精密測定機器の豆知識 R284 ④
R284 ④ 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 INDEX アブソリュートエンコーダ、IP保護等級、IP試験の合格、̶̶ 2 CEマーキング、RoHS指令への対応について マイクロメータ編 ノギス編 投影機編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 35 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶3 マイクロメータヘッド編 内径測定器編 スケールユニット編̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 33 顕微鏡編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 36 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶8 画像測定機編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 11 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 37 表面粗さ測定機編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 13 ハイトゲージ編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 17 輪郭測定機編 デジマチックインジケータ・̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 21 ダイヤルゲージ・テストインジケータ編 真円度測定機編 硬さ試験機編 ゲージブロック編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 25 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 41 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 43 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 45 振動計測機器編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 47 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 31 地震観測機器編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 48 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 32 三次元測定機編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 49 リニヤゲージ編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 29 電気マイクロメータ編 ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ 39 レーザスキャンマイクロメータ編 精密測定機器の豆知識 1 アブソリュートエンコーダについて 電源をOFFにしても電源ON後の再ゼロセットが不要で、 スケール上に刻まれた位置情報を、その都度読取る絶対位置方式＝アブ ソリュート方式は、 ミツトヨのテクノロジーです。 アブソリュートエンコーダには静電容量式、電磁誘導式、静電容量式と光学式を 複合した3種類の方式があり、測定値の信頼性を高めた測長システムとして各種測定機器に広く利用しています。 メリットとして、 1. スライダやスピンドルをどんなに早く動かしてもカウントエラーが起こりません。 2. 電源をOFF※1にしても電源ON後の再ゼロセットが不要です。 3. インクリメンタルエンコーダ方式に比べて、少ない電力でエンコーダを駆動できるため、通常の使用状態で約3.5年（連続20000 時間）※2の長い電池寿命を実現しています。 は株式会社ミツトヨの 登録商標です。 ※1：電池を取り外した場合は除きます。 ※2：ABSデジマチックキャリパの場合です。 ●電磁誘導式アブソリュートエンコーダは、 日本、 アメリカ、イギリス、 ドイツ、 フランス、 インド、中国で特許登録済です。 ●静電容量式と光学式を複合したアブソリュートエンコーダは、 日本、 イギリス、 ドイツ、 スイス、 スウェーデン、中国で特許登録済です。 IP保護等級について（IEC60529:2001, JIS C 0920:2003） 異物の侵入に対する保護等級と水の侵入に対する保護等級を規格化しているもので、IEC規格（IEC 60529）に準じています。 【IEC：International Electrotechnical Commission（国際電気標準会議）】 IP□□ （IP：International Protection） 外来固形物に対する保護等級 水に対する保護等級 保護 等級 要約 定義 要約 定義 （無保護） − （無保護） − 0 0 直径 50mm 以上の大 直径 50mm の球状の、固形物プ 鉛直に落下する水滴 鉛直に落下する水滴によって有害な影響を及ぼ 1 ＊1 1 きさの外来固形物に ローブの全体が侵入 してはな に対して保護する。 してはならない。 対して保護している。 らない。 15度以内で傾斜して 外郭が鉛直に対して両側に15度以内で傾斜した 直径12.5mm以上の大 直径 12.5mm の球状の、固形物 2 も鉛直に落下する水 とき、鉛直に落下する水滴によっても有害な影響 2 きさの外来固形物に プローブの全体が侵入＊1しては 滴に対して保護する。を及ぼしてはならない。 対して保護している。 ならない。 散水（Spraying water） 鉛直から両側に60度までの角度で噴霧した水に 3 に対して保護する。 よっても有害な影響を及ぼしてはならない。 直径2.5mm以上の大 直径 2.5mmの固形物プローブが 3 きさの外来固形物に 全く侵入＊1してはならない。 水の飛まつ（Splashing あらゆる方向からの水の飛まつによっても有害 対して保護している。 4 に対して保護する。 な影響を及ぼしてはならない。 water） 直径1.0mm以上の大 直径 の固形物プローブが 1.0mm 噴流（Water jet）に対 あらゆる方向からのノズルによる噴流水によって 4 きさの外来固形物に 全く侵入＊1してはならない。 5 して保護する。 も有害な影響を及ぼしてはならない。 対して保護している。 じんあいの侵入を完全に防止 暴噴流（Powerfull jet）あらゆる方向からのノズルによる強力なジェット 6 に対して保護する。 噴流水によっても有害な影響を及ぼしてはなら することはできないが、電気機 ない。 防じん形 器の所定の動作及び安全性を 5 阻害する量のじんあいの侵入が 水に浸しても影響が 規定の圧力及び時間で外郭を一時的に水中に沈 あってはならない。 7 ないように保護する。 めたとき、有害な影響を生じる量の水の浸入が あってはならない。 じんあいの侵入があってはなら 耐じん形 6 ない。 潜水状態での使用に 関係者間で取り決めた数字7より厳しい条件下で 外郭を継続的に水中に沈めたとき、有害な影響 8 対して保護する。 ＊1：外郭の開口部を、固形物プローブの全直径部分が通過し を生じる量の水の浸入があってはならない。 てはならない。 各保護等級の試験条件の詳細は、IEC60529:2001、JIS C 0920:2003をご参照ください。 保護 等級 は株式会社ミツトヨの登録商標 です。 IP試験の合格について 保護等級IP65,IP66,IP67は、 ドイツ認定 機関・テュフラインランド社の IP 試験に 合格しています。 CEマーキング RoHS指令への対応 RoHS指令※は、欧州における化学物質の使用に関する規制です。 指定された6物質（鉛、カドミウム、水銀、六価クロム、ポリ臭化ビフ ェニール（PBB）、ポリ臭化ジフェニールエーテル（PBDE））を規制値 以上含有する特定電子機器については、2006年7月1日以降欧州で ミツトヨの各工場は商品の安全品質向上のため、欧州連合の機械 指令、EMC指令、低電圧指令に対応するための評価を実施し、対象 となる商品にCEマーキングの表示をして出荷しています。 CEという符号は Conformité Européenne（フランス語で「欧州の法 規に適合している」 という意味）の頭文字を採ったもので、CEマー キングは「欧州連合による使用者及び消費者の健康と安全に関す る要求事項に適合している」 ことを証明しているマーキングです。 の販売を禁止しています。 RoHS指令の対象はWEEE※※指令で規定されている10項目のカテゴ リーを基礎としていますが、医療用デバイスと監視機器・制御機器 は対象外となっています。 弊社としては地球環境保全に積極的に取組むべく、弊社商品を RoHS指令に対応させる作業を進めています。 ※ RoHS 指令：電気電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限に関する欧 州議会及び理事会指令 (Directive of the European Parliament and of the Council on the Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment) ※※WEEE指令：廃電気電子機器に関する欧州議会および理事会指令 (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive) CEマーキングEMC指令適合性評価 《ミツトヨ商品に関わるEC指令》 適用の範囲 EC指令の名称 機械指令 機械の中の一部分がモータなどのアクチュエータにより動き、身体に損傷を与える可能性があるもの EMC指令（電磁気両立性） 電磁妨害を生じやすい器具（装置）又は性能がこのような妨害に影響されやすい器具（装置） 低電圧指令 AC電圧：50∼1000V DC電圧：75∼1500V で使用する器具（装置）で、電気的ショック、感電、発熱、放射能等の危険性があるもの 2 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 マイクロメータ編 ■各部の名称 標準外側マイクロメータ インナースリーブ 測定面 スピンドル スリーブ テーパーナット アンビル フレーム クランプ シンブル ラチェットストップ 防熱カバー デジマチック標準外側マイクロメータ 測定面 スピンドル シンブル ラチェットストップ アンビル フレーム クランプ 出力コネクタ （出力付機種） ホールドスイッチ ZERO（INC）/ABS切替えスイッチ 防熱カバー オリジンスイッチ ■専用マイクロメータ ブレードマイクロメータ キャリパ形内側マイクロメータ スプラインマイクロメータ 管厚マイクロメータ 細溝径の測定 小径・横溝の測定 スプラインシャフトの溝径測定 パイプの肉厚を測定 精密測定機器の豆知識 3 ■目盛の読み方 ■定圧装置 ●標準目盛の場合（目量0.01mm） 0 5 7.mm ①スリーブの読み ②シンブルの読み 45 40 35 30 ＋ .37mm マイクロメータの読み 7.37mm フリクションシンブル （ Fタイプ） 注意）② 0.37mmはスリーブの基線とシンブルの 目盛が合致している箇所を読取ります。 通常上図のように目量0.01mmまで読取れますが、下図のように目分 量で0.001mmまで読取ることもできます。 約＋1μm 音の有無 片手操作 有 適さない 一般的 無 適する 音を出す時のショックは全く なく、安定しています。 有 適する 音によって定圧が加わって いるという安心感が得られ ます。 有 適する 音によって確実な動作確認 と安心感が得られます。 備考 ラチェットストップ ラチェットシンブル （ Tタイプ） 約＋2μm ラチェットシンブル スリーブ基線 シンブル目盛 シンブル目盛 ●バーニヤ付の場合（目盛 0.001mm） バーニヤ付マイクロメータはスリーブの基線の上部にバーニヤ目盛 があります。 8 6 4 2 0 5 ①スリーブの読み 6.mm ②シンブルの読み .21mm ③バーニヤとシンブル目盛の読み ＋ .003mm 30 25 20 15 30 φ6.3 0 ■測定面のくわしい形状 6.213mm マイクロメータの読み スピンドル φ6.35 スリーブ基線 10 超硬合金チップ 注意）② 0.21mmはスリーブの基線とシンブルの目盛が合致している箇所、 ③ 0.003mmはバーニヤ目盛とシンブルの目盛が合致している箇所を 読取ります。 φ7.95 ●カウント付の場合（目量0.001mm） 0.001位（バーニヤ読み） 5 6 4 2 2 9 9 超硬合金チップ 0 ※説明用のため、倍率は正しくありません。 45 0 0 スピンドル φ8 30 0.01 0.004mmバーニヤ読み mm 基線 0.001位 0.01位 0.1 位 1.0 位 10.0 位 + 読取り値 .004mm .09 mm .9 mm 2. mm 00. mm ※4箇所を示す 2.994mm 注意）② 0.004mmはバーニヤ目盛とシンブルの目盛が合致している箇所を 読取ります。 ポイントマイクロメータ 替駒式ネジマイクロメータ 歯厚マイクロメータ V溝マイクロメータ 谷径測定 ネジの有効径測定 平歯、はすば歯車のまたぎ歯厚 奇数溝のタップ、 リーマなどの外径 4 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 マイクロメータ編 ■支持する姿勢を変えた場合の変化（単位：μm） ■温度変化による測定誤差 伸び（μm） 支点位置 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 下部と中央部を支える 中央部のみを支える 325 425 525 625 725 825 925 1025 0 0 0 0 0 0 0 0 − 5.5 支点位置 横にして中央部を支える 姿勢 300 最大測定長 （mm） 200 100 50 2 4 6 8 10 15 20 − 22.5 − 26.0 325 425 525 625 725 825 925 1025 0℃ 20℃ ＋1.5 −4.5 ＋2.0 −10.5 −4.5 −10.0 −5.5 0.0 −9.5 −5.0 −14.0 −5.0 −19.0 −35.0 −27.0 −40.0 ■アッベの原理 10℃ 225 125 325 ε＝ℓ−L ＝Rtanθ≒Rθ （tanθ≒θ） 425 「測られるものと標準尺とは、測 定方向において、一直線上に配 置しなければならない。」 という もので、例えば、左図のように特 殊なマイクロメータの目盛の軸 線上から測定子が離れている 場合（R） 、誤差（ε） が生じやすく なりますので、特に測定力につ いては充分な注意が必要です。 ℓ 525 L ε 呼び寸法（mm） ■温度変化による基準棒の伸び（200mm 20℃に対して） 伸び（μm） R θ 20 31℃ 15 10 5 0 0 下向きで手で支える 最大測定長 （mm） ■温度変化によるマイクロメータと基準棒の伸びの差 伸びの差（μm） − 9.5 − 18.0 姿勢 ※上記のグラフはマイクロメータのフレーム 部分を素手で持ち続けた場合の温度変化に よるフレームの伸びを表したグラフです。 手で持って測定する場合は基点が変化しま （尚、 グラフ すので測定には注意が必要です。 の数値は保証値ではなく実験値です。） 0 −1 −2 −3 − 5.5 − 11.0 30 時間（分） ＋3 ＋2 ＋1 − 2.5 1 2 3 4 5 6 27℃ 21℃ 7 8 9 10 時間（分） ■フックの法則 ある長さと断面を持つ物体に荷重を加えた場合、弾性限界内に おける伸び縮みを起す変位量についての法則です。 時間（分） ■ヘルツの式 手の平の温度が21 ℃、27 ℃、31 ℃の3人が別々の基準棒を握り伸び の変化を測定した例です。 平面、円筒面、球面がいろいろ組合わされて押しつけられた場合の 弾性限界内における両面間の近寄り量を表わした式で、測定の際 に、測定力のために変形を起す量を知る上で必要な式です。 P P L δ SφD 2 δ δ φD 2 2 精密測定機器の豆知識 5 2 δ （a） （b） 二平面間の球 二平面間の円筒 材料は鋼とすると 弾性係数：E＝205（GPa） 変化量：δ（μm） 球または円筒の直径：D（mm） 円筒の長さ：（ L mm） 測定力：（ P N） a）球をはさんだ時 δ1＝0.82 3√P2/D b）円筒をはさんだ場合 δ2＝0.094× （P/L）3√1/D ■ねじマイクロメータによる主な測定誤差 誤差除去のための注意事項 マイクロメータ 3μm の送り誤差 1.補正して使用する。 半角誤差を 測定子の角度 15分として 誤差 ±5μm 1.角度誤差を測定のうえ補正する。 差を見込み 2.被測定物と同一のねじゲージで調整する。 ± μ 3 m ±1μm M1 ＝一針測定におけるマイクロメータの読取り値 D ＝奇数溝のタップの直径 半角測定誤 測定子の食い ＋10μm 違いによる 三ツ溝のタップ： M＝ 3M1−2D ………………（3） 五ツ溝のタップ： M＝ 2.2360M1−1.23606D …（4） ＋3μm ±10μm 1.できれば低測定力のものを使用する。 2.必ずラチェットストップを使用する。 ＋3μm 3.ピッチの等しいねじゲージで調整する。 基本ゲージの 角度誤差 ±10μm 1.補正計算する。（角度） ＋3μm 2.長さ誤差を補正する。 3.被測定物に等しいねじゲージで調整する。 基本ゲージの 長さ誤差 L μ 1.補正計算する。 ± （3＋ ） 25 m 2.被測定物に等しいねじゲージで調整する。 測定物 角度誤差 JIS 2級半角 誤差±229分 −91μm ＋71μm 測定力による 影響 ●一針による方法 奇数溝のタップは V 溝マイクロメータにより一針を用いて有効径 または（4）の式で を測定することができます。測定値M1を求め（3） Mを計算して求めます。 注意しても 除去できない と考える誤差 次に、 このMを（1） または（2）の式に 代入して有効径Eを計算します。 スピンドル 奇数溝のタップ 針 ■またぎ歯厚 ±1μm 1.