JPS5943301A - 緊張鋼線定規 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主に測定機械や工作機械において真直度およ
び平面度の基準として使用するための傾斜に左右されな
い精度の高い緊張鋼線定規に関するものである。

東ドイツ特許明細書第１３９２９５号には、多くの単鋼
線から成り且つ架台の中に張られた一つの鋼線システム
を有する精度の高い緊張鋼線定規が説明されているが、
この場合には鋼線システムのたるみがその固有周波数の
測定によって規定されるようになっている。そのため鋼
線システムは励振装置によって機械的または電気的に振
動させられ、固有周波数が共振の証明のために調べられ
る。この方法によって重力方向のたるみ（すなわち最大
たるみ）が非常に正確に調査でき、したがって真直度と
平面度の測定のさいに考慮に入れることができる。

しかしその最大たるみ補正は鋼線システムの重力方向に
対する垂直位置にしか妥当しない。重力方向に対する鋼
線システムの別の位置については、例えば機器の傾斜に
より、水平に方向づけられていない試験面での測定の場
合、すなわち、鋼線システムに対する垂線が重力方向に
対して０＜δ≦９０°の角を成す場合には、その最大た
るみにはｃｏｓδを掛け、補正して規定しなければなら
ない。そのためには角度δがそのつど例えば角度水準器
を用いて測定されなけれならない。

前記特許明細書第１３９２９５号が基礎となっている応
用情報２１８２工学精密計器「真直度計器ＧＭ１２００
」によれば、鋼線システムの傾斜の調査のために、例え
ば鋼線システムの縦軸が計器固有の成分として水準器に
利用される。その水準器はまず測定物体にセット、固定
され、そのあと鋼線システムの必要な回転角の測定のた
めに、計器に施された基準面に合わせて押し当てられる
。評価装置では、たるみ補正のさいに傾斜を考慮に入れ
るために、傾斜角に合わせる調整量が測定されなければ
ならない。

本来の測定過程の前に行われなければならないこうした
設定処置のために、計器の取扱いに費用がかかり、測定
者の不注意で誤った設定が生じることもあり、測定精度
と測定経済性が劣るものとなる。

本発明の目的は、技術の現況の不備を取り除き、測定精
度を高め、測定実施時の誤差を生じさせる原因を回避す
ることである。

本発明の基礎になっている課題は、温度および重力に左
右されず且つ鋼線システムの傾斜時でも鋼線のたるみを
自動的に補正する作用を有している緊張鋼線定規を作り
出すことである。

多数の細い緊張鋼線から成る一つの鋼線システムと該鋼
線システムを走査するための走査システムを有する傾斜
に左右されない緊張鋼線定規におけるその課題は本発明
に基づき以上によって解決される、すなわち、 −多数の平行な細い鋼線から成る第ニ鋼線システムが上
述の第一鋼線システムに対し平行に架台の中に張られて
おり、該第ニ鋼線システムが、ｋ＞１の条件下で、重力
による第一鋼線システムのたるみのｋ倍のたるみを有す
ること、−架台のガイドに取付けられたキャリアに、第
および第二鋼線システムを走査する走査システムが配置
されており、そのさいキャリアが、測定物体の表面を走
査するセンサと結合されており、且つ特にｋ倍のたるみ
を有する鋼線システムを走査する走査システム間のエア
ギャップが、他方の鋼線システムのための走査システム
のドアギャップの大きさと、使用される評価装置とに関
連して調節できること、 −鋼線システムの縦方向に見て、走査システムを内臓す
るキャリアの両側に、第一および第ニ鋼線システムにと
って共通または分離形の支持要素、それも、主として鋼
線システムに対して垂直および平行度が共通調節または
個別調節できる支持要素が、鋼線システムを測定物体の
表面に対しく支えるために設けられていること、−第一
および第二鋼線システムのための走査システムが共通の
評価装置と接続されていることによって解決される。

走査システムのコイルが搬送周波数ブリッジ回路におい
て相互に接続され、該回路のインジケータ分岐回路に一
つの搬送周波数測定用増幅器が配置され、該増幅器がレ
ジスタユニットまたは指示ユニットと接続されていれば
、走査システムの測定信号のとくに有利な評価が達成さ
れる。

