JPH0725616Y2 - 表面形状計測装置 - Google Patents
表面形状計測装置Info
- Publication number
- JPH0725616Y2 JPH0725616Y2 JP6039986U JP6039986U JPH0725616Y2 JP H0725616 Y2 JPH0725616 Y2 JP H0725616Y2 JP 6039986 U JP6039986 U JP 6039986U JP 6039986 U JP6039986 U JP 6039986U JP H0725616 Y2 JPH0725616 Y2 JP H0725616Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- surface shape
- noise
- sensor
- measured
- 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)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、物体の表面形状計測装置の改良に関する。
被測定面との間の相対距離あるいはその変化を計測する
センサー（以下変位計測センサーと呼ぶ）で被測定物表
面を連続的に走査しながら被測定表面形状の断面曲線を
得る形状計測装置においては、一般に測定装置の電子回
路の雑音の他、被測定物表面の振動とか、変位計測セン
サーの受ける振動は、そのまま断面曲線の中に含まれて
しまう。そこで信号対雑音比の高い測定を行うため、測
定系を防振台上に設置するとか、防風、防音ケースで囲
うなど何らかの防振対策を行わなければならず、騒音の
多い場所での測定とか、大型重量物の測定に対しては信
号対雑音比を向上させることが困難であった。そこで特
にこれら背景雑音を無視できない測定においてはオプチ
カルフラット表面粗さの測定結果を背景雑音とみなし、
実測値より減算するなどの方法によって真の粗さを推定
する方法がある。すなわち （ア）Ra（JIS粗さ表示法：中央値平均粗さ）を計算す
る場合には とし （イ）Rmax（JIS粗さ表示法：粗さ最大高さ）を算出す
る場合には Ao≒Ai−Av ただしAo:真値 Ai:雑音を含む計測値 Av:背景雑音のみの計測値 として減算する。またオプチカルフラット表面測定の代
わりに、計測装置を測定状態に保ったまま、走査駆動部
を停止して、変位計測センサーを試料面上の一点に固定
することによって、背景雑音を測定する方法あるいは測
定された表面曲線データ及び背景雑音データについて、
それぞれパワースペクトルを求め、周波数軸上にて減算
を行ない、かなり正確な真のプロフイールのスペクトル
曲線を求めることも提案されている。
センサー（以下変位計測センサーと呼ぶ）で被測定物表
面を連続的に走査しながら被測定表面形状の断面曲線を
得る形状計測装置においては、一般に測定装置の電子回
路の雑音の他、被測定物表面の振動とか、変位計測セン
サーの受ける振動は、そのまま断面曲線の中に含まれて
しまう。そこで信号対雑音比の高い測定を行うため、測
定系を防振台上に設置するとか、防風、防音ケースで囲
うなど何らかの防振対策を行わなければならず、騒音の
多い場所での測定とか、大型重量物の測定に対しては信
号対雑音比を向上させることが困難であった。そこで特
にこれら背景雑音を無視できない測定においてはオプチ
カルフラット表面粗さの測定結果を背景雑音とみなし、
実測値より減算するなどの方法によって真の粗さを推定
する方法がある。すなわち （ア）Ra（JIS粗さ表示法：中央値平均粗さ）を計算す
る場合には とし （イ）Rmax（JIS粗さ表示法：粗さ最大高さ）を算出す
る場合には Ao≒Ai−Av ただしAo:真値 Ai:雑音を含む計測値 Av:背景雑音のみの計測値 として減算する。またオプチカルフラット表面測定の代
わりに、計測装置を測定状態に保ったまま、走査駆動部
を停止して、変位計測センサーを試料面上の一点に固定
することによって、背景雑音を測定する方法あるいは測
定された表面曲線データ及び背景雑音データについて、
それぞれパワースペクトルを求め、周波数軸上にて減算
を行ない、かなり正確な真のプロフイールのスペクトル
曲線を求めることも提案されている。
しかしながら、上記の背景雑音測定方法について、一般
的な触針式変位計測センサーでは、試料と、オプチカル
フラット面を形成している物質との間の弾性率、質量な
どの物理特性が異なった場合、その振動特性に差異が生
じる。また、計測装置の走査駆動部を停止して背景雑音
を測定する場合には、走査のための動力部から受けるべ
き雑音が消えてしまい、形状測定時と背景雑音測定時の
雑音成分が異なってしまう問題点がある。
的な触針式変位計測センサーでは、試料と、オプチカル
フラット面を形成している物質との間の弾性率、質量な
どの物理特性が異なった場合、その振動特性に差異が生
じる。また、計測装置の走査駆動部を停止して背景雑音
を測定する場合には、走査のための動力部から受けるべ
き雑音が消えてしまい、形状測定時と背景雑音測定時の
雑音成分が異なってしまう問題点がある。
本考案にかかる表面形状計測装置は、変位計測センサー