角度誤差をできるだけ小さく製作する。 半角誤差 2.角度誤差を測定し補正計算する。 ±23分で 3.角度誤差の大きいものは三針法による。 ±8μm ■三針法による主な測定誤差 総合測定誤差 （±117＋40） μm 発生し得ると考えられる誤差の集積値 ＋26μm −12μm ■三針法による主な測定誤差 誤差の原因 アンビル Sm 注意しても除去 起こり得る誤差 で困難な誤差 誤差除去のための注意事項 ピッチ誤差 （被測定物） 1.ピッチ誤差の補正を行なうδp＝δE ピッチ誤差 2.数箇所測定し平均値を採用する。 0.02mmとして ±3μm 3.単一ピッチ誤差を少なくする。（工作） ±18μm 半角誤差 （被測定物） 1.最適針径を使用する。 2.補正する必要なし ±0.3μm またぎ歯厚（Sm）の算出式： Sm＝m cosα｛ （Zm−0.5） ＋Z invα0｝ ＋2χm sinα0 0 π またぎ歯数（Zm）の算出式： ＋0.5（ZmはZm'に最も近い整数とする） Zm'＝Z・K（f） ±0.3μm 1 2−cos 2α0−invα0−2f tanα0｝ ここで K （f） ＝ ｛ secα0 √ （1＋2f） 測定子の食い 1.最適針径を使用する。 違いによる 2.平均直径に近い針を一本側に使用 ±8μm ±1μm ただし f ＝ 1.ピッチに合った規定の測定力使用 三針径の誤差 2.測定端面の広さ規定通りとする。 −3μm 3.安定した測定力であること 総合測定誤差 発生し得ると考えられる誤差の集積値 π −1μm 最悪の場合 ＋20μm −35μm χ α0 ：圧力角 Z ：歯数 χ ：転位係数 inv 20°・＝・0.014904 inv 14.5°・＝・0.0055448 注意して測定 ＋3μm −5μm Sm ：またぎ歯厚 Zm ：またぎ歯数 ■歯車の測定 オーバーピン法 ■ねじの有効径の測定 メートルねじまたはユニファイねじ （60° ） E ＝ M − 3d ＋ 0.866025P ………（1） ●三針による方法 ねじの有効径は図のように三針を用いて 測定することができます。 および （2） の式で有効径 E を計算します。 （1） ） ウィットウォースねじ （55° E ＝ M − 3.16568d＋0.960491P …（2） m ：モジュール Z 誤差の原因 起こり得る 最大誤差 スピンドル ゜ d（×3） P E ねじ d =三針の直径 E =ねじの有効径 M =三針を含むマイクロメータの読取り値 P =ねじのピッチ （） 偶数歯の場合： dg z・m・cosα0 dm＝dp＋ cosφ＝ dp＋ cosφ M アンビル 奇数歯の場合： （ ） （ ） dg z・m・cosα0 ° ° dm＝dp＋ cosφ・cos 90z ＝ dp＋ cosφ ・cos 90z インチをミリに換算） （ユニファイねじの場合、 ねじのタイプ Dにおける針の最適サイズ メートルまたはユニファイねじ （60° ） 0.577P ウイットウォースねじ （55° ） 0.564p ただし invφ＝ （ ） dp χ dp π − α0 ＋ 2tanα0・χ − ＝ ・・ α − inv z m cos 0 z 2z dg 2 （ φ （invφ）はインボリュート関数表より求める ） z：歯数 α0：工具圧力角 m：モジュール χ：転位係数 6 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 マイクロメータ編 ■オプチカルパラレルの干渉縞の現われ方による平行度 の程度 4.測定前にはアンビルとスピンドルの両測定面を白紙でよく拭き 取り基点合せを行ってください。 スピンドル側の読取り方向 オプチカル パラレル スピンドル側 まずアンビルの測定面にオプチカルパラレルを密着させます。マイクロ メータの測定力のもとに白色光によるスピンドルの測定面の赤色干渉 縞の数を読み取ります。上の図では0.32 μ m × 3 ＝ 0.96 μ mで平行度は 約1μmとなります。 5.日常の管理として、スピンドルの外周と測定面のほこりや切り屑等 をよく拭き取ってください。また、各部に付着した汚れや指紋を 乾いた布でよく拭き取ってください。 ■オプチカルフラットの干渉縞の現われ方による平面度 の状態と程度 干渉縞を 読みとる方向 6.定圧装置を正しく使用し正しい測定力で測定してください。 7.マイクロメータスタンドへマイクロメータを取付ける場合、マイ クロメータのフレームの中央部を挟み強く締めすぎない様にして ください。 オプチカルフラット オプチカルフラット アンビル アンビル 溝状の凹み すり鉢状の凹み 0.32μm×4＝1.28μmで 約1.3μmの平面度となります。 0.32μm×2＝0.64μmで 約0.6μmの平面度となります。 ■一般的なマイクロメータ使用上の注意 1. 種類、測定範囲、精度などをよく確かめて使用目的に適した機種 を選定してください。 2.マイクロメータと測定物をよく室温になじませてから使用ください。 3.目盛を読む時は目盛線を斜めから読まない様にしてください。 目盛を斜めから読取ると視差の影響で合致する線の位置がズレ て見えてしまいます。 8.マイクロメータを落としたり、ぶつけたりしないでください。 また、反動をつけてマイクロメータを回さないでください。 （ b） （a） 9. 長期保存や油気が切れた場合、防錆油を含ませた布でうすく （C） 塗布してください。 上から見た場合 シンブル （a） 10.保管上の注意 ● 直射日光の当たらない場所に保管 スリーブ ● 湿気が少なく、 風通しの良い場所に保管 ● ほこりの少ない場所に保管 ● 床面に直に置かずケース等に入れて保管 ● 測定面は０． １∼１ｍｍ程度開いて保管 ●クランプせずに保管 （b）正面から見た場合 （C）下から見た場合 精密測定機器の豆知識 7 マイクロメータヘッド編 選択のポイント 選択のポイントには、測定範囲、測定面、 ステム部、読取り、 シンブルの大きさなどがあります。 それぞれの内容を参考に、目的にあったマイクロメータを選択してください。 ■ステム ストレートステム ■クランプ ●マイクロメータヘッドをストッパと して使用する場合には、 クランプ付 を使用されたほうが、緩みによる トラブルを防げます。 また、 クランプ操作によるスピンドルの位置 変化を防ぐ構造になっていますので、安心して使用できます。 ナット付ステム ●マイクロメータヘッドを保持する部分で、形状では「ストレート タイプ」 と 「ナット付タイプ」に分類されます。 ステムのサイズは、 マイクロメータヘッド本体に合わせ最適な寸法に設計されて おり、 ステム直径は軸の寸法許容差h6を採用しています。 ●取付方法は、 「ナット付ステム」 タイプが簡単で確実に固定でき ます。 「ストレートステム」 タイプでは、割締めや接着などの加工 が必要ですが、適用範囲が広く、最終取付時に前後方向へ多少 位置調整ができる利点があります。 ●汎用的に使用できるいくつかのタイプの取付金具を、別売品と してご用意しています。 ■測定範囲（ストローク） ●予想されるストロークに対して、余裕をもって測定範囲を選んで ください。標準形では、5mm∼50mmまで6段階を準備しています。 ●予想されるストロークが 2mm ∼ 3mmと小さい場合でも、取付 スペースに十分余裕がある場合には、25mm機種を選ぶほうが 経済的です。 ● 50mm を超える 図-D ゲージブロック ロングストロー クが必要な場合 には、ゲージブ ロックを併用す ヘッドのストローク ることで解決で 得られるストローク きます（図-D）。 ●このカタログでは、 シンブルの可動範囲 （ストロークエンド） を破線 で示しています。ストロークエンドの場合、シンブル側がその線 の位置まで移動することを、治具設計時に考慮してください。 ■測定面 平面 球面 ●測定装置として使用されるケースでは、平 面タイプが一般的に使用されています。 ●送り装置として使用する際、球面タイプ を採用することでマイクロメータヘッド 取付部分の傾きによる誤差を最小限に おさえることができます（図 -A）。同じ工 夫ですが、 スピンドル側を平面タイプに し、相手に超硬ボール等を取付ける方 。 法もあります（図-B） ●相対位置関係が比較的不安定な場合 や、 より精度を必要とする場合は、回転 防止装置付をお薦めします（図-C）。 ●ストッパのように耐久性を必要とする場 合は、平面対平面タイプが優れています。 回転防止装置 図-A ■極微動 ●マニュピュレータなど、極微動を必要とする場合には、専用品が 用意されています。 図-B ■シンブル外径 図-C ●シンブルの直径は、操作性と位置決 めの 細かさ に大きく影響します。 小径のシンブルは素早い位置決め ができ、大径のシンブルでは細かい位置決めと読み取りができ ます。また、大径のシンブルにスピーダを取付け操作性を向上 させている機種もあります。 ■スピンドル直進 ■読取り ●スピンドル直進タイプは測定物に対してねじれの影響を与えない ため、測定物の回転を防ぎ、変形、摩耗がおさえられます。 ●測定器として使用する場合や移動量を指定されている場合に は、目盛仕様に注意する必要があります。 ●外側マイクロメータと同じ目盛仕様が「正目盛」で標準タイプ です。 これは、 スピンドルが引き方向で目盛値が増加をします。 ●逆に、スピンドルを押し出す方向で増数になるのが「逆目盛」 仕様です。 ●正逆両方向での読み取りが楽にできるのが「正逆目盛」仕様で、 数字の色を各々黒・赤で表示し、読取りが楽になってきます。 ●測定値を直接読取ることのできるカウンタ付やデジタル表示 タイプもあります。読誤りがないことはもちろん、デジタル表示 タイプでは測定データの外部出力により、測定値の記録や統計 演算ができます。 ■スピンドルピッチ ●標準品（0.5mmピッチ） ●1mmピッチ 位置決めなどで、素早いセッティングができます。 また、0.5mmの 読誤りを防ぐことができます。ねじ山が大きいので耐荷重にも 優れています。 ●0.25mm、0.1mmピッチ 微動送りや細かい位置合わせに便利です。 ■定圧装置 ●測定器として使用する場合には、定 圧装置付をお薦めします。 ●ストッパとして使用する場合や、省 スペースを優先する場合には「定圧 装置なし」の使用もご検討ください。 定圧装置付 20 80 10 90 5 0 5 45 25 20 0 45 0 5 25 20 0 0 0 5 90 10 正目盛 定圧装置なし （ラチェット無し） 逆目盛 80 20 正逆目盛 8 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 マイクロメータヘッド編 ■取付金具の自製要領 マイクロメータヘッドの取付けには、 ステム部を固定しますが、その取付け方法は精度的に安定し、内部に無理のない方法をとる必要があります。 代表的な取付け方法として、次の3種類がありますが、③の方法はあまりお薦めできません。できるだけ①または②の方法をご採用ください。 （単位：mm） ①締付ナット方式 取付方法 ②スリ割締付方式 ③ねじ止め方式 A面 留意点 ステム直径 取付穴 はめあい公差 φ9.5 φ10 G7 ＋0.005∼＋0.020 φ12 φ18 G7 ＋0.006∼＋0.024 φ9.5 φ10 G7 ＋0.005∼＋0.020 φ12 φ18 G7 ＋0.006∼＋0.024 ・ ・ 取 付 穴に対するA 面の直 角 度に注 意する 取付穴内壁に発生するバリ （スリ割り加工部） 必要があります。 に注意してください。 直 角 度 0.16 ／ 6.5 以 内であれば、支 障なく 固定できます。 注意点 φ9.5 φ10 H5 0∼＋0.006 φ12 φ18 H5 0∼＋0.008 止めねじの大きさはM3×0.5、M4×0.7程 度 が適当です。 ステム部のサラモミ加 工は90 °×0.5以 内に し、加 工によるステムの変 形が発 生しない よう、十分注意してください。 ■マイクロメータヘッドの耐荷重 マイクロメータヘッドの耐荷重は取付方法によって大きく変わります。また、静荷重か動荷重か、作動させて使用するかストッパとして使用 ここでは、 ミツトヨがお薦め するかなど使用条件によっても大きく変わります。 したがって、何kgというように定量的に定めることができません。 と小形マイクロメータヘッドを使って静荷重試験を する耐荷重限度（精度保証範囲内で読取り装置として使用する場合、手動10万回転以内） 行った結果をご紹介します。 （1）推奨耐荷重限度 耐荷重限度 4kg程度まで※ 標準形（スピンドルピッチ0.5mm） 高機能形 スピンドルピッチ0.1mm/0.25mm 2kg程度まで 4kg程度まで 6kg程度まで 2kg程度まで 2kg程度まで スピンドルピッチ0.5mm スピンドルピッチ1.0mm スピンドルピッチ直進式 MHF極微動用（差動機構付） ※MHTのみ2kg程度まで （2） マイクロメータヘッドの静荷重試験（試験には、MHSを使用） ①締付ナット方式 ②スリ割締付方式 ③ねじ止め方式 P P 締付ナット 止めねじ P 取付金具 取付方法 ①締付ナット方式 ②スリ割締付方式 ③ねじ止め方式 〈試験方法〉 図のようにマイクロメータヘッド本体を セットし、材料試験機にて破損あるいは 脱落まで P 方向より荷重をかけた時の値 を測 定。 （ 試験は精度保証範囲を考慮に 入れず、破損あるいは脱落するまで荷重 をかけています。 ） 破損・脱落荷重 8.63∼9.8kN（880∼1000kgf）で本体破損 0.69∼0.98kN（70∼100kgf）で取付金具より脱落 0.69∼1.08kN（70∼110kg）で止めねじ破損 ※破損・脱落荷重はあくまで参考値とお考えください。 精密測定機器の豆知識 9 ■特別注文品（製作例のご紹介） マイクロメータヘッドは非常に広い分野で使用されており、お客様のニーズにお応えするため豊富な機種を用意しておりますが、 特別なニーズにお応えするため、広くカスタム品を製作しております。1個からでも製作致しますので、お気軽にご相談ください。 1. スピンドル形状の例 ●スタンダード ●先端球面 ●ポイント ●スプライン ●めねじ加工 ●フランジ ●ブレード（直進タイプのみ） ●ロングスピンドルもできます。 ご相談ください。 2.ステム形状の例 取付方法や取付部の形状にあわせて、 さまざまなステム形状に対応致します。 ●ストレート ●ナット付 ●総ねじ ●フランジ 3.目盛加工例 4.指定ロゴタイプ 逆目盛、縦目盛などさまざまな目盛加工にも対応できます。 加工例にないものでもご相談ください。 指定ロゴタイプの表示もできます。 20 15 10 45 0 0 45 5 5 25 0 5 45 15 15 10 10 5 ●縦目盛 5 0 ●逆目盛 0 ●標準 ゼロ ● 0 点指定目盛 45 5 0 5 5 0 10 ●目盛のみ 0 5 10 15 20 25 ●逆縦目盛 45 5.カップリング取付例 6.シンブル取付方法 モータドライブ取付用カップ リングにも対応できます。 シンブルの取付け方法もラチェット・止めねじ・六角穴付ボルトなど ができます。 ●ラチェット ●止めねじ ●六角穴付ボルト 7.スピンドルピッチ加工 8.ネジ部オイル 9.オールステンレス製 10.簡易包装 スピ ンドルピッチは 0.5mm が 標 準で すが、早 送りのできる 1mm や、微動送りの 0.25mm 、 0.1mm にすることができます。 また、インチピッチへの加工も できます。 ご相談ください。 お客様のご指定による潤滑油 などにも対応致します。 ご 希 望 により、オー ルステン レス製マイクロメータヘッドも 製作致します。 OEM など大量のご注文の際に は、簡易包装で納品することが できます。 10 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 内径測定器編 ■各部の名称（ホールテスト） 測定子 コーン 外筒 スピンドル シンブル ラチェットストップ ■特別注文品（ホールテスト・ボアマチック） 4 1DIV. 0.005mm R0.5以上 H /N000000 溝 35-45mm ℓ W=1以上 φD 丸 最小径を測り得るR (サイズごとに異なる) φd W=1以上 /N000000 35-45mm φd r W=0.5以上 H ℓ 最小径を測り得るR (サイズごとに異なる) φd ●特殊形状溝の内径が測れます。 ●製作可能内径： 約φ16mm以上 （被測定物の形状により異なります。 ） ●段差ℓは W＝2mm以下の場合： ℓ＝2mm以下 W＝2mm以上の場合： 標準値ℓ＝2mmとし、その他用途に合わせ変更可能です。 ●スプライン、セレーションの溝数は3の倍数に限ります。 ●ご希望される場合は、被測定物の形状をご提示ください。 r 以上 45° R0.3以上 φD 35-45mm φd セレーション a ●測定範囲が標準品と異なる場合は、別途検査ゲージのイニシャル コストが必要です。 /N000000 35-45mm スプライン r φD 備考 φD 角 溝 H2 H1 5 測定子先端部の形状（例） 最小径を測り得るR (サイズごとに異なる) r 0 ℓ 被測定物の形状（例） 45 /N000000 種類 S/N000000 35-45mm 45 特殊形状の内径測定が可能な商品を1台からでも製作致しますの で、お気軽にご相談ください。但し、場合によっては精度保証用の マスターゲージが別途必要になります。 ご了承ください。 ね ●測定可能ねじは、ねじの種類、呼び寸法、ピッチにより 制限がありますので、ねじ仕様をご提示ください。 /N000000 35-45mm じ φD ●ねじの有効径が測れます。 ※その他用途に合わせて製作致します。 ※価格、納期などは特注内容により異なります。 ※ご用命の際は、最寄りの弊社営業課までご連絡ください。 精密測定機器の豆知識 11 ■読取り方法 ■エアリー点、ベッセル点 目量 よってたわみが生じます。 10 5 ②シンブルの読み ℓ シンブル 0 45 ①スリーブの読み 基準棒や、棒形内側マイクロメータを水平に支持する場合、 自重に ホールテストの読取り a エアリー点（a≒0.577ℓ） 6 エアリー点は、2点支持において両測定面が最も平行になるような 7 35 8 支持点をいいます。 9 40 外筒 ℓ ■傾きによる寸法偏差 図-1 ベッセル点（a≒0.559ℓ） a 図-2 X X R ■シリンダゲージのガイド L L R ベッセル点は、2点支持において全長の誤差が最小になる支持点 をいいます。 ●小口径の弊社製シリンダゲージは、曲率が大きいため、図の 矢印の方向に動かすことにより、直径（ a-a ）に合致させられる ℓ： パイプ内径 L：傾いた時の長さ X：傾いた量 Δℓ： 傾いたために生じた誤差 Δℓ： L−ℓ ＝√ ℓ2＋X2 −ℓ ようになっていますので、 ダイヤルゲージの指示値の最大値を 読取ります。 ℓ： パイプ内径 L：傾いた時の長さ X：傾いた量 Δℓ： 傾いたために生じた誤差 Δℓ： L−ℓ ＝√ℓ2−X2 −ℓ a 図 -1 のように穴の軸方向に傾く場合の偏差を算出すると下図の ようなグラフ値になります。図-2のような軸穴に対して左右に傾く 場合の偏差は、下図のグラフ値とほぼ同じで、マイナス値として 現われます。 a' ●弊社製シリンダゲージは、小口径のクサビ方式を除き、 ガイドに 案内されて簡単にリングゲージの直径とシリンダゲージの測定 軸が合致するようになっています。 ℓ=200mm ℓ=500mm 0.10 0.09 0.08 0.07 誤 0.06 差 0.05 0.04 （mm） 0.03 0.02 0.01 アンビル 測定物 ℓ=1000mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 傾いた量（mm） 案内板 5 0 4 45 5 0 45 1DIV. 0.005mm 4 1DIV. 0.005mm 45 ホールテストの場合、商品の機構上、 測定子全面で測定する場合と測定子 の先端のみで測定する場合とで測定 値が異なります。 測定の際には同じ条件で基点合せ を行ってください。 45 ■測定位置による測定値の変化 測定物 測定子先端で測定する場合は、 測定子先端で基点合せを行ってください。 基点合せ 12 精密測定機器の豆知識 測定子 精密測定機器の豆知識 ノギス編 ■各部の名称 M形標準ノギス 内側測定面 押しねじ 段差測定面 板ばね 止めねじ セットねじ 本尺 ブリッジストッパー 内側用ジョウ 外側用ジョウ 本尺目盛 指かけ 深さ測定面 基準端面 デプスバー デプスミゾ バーニヤ目盛 スライダ 外側測定面 ABSクーラントプルーフキャリパ 内側測定面 段差測定面 スライダ 止めねじ 出力コネクタ 本尺 デプスバー 内側用ジョウ 外側用ジョウ 本尺目盛 サムローラ ORIGINスイッチ（ABS原点セット） 外側測定面 精密測定機器の豆知識 13 基準端面 深さ測定面 ■読取り方法 ●ノギス ●ダイヤルノギス 0 90 0 10 20 30 90 0 1 2 3 4 5 10 80 40 0 80 6 20 10 0.01mm 70 20 30 505-666 70 MADE IN JAPAN 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.01mm 70 505-666 10 70 MADE IN JAPAN 60 10 50 50 本尺目盛 バーニヤ目盛 目盛板 最小読取り値 ノギスの読取り 80 40 40 本尺目盛 本尺目盛の読み バーニヤ目盛の読み 60 30 最小読取り値 本尺目盛の読み 目盛板の読み ダイヤルノギスの読取り 注意）② 0.15mm は本尺目盛とバーニヤ目盛が合致している箇所を読取ります。 ■測定例 1. 外側測定 2. 内側測定 3. 段さ測定 4. 深さ測定 ■専用ノギス ポイント オフセット デプスゲージ ブレード 不定形の狭い寸法間の測定 段違い部の測定 深さの測定 細溝径などの測定 C形 CN形 通常の外側測定 段違い穴部の内径測定 段違い部の測定 通常の外側測定 段違い穴部の測定 段違い部の測定 14 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 ノギス編 ■バーニヤ目盛のいろいろ ■CM形ノギスの内側測定 CM形ノギスでは内側測定面はジョウの先端になっており、測定力 バーニヤ目盛には、順バーニヤ目盛と逆バーニヤ目盛とがあります が、一般に順バーニヤ目盛が多く用いられます。 順バーニヤ目盛 に注意が必要であると共に測定面の平行度、ジョウの段違いが 問題となります。 また測定面の円弧の半径は、内側測定部の組合せ 寸法の1/2以下でなければなりません。M形ノギスと異なり、CM形 には普通バーニヤ目盛とロングバーニヤ目盛があります。普通バ ーニヤ目盛は最も一般に使用されているもので、本尺目盛の（n-1） 目盛を n 等分したものです。例えば、本尺目盛の1目の長さが 1mm ノギスでは組合せ寸法以下の小孔の測定はできません。 しかし、 長尺ノギスで小孔の測定をすることはまれですから、不便は感じ ないと思われます。ミツトヨノギスでは内側測定の読みは本尺 目盛が 2 段で上段目盛が内側専用となっていますので、直読方式 で本尺目盛の 9 目盛を 10 等分した場合は、バーニヤ目盛で読み 得る最小読取値は 0.1mmとなります。バーニヤ目盛で読み得る 最小読取値は、ノギスでは0.05mmが一般的です。また、最近では バーニヤ目盛1目の間隔を広くし、読みやすさを向上させたロング バーニヤ目盛が多く使用されています。 となっています。計算が不要となって間違いも少なくなります。 ●バーニヤ目盛（19mmを20等分） ●ロングバーニヤ目盛（39mmを20等分） 0 10 20 30 40 30 40 50 60 内側専用 70 0.05mm 0 2 4 6 8 10 0 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 39 読取り値 1.45mm 外側専用 読取り値 30.35mm ■長尺ノギスについて きわめて大きな測定物を測定する場合、通常はルール（Rules）を 使用しますが、 もう少し精度が欲しいがマイクロメータを使用する 程でもない、 という場合に長尺ノギスが使用されます。大変手軽に 使えて便利ですが、次のことに注意する必要があります。最小 読取り値と器差は異なります。詳細は弊社のカタログ値を参照 ください。次に長尺ノギスの場合、その測り方が問題となります。 つまり本尺のたわみによる誤差が誤差要因の大部分を占めること になり、 ノギスの支持の方法で大きく測定値が変化することになり ます。また、内側用測定面は基準端面から一番離れたところとなり ますので、 測定力に注意が必要です。 外側用測定面でもロングジョウ ノギスの場合には、同様のことがいえます。 ■M形ノギスの小穴測定 小穴の内径を測定する場合は、構造上の誤差 Δd が生じます。 t2 φD：真の内径 φd：測定値 t1＋t2＋C Δd 0.3 0.5 0.7 0.009 0.026 0.047 C C：内側用ジョウの間隔 Δd：測定誤差 φD−φd t1 t 1, t 2：内側ジョウの厚さ фd фD 精密測定機器の豆知識 15 ■一般的なノギス使用上の注意 5.基準端面の曲がり ノギスのスライダの案内の基準となる端面の曲がりがあると、図に 示すように測定誤差の原因となります。 この誤差はアッベの原理に 合致しない誤差と同じ計算式で表わせます。 h h θ a f＝hθ＝h ℓ a 1.ノギスの誤差要因 ノギスの誤差要因には、いろいろなものがありますが大きなもの では、視差、アッベの原理に反する測定器であるため、測定力の かけ過ぎによる誤差、 ノギスと測定物の温度差による熱膨張のため の誤差、小孔の内径測定の際、内側測定面の厚さと内側測定面間 のすき間によって発生する誤差などがあります。その他にも、目盛 精度、基準端面の真直度、本尺目盛面の平面度、ジョウの直角度 などの誤差要因はありますが、 これらは器差内に押さえられるべき ものであり、器差を満足しているノギスでは問題となりません。JISの 中でノギスの構造から生じる誤差要因を十分に承知して使用して いただくために、取扱上の注意事項が追加されております。 これは 測定力に関するもので「ノギスには、定圧装置がないので適正で、 かつ均一な測定力で測定をするようにしなければならない。 とくに ジョウの元、または先で測定した場合に誤差が大きくなる危険が あるから注意が必要である」 と指摘されております。 f 例）案内面の曲がりによるスライダの蛇行を 0.010mm/50mmとし、外側測定子 先端を40mmとして計算すると f＝40mm×0.01÷50＝0.008mm 案内面の曲がりも摩耗したり、取扱い不注意により曲げたりすると、その影響 は無視できなくなります。 6.測定と温度の関係 ノギスの本体はステンレス鋼で作られています。 測定物（鉄系金属） と同等の線膨張係数（10.2±1）×10 -6となって いますが、測定物の材質や室温、測定物の温度によっては、測定 精度に影響しますので注意が必要です。 ф ф 7. ノギスの外側測定部分および内側測定部分は鋭利に尖っていま す。身体を傷つけない様、取り扱いには十分気をつけてください。 8.デジタルノギスのスケールを傷つけたり、電気ペンで番号などを 記入することは避けてください。 ノギスを落としたり、ぶつけたりしないように取扱いにはご注意 ください。 2.内側測定 できるだけ内側ジョウを奥深く差し込んで測定してください。 内側測定時には指示値が最大となった時点の値を読取ってください。 溝幅測定時には指示値が最小になった時点の値を読取ってください。 9.摺動面と測定面の管理 ノギスを使用する前には、乾いた柔らかな布で摺動面および測定 面を拭いて、 ゴミなどを取り除いてからご使用ください。 10.使用前に原点の確認 ノギスを使用する前には、外側用ジョウ（合口）を閉じて、原点を 確認してからご使用ください。 