JPH0617765B2 - 静電容量型変位検出プローブ - Google Patents
静電容量型変位検出プローブInfo
- Publication number
- JPH0617765B2 JPH0617765B2 JP32721587A JP32721587A JPH0617765B2 JP H0617765 B2 JPH0617765 B2 JP H0617765B2 JP 32721587 A JP32721587 A JP 32721587A JP 32721587 A JP32721587 A JP 32721587A JP H0617765 B2 JPH0617765 B2 JP H0617765B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- measured
- spherical
- displacement
- displacement detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被測定表面に非接触にプローブを接近して設
置し、被測定表面の変位を静電容量の変化として検知す
る変位計において、変位検出感度が高くかつ設定が容易
なプローブに関するものである。
置し、被測定表面の変位を静電容量の変化として検知す
る変位計において、変位検出感度が高くかつ設定が容易
なプローブに関するものである。
（従来の技術） 従来の静電容量型変位検出プローブは、第２図に示すよ
うに被測定表面１と平行な平面２を有していて、前記被
測定表面１と平面２間の静電容量により変位検出を行な
うものであった。
うに被測定表面１と平行な平面２を有していて、前記被
測定表面１と平面２間の静電容量により変位検出を行な
うものであった。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら前記従来の静電容量型変位プローブのこの
構造は静電容量が大きくとれる利点はあるが、広い面積
の平均容量変化を検知するため狭い領域の変位検出が出
来ない、すなわち面分解能が劣る欠点があった。また、
検出感度を上げるため平面２を被測定表面２に接近させ
ようとすると、平行度を確保することが困難になり測定
誤差を生じたり、はなはだしい場合はプローブが被測定
表面と接触してしまう事故をひきおこすなどの問題点が
あった。
構造は静電容量が大きくとれる利点はあるが、広い面積
の平均容量変化を検知するため狭い領域の変位検出が出
来ない、すなわち面分解能が劣る欠点があった。また、
検出感度を上げるため平面２を被測定表面２に接近させ
ようとすると、平行度を確保することが困難になり測定
誤差を生じたり、はなはだしい場合はプローブが被測定
表面と接触してしまう事故をひきおこすなどの問題点が
あった。
本発明は、従来の前記プローブの欠点を解消し、プロー
ブの設定容易、高面分解能、高感度、という特徴を実現
するためのプローブを提案することを目的とする。
ブの設定容易、高面分解能、高感度、という特徴を実現
するためのプローブを提案することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 前記問題を解決するため、静電容量の変化により変位を
検出する変位計のプローブにおいて、被測定表面と対向
するプローブが球面であるように構成した。
検出する変位計のプローブにおいて、被測定表面と対向
するプローブが球面であるように構成した。
（作用） 本発明のプローブを前記の通り、球面であるように構成
したので、従来の前記プローブの欠点を解消し、本発明
の球面プローブは容易に極めて狭いすきまに設定できる
ので、変位とすきまの比率を大きくとれるので絶対変位
量の感度を高くすることができ、ナノメータ単位の分解
能が容易に得られるのである。
したので、従来の前記プローブの欠点を解消し、本発明
の球面プローブは容易に極めて狭いすきまに設定できる
ので、変位とすきまの比率を大きくとれるので絶対変位
量の感度を高くすることができ、ナノメータ単位の分解
能が容易に得られるのである。
（実施例） 本発明の一実施例を図面と共に説明する。
第１図(a)(b)は本発明の実施例の断面図である。１は被
測定表面、３は球面プローブ、４はプローブの外筒、５
はリード線、６はグランドライン、７は電気絶縁物であ
る。
測定表面、３は球面プローブ、４はプローブの外筒、５
はリード線、６はグランドライン、７は電気絶縁物であ
る。
本発明の静電容量型変位検出プローブは、第１図(a)に
示す如く、被測定平面１と、プローブの外筒４の中心に
設け、かつ先端に突出した球面を設けた球面プローブ３
とからなり、プローブの外筒４と球面プローブ３の間は
電気絶縁物７であり、球面プローブ３の球面の他端には
リード線５が適宜設けられ、又、プローブの外筒４の被
測定面１との対向面の他端にはグランドライン６が設け
られている。
示す如く、被測定平面１と、プローブの外筒４の中心に
設け、かつ先端に突出した球面を設けた球面プローブ３
とからなり、プローブの外筒４と球面プローブ３の間は
電気絶縁物７であり、球面プローブ３の球面の他端には
リード線５が適宜設けられ、又、プローブの外筒４の被
測定面１との対向面の他端にはグランドライン６が設け
られている。
第１図(b)は第１図(a)に示した実施例が被測定面に対し
角度θ傾斜した状態を示している。
角度θ傾斜した状態を示している。
一般に同じ直径の円盤平面と球面が同じすきまで被測定
表面となす静電容量は前者のほうが大きいが、球面の場
合、以下に述べるように被測定表面に極めて近くに容易
に設定できるので静電容量の過小による測定の困難はな
い。
表面となす静電容量は前者のほうが大きいが、球面の場