第二鋼線システムが、重力による第一鋼線システムのた
るみの２倍のたるみを有していれば、とくに有利である
。

更に、第二鋼線システムが第一鋼線システムの２倍のた
るみを有し、第二鋼線システムの走査システム間のエア
ギャップが、第一鋼線システムの走査システム間のエア
ギャップの２倍の値を有すれば、有利な状況が達成され
る。

鋼線のたるみを規定するためには、走査システムのコイ
ルが、複数のインジケータ分岐回路を有する搬送周波数
ブリッジ回路において相互に接続され、且つ、それらの
インジケータ分岐回路にそれぞれ一つの単一チャネル増
幅器かまたは多重チャネル増幅器のそれぞれ一つのチャ
ネルが配置されているのが有利である。

第二綱線システムのたるみを第一鋼線システムのｋ倍と
設定し、第一鋼線システムを第一綱線システムに対し平
行に架台の中に配置することによって、走査システムの
測定信号のうち鋼線たるみに対応する信号成分は、走査
システム間のエアギャップの相応の調整あるいは第一走
査システムの測定信号とｋの掛け算が評価装置で行われ
る場合に、緊張鋼線定規のどんな傾斜状態においても消
去される。

そこで走査システムの測定信号について次のような関係
式か成り立つ。

Ｍ２＝ｙｐ＋ｙＤ Ｍ３＝ｙｐ＋ｋｙＤ Ｍ２にＫを掛け、たるみの成分ｙｐと測定物体による成
分ｙｐで構成された両測定信号Ｍ２とＭ３の差を形成す
ることによって、たるみに影響を受けていない測定物体
の測定値Ｍが得られる。

Ｍ＝ｋＭ２−Ｍ３＝（ｋ−１）ｙｐ 式中、ｋ＞１である。したがって該緊張鋼線定規を使用
した場合、緊張鋼線定規の傾斜角δをはっきり知らなく
ても、成分ｙｐとｙＤの自動的な分離が行われる。

測定値Ｍは簡単な搬送周波数ブリッジ回路で調べられる
。その回路は評価装置の構成要素であり、その回路にお
いて走査システムのすべてのコイルが相互に接続されて
おり、そのさいただ一つの搬送周波数増幅器がブリッジ
回路のインジケータ分岐回路に配置されている。

鋼線のたるみが簡単なやり方で調べられることもとくに
使用者にとって長所である。したがってかなり長く使用
した後の鋼線システムの調整状態を検査することも可能
である。

ぞの他の重要な長所は次のとうりである、−鋼線定規ま
たは測定物体の傾斜角を前もって調べなくても、どんな
角度状態でも測定物体の平面度と真直度を検査できる、 −例えばポテンショメータのような摩耗の影響を受けや
すい構成素子を必要としない、 この鋼線定規は技術上の費用が少なく、汎用が可能であ
る、 −この鋼線定規は取扱いが簡単であり、使用時の測定経
済性がかなり高い。

次に図面の実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。

第１図に示された閉張鋼線定規は架台１を有しており、
該架台には図示されていない保持装置と緊張装置が用い
られ多数の平行な細い鋼線から成る第一鋼線システム２
と第二鋼線システム３が配置されており、それらの鋼線
システムは指示要素４と５によって測定物体６に対向し
て支えられている。それらの支持要素４および５は鋼線
システムに沿った方向あるいは、それに対して垂直な方
向にも調節できる。第１図に示された支持要素４と５の
場合に、支持腕７と８および９と１０はそのつど同時に
高さが調整される。

架台１に配置されたガイド１１にはガイドステップ１２
が鋼線システム２、３の延長方向に平行に移動できるよ
うに配置されており、該ガイドステッブは、走査システ
ム１４、１５、１６、１７を備えたキャリア１３を移動
させる。その走査システム１４と１５の間に第一鋼線シ
ステム２が位置し、走査システム１６と１７の間に第二
鋼線システム３が位置する。キャリア１３は先端にセン
サ１８を有し、該センサを用いて測定物体Ｇの表面が走
査される。測定物体の形態の不整に相応して走査システ
ム１４、１５、１６、１７がセンサ１８の動きに従う。

鋼線システム２と３は、第二鋼線システム３が第一鋼線
システム２のｋ倍のたるみを有するように、架台１の中
に張られる、そのさいｋ＞１である。実際はｋ＝２とす
るのが有利である、というのはその場合に、走査システ
ム１４、１５、１６、１７によってもたらされた測定信
号を評価回路で評価するのにとくに有利な関係式が得ら
れるからである。