デジマチックキャリパでは、電池を入れた時、電池の交換時に必ず 外側用ジョウ （合口）を閉じて、ORIGINスイッチ押して、原点をセット してください。 3.深さ測定 デプス基準面を測定物に密着させて測定してください。 4.目盛線を読む時の注意（視差） バーニヤ目盛と本尺目盛の合致を見る場合は、バーニヤ目盛線を 真っ直ぐに見る方向から見る必要があります。 バーニヤ目盛線を斜めから見た場合、バーニヤ目盛先端と本尺 目盛の段差により合致位置が、 視差によって下図のようにΔXだけ ずれた位置に見え測定値の読み間違い誤差となります。 このため、 JISではバーニヤ先端と本尺目盛面の段差を0.3mmと規定しています。 ORIGINスイッチ ORIGIN A A 電池 B 閉じる H H 11.使用後の取り扱い ノギスの使用後は、水分（油）を良く拭きとって防錆油を薄く塗布 （防錆油を良く乾かしてください） した後、保管してください。 防水タイプのノギスも本体の錆びが発生しますので水分の拭き 取りが必要です。 Δf Δf A 12.保管上の注意 ● 直射日光の当たる場所や高温、 低温、多湿な場所は避けて保管 ● デジタルノギスを3ヵ月以上使用しない場合は、 電池を取り外し て保管 ΔX ●ノギスは、 クランプをせずに保管 16 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 ハイトゲージ編 ■各部の名称 標準ハイトゲージ 直読ハイトゲージ 本尺移動装置 固定梁 本尺 主柱 支柱 柱 副柱 本尺の目盛 スライダクランプ 微動送り車 リセットボタン 送りハンドル 微動送りクランプ 本尺の目盛 スライダ スライダクランプ バーニヤの目盛 上送りカウンタ 取付ジョウ 下送りカウンタ スクライバクランプ スクライバクランプ 指針 ジョウ ダイヤル目盛 スクライバ スクライバ スクライバ測定面 スクライバ測定面 スクライバクランプボックス スクライバクランプ ボックス 基準端面 ベース基準面 ベース ベース基準面 精密測定機器の豆知識 17 ベース デジマチックハイトゲージ 固定梁 主柱 支柱 副柱 プリセットモード、 ボール径補正モード切換スイッチ 送りハンドル スライダ タッチプローブ コネクタ ジョウ 電源ON/OFFスイッチ ゼロセット/ABS （アブソリュート） スイッチ ホールド/データスイッチ 電池蓋 スクライバクランプ プリセット時、数字送りスイッチ スクライバ ディレクション切換/プリセット時、 桁送りスイッチ スクライバ測定面 スクライバクランプ ボックス ベース基準面 ベース スライダ移動ハンドル 大形クランプレバー 手にフィットするベース 18 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 ハイトゲージ編 ■読取り方法 ●標準ハイトゲージ ●ダイヤルハイトゲージ 40 11 5 4 60 10 7 3 6 50 11 2 4 本尺目盛 9 .8 .2 .4 MADE IN JAPAN .5 3 .5 0.02mm .4 0 2 0 .1 .3 .6 1 10 .9 .7 40 5 .6 SHOCK PROOF .3 9 1 .8 7 .9 0 .1 .2 .2 .7 目盛板 .3 .6 0 .1 0 .9 .8 .4 MADE IN JAPAN .5 .5 0.02mm .4 .6 SHOCK PROOF .3 7 .7 .7 .2 バーニヤ目盛 .1 0 .9 .8 本尺目盛 最小読取り値 本尺目盛の読み 最小読取り値 バーニヤ目盛の読み 目盛板の読み 本尺目盛の読み 標準ハイトゲージの読取り ダイヤルハイトゲージの読取り ●直読ハイトゲージ 零点合せをした基準面Aから上方寸法を読取りたい場合 零点合せをした基準面Bから下方寸法を読取りたい場合 0 スクライバ 90 0 10 80 20 80 20 0.01mm 70 30 70 40 60 60 50 40 0 基準面 10 90 1 2 2 mm 90 80 20 10 90 80 20 0.01mm 70 30 30 8 7 8 70 40 mm 125.89 50 60 スクライバ 基準面 カウンタの読み 目盛板の読み 目盛板の読み 直読ハイトゲージの読取り 直読ハイトゲージの読取り 精密測定機器の豆知識 19 60 50 50 122.11 カウンタの読み 0 10 40 8 7 5 mm 1 2 5 mm 30 ■一般的なハイトゲージ使用上の注意 4. 本尺（柱）の倒れによる誤差 JIS規格ではベース基準面（底面）に対する柱の基準端面の直角度が L mm 0.01 + Ｌは測定長（単位：ｍｍ） 1000 1.ハイトゲージの誤差要因 ハイトゲージの誤差要因は、 ノギスと同様に視差、 アッベの原理に 反する測定器であるため、測定力のかけ過ぎによる誤差、測定物 との温度差による熱膨張による誤差などがあります。 その他にもハイトゲージの構造から生じる誤差要因があり、特に 下記に示します基準端面の曲がりとスクライバの取付に関しては 構造と誤差要因を十分に理解してご利用いただくことが必要です。 （ ） と規定されていますが、例えば L ＝ 600mmでは、0.61mmとあまり 厳しい数値ではありません。 これは、柱の曲がりのようにスライダ の傾きが変化することがなく、誤差要因の影響が小さいためです。 2.基準端面（柱）の曲がりとスクライバの取付け 5. 測定と温度の関係 ハイトゲージのスライダもノギス同様に案内の基準となる端面の 曲りがあると図に示すように測定誤差の原因となります。 この誤差 はアッベの原理に合致しない誤差と同じ計算式で表せます。 ハイトゲージは、複数の材料により構成されており、測定物の材質 や室温、測定物の温度によっては、測定精度に影響しますので、 ご注意ください。 f=h θ =h a 6.ハイトゲージのスクライバ先端部分は鋭利に尖っています。 ℓ 身体を傷つけないよう、取り扱いには十分気をつけてください。 h ℓ 7.デジタルハイトゲージのスケールを傷つけたり、電気ペンで番号 l f などを記入することは避けてください。 θ 8.ハイトゲージを落としたり、ぶつけたりしないように取り扱いに ご注意ください。 a h ■ハイトゲージ使用上の注意 1.スライダの案内となる本尺枠（柱）の基準面はいつも清掃を保って ここで、 スクライバ（てこ式ダイヤルゲージ）の取付により、基準端面 の曲がりによる誤差の影響が大きくなりますので、取扱の注意が 必要となります。上記の計算式に示しますｈ寸法が大きくなる。 すなわち、スクライバ等を本体から前に出しすぎて取り付ける。 また、標準付属されていない長いスクライバやテコ式ダイヤル ゲージを使用する際は、 この誤差要因が大きくなりますので注意が 必要です。 2.ケガキを行う際は、スライダが動かないように、スライダの止め ねじをしっかりと締めて使用する必要があります。 （スライダの止めねじを締め付けた時、 スクライバ先端が動くこと がありますので、てこ式ダイヤルゲージなどで確認しておくこと が重要です。 ） ℓ 例） スクライバの取付位置寸法 h=100mmの場合と h=150mmの場合では 誤差の影響が1.5倍大きくなります。 ください。ゴミなどがたまりますと摺動が重くなり誤差の要因と なります。 3.スクライバ測定面とベース底面の平行度は0.01mm以下です。 測定の前にスクライバやてこ式ダイヤルゲージを取り付ける 場合は取付面のゴミやカエリに注意をし、測定中にはスクライバ 等が動かないようにしっかりと固定する必要があります。 h 3. ベースの浮き上がり 4. 本尺目盛を移動できるハイトゲージでは、移動装置で本尺を ハイトゲージのスライダは、駆動ハンドルや送り車により移動でき ますが、測定物にスクライバを当てた後も過度にスライダを移動 （測定力をかける） しますとベース底面が定盤から浮き上り測定 誤差を生じます。 精度の良い測定を行うためには、測定物にスクライバを当てる際 は、 できるだけスライダをゆっくり移動し、接触の瞬間に移動を 止める必要があります。 また、測定の前に、ベース底面にゴミやカエリ （キズなどの突起） が ないことを確認してから使用することが必要です。 移動し、零点を確認したら、固定用のナットをしっかりと締めて ください。 5. 視差による誤差は無視できませんので、読取る時には目の位置 に十分注意し、常に正面から目盛りを見るようにしなければなり ません。 6.使用後の取り扱い 水分 （油） を良く拭きとって防錆油を薄く塗布 （防錆油を良く乾かして ください） した後、保管してください。 7.保管上の注意 ● 保管する場合は、 直射日光の当たる場所や高温、低温、多湿な 場所は避けて保管 ● デジタルハイトゲージを3ケ月以上使用しない場合は、 電池を取り 外して保管 ● 保護カバーが付属しているものは、 柱のゴミ付着を防止するため、 カバーをかけて保管 20 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 デジマチックインジケータ・ダイヤルゲージ・テストインジケータ編 ■各部の名称 キャップ クランプ リミット針 長針 外わく 目盛板 ステム スピンドル 測定子 ■目盛板 0.01mm 0.001mm 通し目盛 振分目盛 連続目盛 逆目盛 1回転未満目盛 連続目盛（倍目盛） 連続目盛：測定値を直接読取る場合 バランス目盛：基準値から誤差を読取る場合 逆目盛：深さ測定、 シリンダゲージ用 一回転未満目盛：振分目盛に加え、読み誤りを防止する場合 精密測定機器の豆知識 21 バランス目盛 1回転未満目盛 ■ダイヤルゲージの取付方法 ステムねじ止め方法 ステムすり割締付方法 取付方式 ステム取付方式 上 8以 注意点 ●取付け穴公差：φ8G7（＋0.005∼0.02） ●締め付けねじ：M4∼M6 ●締め付け位置：ステム下端から8mm以上 ●最大締め付けトルク：M5ねじ1点締め時150N・cm ●締め付けトルクが強すぎるとスピンドルの作動が悪くなることが ありますのでご注意ください。 ●取付け穴公差：φ8G7（＋0.005∼0.02） M6ボルト 平座金 取付方式 耳金締付方式 注意点 変えることができます。 （出荷時は縦向き） ●用途に応じて耳金の向きを90° ●但し、1シリーズの1部の機種（No.1911、1913-10、1003）は横向きに変えられません。 ●測定面に対しスピンドルが直角になる様に固定してください。傾きが大きくなると測定誤差の要因となります。 スピンドル ■デジマチックインジケータ・ダイヤルゲージ測定子 ●ねじ部寸法は、M2.5×0.45（長さ5）に統一されています。 ●測定子を制作する際はねじ根元の不完全ねじ部を0.7以下としてください。 ■ダイヤルゲージ・デジマチックインジケータの使用姿勢 姿勢 × × 深さ 不完全ねじ部を以下 φザグリ 深さ 備考 測定子下向き姿勢 （正姿勢） ̶ 地面 スピンドル水平姿勢 （横姿勢） 地面 スピンドル水平姿勢または測定子上向き姿勢で使用される場合には、 測定子下向き姿勢に比べ測定力は低くなります。ご使用前に必ず作動 及び、長針またはデジタル表示の戻りの確認をして下さい。 デジマチックインジケータ・ダイヤルゲージの姿 勢による作 動 保 証に ついては、総合カタログの各々の商品紹介ページにてご確認下さい。 測定子上向き姿勢 （逆姿勢） 地面 0.2mm ■デジマチックインジケータ原点設定について ■一般的なダイヤルゲージ使用上の注意点 1.ダイヤルゲージを落としたり、ぶつけたり、分解・改造しないでください。 2.スピンドルを急激に動かしたり、横方向へ力を加えないでください。 3. スピンドルへの注油はなさらないようにしてください。塵埃等を デジマチックインジケータは、下死点から0.2mmの範 囲の繰返し安定性は保証しておりません。ゼロセット や指 定の値のプリセットを行う時には、下 死 点から 0.2mm以上スピンドルを持ち上げた位置でゼロセット や指定の値のプリセットを行いご使用下さい。 誘引し、作動不良となる恐れがあります。 4. スピンドルの作動が悪くなった場合には、乾いた布かアルコール を少量含ませた布でスピンドルの上下摺動面を拭いて下さい。 改善されない場合には、弊社での修理対応をお勧めいたします。 5.保管上の注意 直射日光の当たらない場所に保管、湿気の少ない場所に保管、 ほこりの少ない場所に保管、オイルミストの少ない場所に保管 22 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 デジマチックインジケータ・ダイヤルゲージ・テストインジケータ編 ■ダイヤルゲージ B 7503-1997（JIS/日本工業規格抜粋） 番号 項目 1 指示誤差 2 隣接誤差 3 戻り誤差 測定方法 説明図 測定用具 目量0.001mm及び目量0.002mmで測定 ダイヤルゲージ ダイヤルゲージのスピンドルを鉛直、かつ、下方に して保持し、 ダイヤルゲージの目盛の読みを基準に して次のとおり行う。 基点から2回転までは1/10回転ずつ、5回転までは 1/2回転ずつ、5回転以上は1回転ずつ、スピンドル を測定範囲の終点まで押込み、そのままの状態か らスピンドルを逆方向に戻しながら押込み方向の 測定時と同一測定点を測定して得られた両方向の 誤差線図から求めれる （付図1）。 範囲が2mm以下のダイヤルゲージにつ いては目量の0.5μm以下、器差±1μm のマイクロメータヘッド又は測長器及び 支持台 支持台。 上記以外のダイヤルゲージについては マイクロメータヘッド または測長器 目量1μm以下、器差±1μmのマイクロ メータヘッド又は測長器及び支持台。 ダイヤルゲージ 測定台上面に測定子を垂直に当て、測定範囲内の 4 繰返し精密度 測定台 支持台 任意の位置で5回スピンドルを急激及び緩やかに 作動させたとき、各回の指示の最大差を求める。 支持台 測定台 ダイヤルゲージ 支持台 スピンドルを鉛直、かつ、下方に置いた姿勢でダイ 5 測定力 支持台 ヤルゲージを保持し、スピンドルを上下各方向に 上ざらばね式 指示はかり 連続的、かつ、徐々に移動させ、測定範囲の基点、 上皿ばね式指示はかり （目量 2g以下） 又は力計（感度0.02N以下） 中央及び終点の測定力を測定する。 ●指示の最大許容誤差 単位：μ 目量及び測定範囲 測定範囲 戻り誤差 繰返し精密度 指示誤差 回転※ 回転 回転 回転 全測定範囲 以下 ± ± ± ± を越え以下 ± ± ± ± 以下 ± ± ± ± を越え以下 ± ± ± ± 以下 ± ± ± ± ※ 隣接誤差 備考 上表の数値は、温度℃におけるものとする。 性 能：最大許容誤差ダイヤルゲージの最大許容誤差は、上表による。 指示の許容誤差は、校正の不確かさを内側に見積もって評価する。 μ 行き 戻り ＋ 指示誤差 戻り誤差 全測定範囲 指示誤差 − 回転 測定範囲 回転以上 基点 回転以上 終点 行程 長針静止点 μ ＋ 回転指示誤差 回転指示誤差 回転指示誤差 隣接誤差 − 回転指示誤差範囲 回転指示誤差範囲 回転指示誤差及び隣接誤差範囲 精密測定機器の豆知識 23 回転 を越え以下 ± ± ± ± ■てこ式ダイヤルゲージ B 7533-1990（JIS/日本工業規格抜粋） 番号 項目 広範囲行き精度 測定方法 支持台 マイクロメータヘッドまた は測長器（目量μ以下、 器差±μ以内）、支持台 マイクロメータヘッド または測長器 行き精度測定終了後、そのままの状態から測定子を逆方 向に戻しながら広範囲行き精度の測定時と同一測定点 を測定して得られた行き・戻りの誤差線図から求める。 戻り誤差 測定用具 ダイヤルゲージ （） 目量のものは、 測定子を基点から時計方向 に測定範囲の終点まで目盛の読みを基準として ずつ作動させ、指針の読みから測定用具 の読みを差し引いて描いた誤差線図から求める。 （）目量のものは、測定子を基点から時計方 向に測定範囲の終点まで目盛の読みを基準として ずつ作動させ、指針の読みから測定用具 の読みを差し引いて描いた誤差線図から求める。 測定に当たっては、測定用具の器差を補正する。 隣接誤差 説明図 ダイヤルゲージ 測定子が測定台上面に平行になるようにダイヤルゲ ージを保持し、測定範囲内の任意の位置で回測定子 を急激に又は緩やかに作動させたとき各回の指示の 最大差を求める。 測定台 支持台 測定台、支持台、 （ブロックゲージ）に規定 する 級ブロックゲージ 繰返し精度 測定台上面に置いたブロックゲージに測定子を平行 に当て、測定範囲内の任意の位置でブロックゲージを 前後左右に移動させ、指示の最大差を求める。 ブロックゲージ 測定台 器枠又はステムを保持し、測定子を行き・戻り各方向 に連続かつ徐々に移動させて、測定範囲の基点、中央 及び終点において測定力を測定する。 測定力 ダイヤルゲージ ●性能 行き方向の最大測定力は、を超えてはならない。 測定力の同一方向に対する最大値と最小値との 差は、（）を超えてはならない。 なお、測定力は、できる限り小さいことが望ましい。 上ざらばね式指示はかり （目 量 以 下 ）又 は 力 計 （感度以下） 上ざらばね式 指示はかり ●指示の精度 てこ式ダイヤゲージの指示精度の許容値は、以下の表による。 目量（） 測定範囲（） 広範囲行き精度 隣接誤差 ※：測定子の長さがを超えるものについて適用する。備考 上表の数値は、温度℃におけるものとする。 （単位：μ） 繰返し精度 戻り誤差 ※ ■テストインジケータの角度誤差 測定子はできるだけ水平にして使用ください。 測定子 移動方向 被測定物移動方向 測定子 移動方向 θ L2 θ L1 被測定物移動方向 L1：真の値 L2：指示値 L1=L2×Cosθ テストインジケータでは、測定子を測定面にあてる角度により誤差が 発生します。測定子を測定面にあてる時は、図の角度θをできるだけ 小さくするようにセットしてください。θの値により測定値が異なって きます。θの値による測定値の補正は表に従って行います。 〔 真の値 ＝ 測定値 × 補正値 〕 角度補正 θ 角度 10° 20° 30° 40° 50° 60° θ 補正例 補正値 0.98 0.94 0.86 0.76 0.64 0.50 テストインジケータの読みが0.002mmの場合 θ＝10°0.002mm×0.98 ＝ 0.00196mm θ＝20°0.002mm×0.94 ＝ 0.00188mm θ＝30°0.002mm×0.86 ＝ 0.00172mm ●インボリュート測定子を使用することで、角度θが28° まで無補正で測定できます。 （ご注文により製作致します。 ） θ θ 24 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 ゲージブロック編 ■メートルの定義 「メートルは1秒の299792458分の1の時間に光が真空中を伝わる長さとする」 と決定されました。 