を適当な基準線に沿って相対的に移動しながら被測定面
上を走査するための駆動系内の動力発生部と、変位計測
センサー又は試料取付台を結ぶ動力伝達系の適当位置に
設けたクラッチ機構を切断することによって背景雑音の
みを測定し、クラッチ機構を接続して測定された表面形
状計測データから、減算を行うなどの雑音低減のための
処理を行い、信号対雑音比の高い表面形状計測を可能と
し上記問題点を解決したものである。
を適当な基準線に沿って相対的に移動しながら被測定面
上を走査するための駆動系内の動力発生部と、変位計測
センサー又は試料取付台を結ぶ動力伝達系の適当位置に
設けたクラッチ機構を切断することによって背景雑音の
みを測定し、クラッチ機構を接続して測定された表面形
状計測データから、減算を行うなどの雑音低減のための
処理を行い、信号対雑音比の高い表面形状計測を可能と
し上記問題点を解決したものである。
本考案に係る触針式の表面形状計測装置の構成の一例を
示せば第１図のようになる。
示せば第１図のようになる。
この構成において被測定物３を試料台（図示せず）に固
定し、電源を入れて各装置を動作状態に置く、次いでク
ラッチ機構８を切断して変位計測センサー２が移動しな
い状態とし、触針16を被測定物３の適当な位置に設置
し、この状態での振動を変位計測センサーで計測する。
この場合走査系の駆動用動力発生部は運転状態であるた
め、動力発生部に起因する振動に基づく雑音等を含んだ
背景雑音のみを測定する。次ぎにクラッチ機構８を接続
して変位計測センサーが移動可能な状態として、触針16
を被測定物３の決められた基準線に沿って走査し表面形
状計測データを得る。
定し、電源を入れて各装置を動作状態に置く、次いでク
ラッチ機構８を切断して変位計測センサー２が移動しな
い状態とし、触針16を被測定物３の適当な位置に設置
し、この状態での振動を変位計測センサーで計測する。
この場合走査系の駆動用動力発生部は運転状態であるた
め、動力発生部に起因する振動に基づく雑音等を含んだ
背景雑音のみを測定する。次ぎにクラッチ機構８を接続
して変位計測センサーが移動可能な状態として、触針16
を被測定物３の決められた基準線に沿って走査し表面形
状計測データを得る。
この表面計測データより上記背景雑音データを減算処理
することによって、信号対雑音比の高い表面形状計測を
行うことができる。
することによって、信号対雑音比の高い表面形状計測を
行うことができる。
変位計測センサーを移動する方式の場合、クラッチ機構
は走査系の動力発生部と変位計測センサーの動力伝達系
路内の適当な位置に設けることができるが、走査機構内
部より発生する雑音を出来るだけ正確に測定するために
は、その位置を出来るだけセンサー側に近づけるのが良
い。
は走査系の動力発生部と変位計測センサーの動力伝達系
路内の適当な位置に設けることができるが、走査機構内
部より発生する雑音を出来るだけ正確に測定するために
は、その位置を出来るだけセンサー側に近づけるのが良
い。
触針式の変位計測センサーを用いる代わりに、非接触式
の例えば光学式の変位計測センサーを用いても同様に雑
音低減の効果がある。
の例えば光学式の変位計測センサーを用いても同様に雑
音低減の効果がある。
また走査のためにセンサーを移動する方法の他に、セン
サーを固定し、試料を移動する方法についてはクラッチ
機構を試料台への動力伝達径路内の適当位置に設けて
も、同様の効果が得られることはいうまでもない。
サーを固定し、試料を移動する方法についてはクラッチ
機構を試料台への動力伝達径路内の適当位置に設けて
も、同様の効果が得られることはいうまでもない。
以下第２図に示す実施例に基づき、本考案を具体的に説
明する。
明する。
実施例１ 形状測定機に、動力切離し用クラッチ機構28及びそのリ
モートコントロール回路29、ディジタルスペクトラムア
ナライザー30、16ビットパーソナルコンピューター31、
グラフィックプリンター32などを付加し、第２図のよう
な形状測定装置を構成した。
モートコントロール回路29、ディジタルスペクトラムア
ナライザー30、16ビットパーソナルコンピューター31、
グラフィックプリンター32などを付加し、第２図のよう
な形状測定装置を構成した。
形状測定機のレコーダー７の出力端子はディジタルスペ
クトラムアナライザー10の入力端子に結線され、表面形
状計測信号はパワースペクトラムに変換される。また16
ビットパーソナルコンピューター31は表面形状測定と背
景雑音測定の切換えをコントロールするとともに、スペ
クトラムアナライザー30によって変換された形状スペク
トラムから背景雑音スペクトラムの減算処理を行ない、
その結果をプリンター32に出力するようなプログラムが
組み込んである。
クトラムアナライザー10の入力端子に結線され、表面形
状計測信号はパワースペクトラムに変換される。また16
ビットパーソナルコンピューター31は表面形状測定と背
景雑音測定の切換えをコントロールするとともに、スペ
クトラムアナライザー30によって変換された形状スペク
トラムから背景雑音スペクトラムの減算処理を行ない、
その結果をプリンター32に出力するようなプログラムが
組み込んである。
クラッチ機構は変位計測センサーの走査動力伝達を切断