走査システム１４、１５、１６、１７はおもにコイルの
施された誘導トランスミッタである。

第２図には鋼線システム２と３のたるみが示されている
。この場合、例として鋼線システム３のたるみは鋼線シ
ステムのたるみの２倍大きさで示してある。たるみの最
大値はｙ１とｙ２で表わされている。傾斜角δの鋼線定
規の傾斜は個々の鋼線システムにおいて余弦関数でたる
みに作用を及ぼす。（ｙ２−ｙ１）　ｃｏｓδが成り立
つ。

第３図には緊張鋼線定規がきわめて概略的に示されてお
り、この定規も第１図と類似に構成されている。架台１
の中に鋼線システム２、３が張られており、該鋼線シス
テムが走査システム１４、１５、１６、１７によって走
査される。該走査システム１４、１５、１６、１７は、
測定物体６を走査するセンサ１８を有するキャリア１３
に配置されている。鋼線システム２と３のために分離形
支持要素１９、２０、２１、２２が設けられており、そ
れらの支持要素は測定物体の表面ならびに鋼線システム
２、３に対して平行にも垂直にも調節できる。それらの
支持要素１９、２１と２０、２２の二つづつがそれぞれ
キャリア１３の両側に配置されている。

測定方程式ｋＭ２−Ｍ３＝（ｋ−１）ｙＰ＝Ｍを実現す
るための電子測定データ処理の実施は第５図の搬送周波
数ブリッジ回路を用いて行われる。

該回路において誘導走査システム１４、１５、１６、１
７のコイルは、走査システム１５と１６のコイル２３と
２６ならびに走査システム１５と１６のコイル２４と２
４がそれぞれ一つのブリッジ分岐回路で直列接続される
というように相互に接続されている。ブリッジ回路のイ
ンジケータ分岐回路には搬送周波数測定用増幅器２７が
配置されており、該増幅器は、測定物体６の測定値をア
ウトプットするためのレジスタユニットまたは指示ユニ
ット２８と接続されている。

ｋ＝２で測定方程式ｙｐ＝２Ｍ２−Ｍ３を実現するには
とくに、鋼線システム２が介在する走査システム１４、
１５間のエアギャップＢ２と、鋼線システム３が介在す
る走査システム１６、１７間のエアギャップＢ３との比
１：■２とする、すなわちＢ３＝■２Ｂ２とする。これ
により走査時のインダクタンスは、鋼線システム２と３
がエアギャッブＢ２とＢ３の内部で変位するときに１部
と２部の早さで変化する。この処置によって測定用増幅
器２７は両方の測定信号Ｍ２Ｍ３について統一のある増
幅器を有することができ、単一チャネル搬送周波数増幅
器の使用が可能である。

計算によって証明できるとうり、第５図ブリッジ回路で
の測定信号処理の結果は、センサ１８と鋼線システム２
および３のいかなる任意の位置、間隔でも鋼線のたるみ
に左右されない。

第４図に示されている走査システム１４、１５、１６、
１７の配置では、コイル２３と２４の間のエアギャップ
Ｂ２とコイル２５と２６の間のエアギャップＢ３とが等
しくないので、緊張鋼線定規の組立のさいに調整が行わ
れなければならない。

第６図には、鋼線システム２と３のたるみｙＤを規定す
るための評価回路が示されており、該回路はブリッジ回
路を含んであり、そのブリッジ回路では走査システム１
４、１５、１６、１７のコイル２３と２６および２４と
２５が並列接続されており、インジケータ分岐には単一
チャネル搬送周波数増幅器２９が配置されている。

たるみのこうした規定は、次の方程式 ｙＤ＝Ｍ２−Ｍ３ にもとづいて行われ、そのさい測定物体６における測定
の場合と同じエアギャップの大きさが使用される。

第７図には、たるみを規定するための搬送周波数ブリッ
ジ回路が示されており、該回路は複数のインジケータ分
岐回路を含んでおり、該インジケータ分岐にはそれぞれ
一つの単一チャネル増幅器かまたは多重チャネル増幅器
のそれぞれ一つのチャネル３０、３１が配置されている
。この場合は、信号Ｍ２とＭ３を別々に検出し、あとか
ら引き算をすることもできる。３２と３３は個々のブリ
ッジ回路で必要な抵抗を表わしている。

