸受部
１１４ 軸受部材
１２０ 表示部
１２１ スイッチ（入力手段）
２１０、２２０ 測定子
２１１、２２１ 接触子
３００ 内部伝達機構
３１０ 第１アーム
３１１ 第１軸部
３１２ 遠位側移動面
３１３ 近位側移動面
３２０ 第２アーム
３２１ セクタギア
３２２ 第２軸部
３２３ 遠位側伝達ピン
３２４ 近位側伝達ピン
３３０ ピニオン
３４０ エンコーダ
３４１ ロータ（可動体）
３４２ ステータ（固定体）
３５０ 付勢手段（バネ）
３６０ ストッパ（固定ピン）
４００ 演算部
４００ 弧弦誤差補正演算部
４１０ 回転角算出部
４２０ 測定子長さ記憶部
４３０ 測定子長さ補正部
４４０ 弧弦誤差補正部
４５０ たわみ補正部
４５１ 基準往路たわみ誤差記憶部
４５２ 往路たわみ算出部
４５３ 基準復路たわみ誤差記憶部
４５４ 復路たわみ算出部
４５５ 回転方向判断部
４６０ 測定値算出部。
１１０ 本体ケース
１１２ 挿入穴
１１３ 軸受部
１１４ 軸受部材
１２０ 表示部
１２１ スイッチ（入力手段）
２１０、２２０ 測定子
２１１、２２１ 接触子
３００ 内部伝達機構
３１０ 第１アーム
３１１ 第１軸部
３１２ 遠位側移動面
３１３ 近位側移動面
３２０ 第２アーム
３２１ セクタギア
３２２ 第２軸部
３２３ 遠位側伝達ピン
３２４ 近位側伝達ピン
３３０ ピニオン
３４０ エンコーダ
３４１ ロータ（可動体）
３４２ ステータ（固定体）
３５０ 付勢手段（バネ）
３６０ ストッパ（固定ピン）
４００ 演算部
４００ 弧弦誤差補正演算部
４１０ 回転角算出部
４２０ 測定子長さ記憶部
４３０ 測定子長さ補正部
４４０ 弧弦誤差補正部
４５０ たわみ補正部
４５１ 基準往路たわみ誤差記憶部
４５２ 往路たわみ算出部
４５３ 基準復路たわみ誤差記憶部
４５４ 復路たわみ算出部
４５５ 回転方向判断部
４６０ 測定値算出部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】