合、以下に述べるように被測定表面に極めて近くに容易
に設定できるので静電容量の過小による測定の困難はな
い。
1)プローブ外筒４が第１図(b)に示すように角度θに傾
いて設定されたも対向する球面形状は変化せず測定に支
障はない。
いて設定されたも対向する球面形状は変化せず測定に支
障はない。
2)球面加工は平面加工より容易に高精度加工ができる。
球面を被測定表面１に近付けたとき、変位に対する静電
容量変化は球面が被測定表面１と対向する先端の極微小
面積で主として起こる。例えば、半径０．５mmの球面を
ミクロンオーダで対向させたとき有効な面積は十ミクロ
ンの半径である。よって、極めて微小な面積の変位を検
出でき、高い面分解能を容易に得ることができる。ま
た、軸の振れを測定するとき、軸の直径が小さいと従来
の平面プローブでは被測定表面１との平行が確保できず
測定誤差が生じる例に見られるような、被測定面のわん
曲の影響も小さくできるのである。
容量変化は球面が被測定表面１と対向する先端の極微小
面積で主として起こる。例えば、半径０．５mmの球面を
ミクロンオーダで対向させたとき有効な面積は十ミクロ
ンの半径である。よって、極めて微小な面積の変位を検
出でき、高い面分解能を容易に得ることができる。ま
た、軸の振れを測定するとき、軸の直径が小さいと従来
の平面プローブでは被測定表面１との平行が確保できず
測定誤差が生じる例に見られるような、被測定面のわん
曲の影響も小さくできるのである。
（発明の効果） 前記の通り、従来のプローブの欠点を解し、又本発明の
球面プローブは容易に極めて狭いすきまに設定できるの
で、変位とすきまの比率を大きくとれる。よって、絶対
変位量の感度を高くすることが出来、ナニメータ単位の
分解能が容易に得られる。又、本発明によれば、プロー
ブの設定容易、高面分解能、高感度を簡単な構造で実現
できるという効果がある。
球面プローブは容易に極めて狭いすきまに設定できるの
で、変位とすきまの比率を大きくとれる。よって、絶対
変位量の感度を高くすることが出来、ナニメータ単位の
分解能が容易に得られる。又、本発明によれば、プロー
ブの設定容易、高面分解能、高感度を簡単な構造で実現
できるという効果がある。
第１図(a)は、本発明の一実施例の断面図、第１図(b)は
本発明の一実施例の被測定表面に傾斜した断面図、第２
図は従来の静電容量型変位検出プローブの説明図であ
る。 １……被測定表面、２……被測定表面１と平行な平面、
３……球面プローブ、４……プローブの外筒、５……リ
ード線、６……グランドライン、７……電気絶縁物。
本発明の一実施例の被測定表面に傾斜した断面図、第２
図は従来の静電容量型変位検出プローブの説明図であ
る。 １……被測定表面、２……被測定表面１と平行な平面、
３……球面プローブ、４……プローブの外筒、５……リ
ード線、６……グランドライン、７……電気絶縁物。
Claims (1)
- 【請求項１】静電容量の変化により変位を検出する変位
計のプローブにおいて、被測定表面と対向するプローブ
が球面であることを特徴とする静電容量型変位検出プロ
ーブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32721587A JPH0617765B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 静電容量型変位検出プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32721587A JPH0617765B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 静電容量型変位検出プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169301A JPH01169301A (ja) | 1989-07-04 |
| JPH0617765B2 true JPH0617765B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=18196598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32721587A Expired - Lifetime JPH0617765B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 静電容量型変位検出プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617765B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5315259A (en) * | 1992-05-26 | 1994-05-24 | Universities Research Association, Inc. | Omnidirectional capacitive probe for gauge of having a sensing tip formed as a substantially complete sphere |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP32721587A patent/JPH0617765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01169301A (ja) | 1989-07-04 |
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