するために特に設けたもので、形状測定機の変位計測用
触針ピックアップ駆動部の速度切換レバーをコンピュー
ターの制御下で、自動的に中立又は、0.3cm/secに切換
えることができる。
するために特に設けたもので、形状測定機の変位計測用
触針ピックアップ駆動部の速度切換レバーをコンピュー
ターの制御下で、自動的に中立又は、0.3cm/secに切換
えることができる。
以上記したような表面形状計測装置を用いて、ビデオテ
ープの磁性層の表面形状を測定した。用いたビデオテー
プは日立マクセル（株）製VHS用ビデオテープである。
また本測定法の雑音低減の効果を調べるため、加振器を
用いて形状測定機の駆動部より振動雑音を与えた。その
振幅は形状測定機のレコーダーチャートにてテープ表面
形状の断面曲線振幅のおよそ半分になるように調整し
た。測定条件は表１に示したとおりである。
ープの磁性層の表面形状を測定した。用いたビデオテー
プは日立マクセル（株）製VHS用ビデオテープである。
また本測定法の雑音低減の効果を調べるため、加振器を
用いて形状測定機の駆動部より振動雑音を与えた。その
振幅は形状測定機のレコーダーチャートにてテープ表面
形状の断面曲線振幅のおよそ半分になるように調整し
た。測定条件は表１に示したとおりである。
16ビットパーソナルコンピューターに読み込ませたプロ
グラムによって次の手順で磁気テープの表面形状の断面
曲線のパワースペクトラム（振幅実効値表示）と、各成
分の振幅実効値の総和（以下スペクトル総和と呼ぶ）を
求めた。
グラムによって次の手順で磁気テープの表面形状の断面
曲線のパワースペクトラム（振幅実効値表示）と、各成
分の振幅実効値の総和（以下スペクトル総和と呼ぶ）を
求めた。
（１）クラッチ機構の切断によって、背景雑音のパワー
スペクトラムを求める。
スペクトラムを求める。
（２）クラッチ機構の接続によって、表面形状の断面曲
線のパワースペクトラムを求める。
線のパワースペクトラムを求める。
（３）（２）で求めた表面形状の断面曲線パワースペク
トラムから（１）で求めた雑音のパワースペクトラムと
の差スペクトラムを計算し、プリンターで出力する。
トラムから（１）で求めた雑音のパワースペクトラムと
の差スペクトラムを計算し、プリンターで出力する。
実施例２ 実施例１において、加振器より与える雑音振幅を形状測
定機のレコーダーチャートにて、テープ表面形状の断面
曲線の振幅のおおよそ２倍となるように調整した他は、
実施例１と同様の測定を行った。
定機のレコーダーチャートにて、テープ表面形状の断面
曲線の振幅のおおよそ２倍となるように調整した他は、
実施例１と同様の測定を行った。
比較例１ 実施例１において16ビットパーソナルコンピューターの
プログラムの手順を次のように変更して、雑音測定及び
減算処理を行なわない以外は、実施例１と同様な測定を
行なった。
プログラムの手順を次のように変更して、雑音測定及び
減算処理を行なわない以外は、実施例１と同様な測定を
行なった。
（１）クラッチ機構の接続によって、表面形状の断面曲
線のパワースペクトラムを求める。
線のパワースペクトラムを求める。
（２）（１）のパワースペクトラムをプリンターで出力
する。
する。
比較例２ 比較例１において、加振器より与える雑音振幅を形状測
定機のレコーダーチャートにて、テープ表面形状の断面
曲線の振幅のおおよそ２倍となるように調整した振動を
加えた他は、比較例１と同様の測定を行った。
定機のレコーダーチャートにて、テープ表面形状の断面
曲線の振幅のおおよそ２倍となるように調整した振動を
加えた他は、比較例１と同様の測定を行った。
比較例３ 実施例１において、クラッチ機構にて表面計測センサー
の走査の断続を行う代りに、駆動部のモーター電源を断
続することによって、表面計測センサーの走査の断続を
行うようにした以外は、実施例１と同様の測定を行っ
た。
の走査の断続を行う代りに、駆動部のモーター電源を断
続することによって、表面計測センサーの走査の断続を
行うようにした以外は、実施例１と同様の測定を行っ
た。
比較例４ 比較例３において、加振器により与える雑音振幅を形状
測定機のレコーダーチャートにて、テープ表面形状の断
面曲線の振幅のおおよそ２倍となるように調整した以外
は比較例３と同様の測定を行った。
測定機のレコーダーチャートにて、テープ表面形状の断
面曲線の振幅のおおよそ２倍となるように調整した以外
は比較例３と同様の測定を行った。
比較例５ 実施例１において、加振器による雑音をゼロとした以
外、同様な測定を行った。
外、同様な測定を行った。
実施例１、２及び比較例１、２、３、４、５の各測定に
よって得られたスペクトラム総和を第３図に示す。図か
ら明らかなように、意図的に発生させた雑音に対して
は、走査系の動力源を切ることによって、測定される背
景雑音には動力系からの雑音が含まれないため、表面形
状測定結果より背景雑音を減算処理しても第３図の比較
例３、４に示されるように完全に雑音の影響を除去する
ことができない。
よって得られたスペクトラム総和を第３図に示す。図か
ら明らかなように、意図的に発生させた雑音に対して
は、走査系の動力源を切ることによって、測定される背