【図面の簡単な説明】

第１図、緊張鋼線定規の概略図。 第２図、使用される鋼線定規のたるみ状態。 第３図、分離形指示要素を備えた緊張鋼線定規。 第４図、エアギャップの異なる走査システム。 第５図、測定値を調べるための評価回路。 第６図、たるみを規定するための評価回路。 第７図、鋼線システムのたるみ規定するための別の評価
回路。 １・・・・・・架台、２・・・・・・第一鋼線システム
３・・・・・・第二鋼線システム ４、５・・・・・・支持要素、６・・・・・・測定物体
７、８、９、１０・・・・・・支持腕 １１・・・・・・ガイド、１２・・・・・・ガイドステ
ップ１３・・・・・・キャリア １４、１５、１６、１７・・・・・・走査システム１８
・・・・・・センサ １９、２０、２１、２２・・・・・・支持要素２３、２
４、２５、２６・・・・・・コイル２７・・・・・・搬
送周波数測定用増幅器２８・・・・・・レジスタユニッ
トまたは指示ユニット２９・・・・・・単一チャネル搬
送周波数増幅器３０、３１・・・・・・チャネル、３２
、３３・・・・・・抵抗Ｂ２、Ｂ３・・・・・・エアギ
ャップ、特許出願人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）傾斜に左右されない緊張鋼線定規、すなわち、 −多数の平行な細い鋼線から成る鋼線システムが保持装
   置と緊張装置にて張られＣいる架台と、−鋼線システム
   をその延長方向に走査するための走査システムと、 構線システムを支える支持要素と、 −走査システムと接続された評価装置とを有する傾斜に
   左右されない緊張鋼線定規において、 −多数の平行な細い鋼線から成る第ニ鋼線システム３が
   上述の第一鋼線システム２に対し平行に架台１の中に張
   られており、該第ニ鋼線システムが、ｋ＞１の条件下で
   、重力による第一鋼線システム２のたるみのｋ倍のたる
   みを有すること、 −架台１のガイド１１に取付けられたキャリア１３に、
   第一および第二鋼線システム２、３を走査する走査シス
   テム１４、１５、１６、１７が配置されており、そのさ
   いキャリア１３が、測定物体６の表面を走査するセンサ
   １８と結合されており、且つ特に、ｋ倍のたるみを有す
   る鋼線システム３を走査する走査システム１６、１７間
   のエアギャップＢ３が、他方の鋼線システム２のための
   走査システム１４、１５のエアギャップＢ２２の大きさ
   と、使用される評価装置とに関連して調節できること、
   鋼線シスシム２、３の縦方向に見て、走査システム１４
   、１５、１６、１７を受け取るキャリア１３の両側に、
   第一および第ニ鋼線システム２、３にとって共通または
   分離形の支持要素、それも主として鋼線システム２、３
   に対して垂直および平行に共通調節または個別調節でき
   る支持要素が、鋼線システム２、３を測定物体６の表面
   に対して支えるために設けられていること、 −第一および第二鋼線システム２、３のための走査シス
   テム１４、１５、１６、１７が共通の評価装置と接続さ
   れていること を特徴とする緊張鋼線定規。
2. （２）走査システム１４、１５、１６、１７のコイル２
   ２、２３、２４、２５が搬送周波数ブリッジ回路におい
   て相互に接続されており、該回路のインジクータ分岐回
   路に一つの搬送周波数測定用増幅器２７、２９が配置さ
   れており、該増幅器がレジスタユニットまたは指示ユニ
   ット２８と接続されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の緊張鋼線定規。
3. （３）第二鋼線シスラム３が、重カによる第一鋼線シス
   テムのたるみの２倍のたるみを有することを、特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の緊張鋼線定規。
4. （４）第二鋼線システム３が第一鋼線システムの２倍の
   たるみを有し、第ニ鋼線システム３の走査システム１６
   、１７間のエアギャップＢ３が第一鋼線システム２の走
   査システム１４、１５間のエアギャップＢ２の２倍の値
   を有することを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の緊張鋼線定規。
5. （５）鋼線のたるみを規定するために、走査システム１
   ４、１５、１６、１７のコイル２２、２３、２４、２５
   が、ブリッジ回路において、相互に接続されており、且
   つ、それらのインジケータ分岐回路にそれぞれ一つの単
   一チャネル増幅器２９かまたは多重チャネル増幅器のそ
   れぞれ一つのチャネル３０、３１が配置されていること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の緊張鋼線
   定規。