景雑音には動力系からの雑音が含まれないため、表面形
状測定結果より背景雑音を減算処理しても第３図の比較
例３、４に示されるように完全に雑音の影響を除去する
ことができない。
従って本考案のように、走査系の動力発生部と変位計測
センサー又は試料台を結ぶ動力伝達径路内にクラッチ機
構を設け、走査動力系を動作させたままで走査を停止し
て背景雑音を測定し、表面形状測定結果より、背景雑音
低減処理を行うことにより、信号対雑音比の高い表面形
状測定が可能となった。
センサー又は試料台を結ぶ動力伝達径路内にクラッチ機
構を設け、走査動力系を動作させたままで走査を停止し
て背景雑音を測定し、表面形状測定結果より、背景雑音
低減処理を行うことにより、信号対雑音比の高い表面形
状測定が可能となった。
第１図は本考案の概略を示す構成図、第２図は表面形状
計測装置の一実施例を示す構成図である。 第３図は本考案による表面形状測定結果と従来方式によ
る測定結果を比較した図である。 ３……被測定物、８……電磁クラッチ ９……形状雑音測定切換コントローラー 12……表示出力装置
計測装置の一実施例を示す構成図である。 第３図は本考案による表面形状測定結果と従来方式によ
る測定結果を比較した図である。 ３……被測定物、８……電磁クラッチ ９……形状雑音測定切換コントローラー 12……表示出力装置
Claims (1)
- 【請求項１】試料の被測定面との間の相対距離あるい
は、その変化を計測する計測センサーを備え、かつ該セ
ンサー及び該試料を取付けた取付け台の一方を他方に対
して可動となし、以って該センサーを被測定面に沿って
移動させて走査する走査駆動系とを有する表面形状計測
装置において走査駆動系の動力発生部と上記可動の計測
センサー又は試料取付台を結ぶ動力伝達系の中間位置
に、その断続によって動力の伝達を断続させ計測センサ
ーと試料との相対移動を止めたり、進めたりできる構造
を有するクラッチ機構を有しかつ該クラッチを接続状態
にしたとき計測センサーが測定した結果と、該クラッチ
を切断状態にしたとき計測センサーが測定した結果とを
処理演算を行う演算機構とを有する表面形状計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039986U JPH0725616Y2 (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 表面形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039986U JPH0725616Y2 (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 表面形状計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62173012U JPS62173012U (ja) | 1987-11-04 |
| JPH0725616Y2 true JPH0725616Y2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=30892775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6039986U Expired - Lifetime JPH0725616Y2 (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 表面形状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725616Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000310527A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定機 |
| DE102015203369B4 (de) * | 2015-02-25 | 2020-02-20 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Bestimmen der Messbedingungen eines Rauheitssensors, Verfahren zum Vermessen der Rauheit einer Werkstückoberfläche, Computerprogrammprodukt sowie Messgerät eingerichtet zur Durchführung der Verfahren |
| CN117006998B (zh) * | 2023-10-07 | 2024-01-16 | 深圳市中图仪器股份有限公司 | 具有保护系统的扫描机构 |
-
1986
- 1986-04-21 JP JP6039986U patent/JPH0725616Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62173012U (ja) | 1987-11-04 |
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