1983年の第17回国際度量衡総会において、 ■密着（リンギング）の方法 ①組合せるゲージブロックの選定 選定には次の点を考慮してください。 a. 組合わせの個数をできるだけ少なくしてください。 b. できるだけ厚いゲージブロックを選んでください。 c. 寸法は末尾の桁から選んでください。 ②ゲージブロックを洗浄液できれいに洗浄します。 ⑤密着面を静かに重ね合わせます。 密着する寸法によって次の3通りの方法があります。 a. 厚いゲージブロック b.厚いゲージブロックと 相互の密着 c. 薄いゲー ジブロック 薄いゲージブロックの密着 相互の密着 ③測定面のかえりの無いことを確認します。かえりの点検にはオプ チカルフラットを使用し、次の手順で行います。 図-1 図-2 23 mm 軽く力を加え回 転させま す。滑らせていると密 着 している感 触が伝わりま す。 ください。 c. オプチカルフラットを軽くすべらせると、干渉縞が見えてきます。 判断1：ここで干渉縞が見られない場合は、測定面に大きなかえりやごみ等が あると考えられます。 d.オプチカルフラットを軽く押さえ付け、干渉縞の消えることを確認し 23 mm ます。 1237690 判断2：干渉縞が消えればかえりはありません。 判断3：局部的に縞が残る場合はかえりがあります。このとき、オプチカルフ ラットの位置をわずかに移動させ縞も一緒に移動したらオプチカルフ ラットにかえりがあることになります。 曲がりを防ぐため、最 初 に厚いゲージブロックを 1枚を密着します。 重なった部 分 全 体を押 すようにゲー ジブロック を滑らせ測 定 面を合わ せます。 さらに、次のゲージブロッ クを密着します。 237015 mm 14 a. 測定面をきれいに拭いてください。 b. ゲージブロック測定面にオプチカルフラットを静かに置いて 厚いゲージブロックの一 端に薄いゲージブロック の一端を重ねます。 23701534 測定面の中央で90° に交 差させます。 14 mm 12376 最初の厚いゲージブロッ クを外します。 測定面を揃えます。 e.かえりの除去は、下図のかえり取りの方法に従ってください。 オプチカルフラットを薄いゲージブロックの 表面に当てて密着の状態を確認します。 ●かえり取りの方法 図1 図2 不規則な干渉縞 消しゴム セラストン（又はアルカンサス砥石※1） セラストン（又はアルカンサス砥石※1） 1 2 3 7 6 9 0 2 m 3 m ①ゲージブロック及びセラストン又はアルカンサス砥石面※1のごみ、油膜等を 溶剤できれいに拭き取ります。 ②かえりのある測定面をセラストン又はアルカンサス砥石面※1に積み重ね、 軽い力で静かに10回程度往復運動させます。 （図1） 薄いゲージブロックの場合は均一に力を加えるために消しゴム等ゴム片 を使用すると作業がしやすくなります。 （図2） ③オプチカルフラットで確認します。 除去しきれていないときは、 さらに②を行ってください。砥石で除去できる かえりの大きさには限度があります。場合によっては新しいゲージブロック を補充したほうが良い場合もあります。 測定面の面拭きをし、 温度慣らしを行い完了です。 ■温度慣らしの時間 100mmの鋼製ゲージブロックを素手で取り扱ったときの寸法変化 注意）セラストン又はアルカンサス砥石※1は、 ラッピング仕上げ後、 ラップ剤 を完全に取り除いてゲージブロックに傷がつかないよう目つぶしして おかなければなりません。 ※1：アルカンサス砥石は弊社では取扱っておりません。 の一例を下の図に示します。 手をはなす 9 8 7 6 5 （μm） 4 3 2 1 5本指でつかむ 伸び ④測定面にわずかの油気を与え均一にのばします。 （油膜がほとん どなくなるまで拭き取ります）油には一般的に、 グリス、 スピンド ル油、 ワセリン等が使用されます。 3本指でつかむ 5 10 20 30 40 時間（分） 精密測定機器の豆知識 25 50 60 70 ■ゲージブロック校正のご案内 弊社は計量法トレーサビリティ制度の認定事業者として端度器（ゲージブロック）の校正を実施しています。 （端度器の他に線度器〈標準尺〉 と 長さ測定用レーザ〈633nm領域の波長〉の校正でも認定事業者になっています。） この制度は国から認められた校正事業者が国に代わって校正 を実施し、法令により認められたJCSS（Japan Calibration Service System） ロゴマークを付けた校正証明書を発行するというものです。端度器の 認定事業者として、弊社宮崎工場と宇都宮キャリブレーションセンタが校正業務を実施しています。校正証明書には校正されたゲージブロックと 校正に用いた標準ゲージブロックを特定する記述及びその校正が国家標準にトレーサブルであることの記述を行い、校正結果が添付されます。 また、比較測定法による特殊サイズのゲージブロックの校正など、認定事業者の範囲を超える場合もトレーサビリティ体系を確立して校正を実施 しています。 （この場合は校正証明書にJcssロゴマークは付きません。 ） 1.ゲージブロックの校正のご依頼について 校正結果は校正証明書と対で発行されます。校正証明書が不要の場合は「検査成績書」が発行されます。 ご使用中のゲージブロックの校正を依頼される場合は、下記の内容を明示してください。 ①単体ゲージブロックの場合はサイズと個数及びJISの等級 ②セット品の場合はゲージブロックのコードNo. ③弊社以外のメーカのゲージブロックの場合は組数（何個組か） とJISの等級 ④オプチカルパラレル入りのセットの場合、 その校正も希望されるかどうかの別 ⑤校正結果と校正証明書を対で発行を希望されるかどうかの別（希望される場合はお客様の正式な名称とご住所をご連絡ください。） ⑥万一等級落ちした場合に新品と入替えを希望されるかどうかの別 ⑦不足しているサイズのゲージブロックの補充を希望されるかどうかの別 2.ゲージブロックアクセサリの校正のご依頼について ゲージブロックアクセサリセットもゲージブロック同様、校正をお受けします。 ホルダ等校正の対象にならないものもございますのでご注意ください。 校正対象品 ❶ベースブロック ❷丸形ジョウ ❸平行ジョウ （B形） ❹センターポイント ❺トラムポイント ❻三角 ストレートエッジ 校正対象外品 ①ホルダ ②長尺GBホルダ ③スクライバ ④クランプこま ⑨タイロッド ⑤植え込みボルト ⑩ローレットねじ ⑥皿小ねじ ⑦溝付きナット ⑧アジャスタブルタイロッド 3.校正証明書の発行のご依頼について （1）新品のゲージブロックをご購入後に校正証明書を依頼される場合 ・新品のゲージブロックの校正証明書が必要な場合は、検査成績書のコピーを添付のうえ、 ご依頼ください（ゲージブロック現品は不要です） 。 但し同封されている検査成績書の日付が1年以内のものに限らせていただきます。 （2）校正実施の後1年以内に校正証明書をご依頼になる場合 ・新品の場合以外に、既に校正が終了し、後から校正証明書をご依頼されるときにも検査成績書のコピーを添付ください。 ＊この場合も同封されている検査成績書（校正結果）の日付が1年以内のものに限らせていただきます。 （3）校正するゲージブロックが認定事業者として校正できる対象の場合、Jcssロゴマーク付きの校正証明書と校正結果をセットにして発行します。 お客様の正式名称とご住所を必ずご連絡ください。 4.ご使用のゲージブロックの校正料金について（新品のゲージブロックには全て検査成績書を添付しています。） （1）光波干渉測定による校正料金（標準価格） ①単体 a）0.1mm∼100mm以下 b）100mmを超え250mm以下 c）250mmを超え600mm以下 d）600mmを超え1000mm以下 （2）比較測定による校正料金（標準価格） ①単体 a）0.1mm∼100mm以下 b）100mmを超え600mm以下 c）600mmを超え1000mm以下 ②セット品の料金例 a）103個組 b）76個組 c）10個組 ※他のセットの場合は最寄りの弊社営業課にお問い合わせください。 ※オプチカルパラレルの校正料金は含まれておりません。 5,000円 8,000円 12,000円 15,000円 1,500円 4,000円 7,500円 131,300円 96,900円 12,800円 （3）オプチカルパラレルの校正料金（標準価格） ①オプチカルパラレル1個の校正料金は3,200円です。 26 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 ゲージブロック編 ■ゲージブロック校正のご案内 5.校正証明書料金について （1）K級の新品のゲージブロックには光波干渉測定による校正証明書を添付しています。 ご注文時にお客様の正式名称、 ご住所をご連絡ください。 （2）K級・新品以外のゲージブロックの校正証明書料金（標準価格） ①単体 ：2,000円 ②セット品・単体複数個 ：3,000円 （3） オプチカルパラレルの校正証明書料金（標準価格） ①1枚組：2,000円 ②2枚組：2,500円 6.入れ替え・補充について （1）校正により結果が規格外となった場合や、お客様で廃棄されたものがある場合、お客様のご希望により有償で入替え及び補充サービスを行っています。その場合の 入替え及び補充にかかる価格は単体標準価格の20%割引になります。 予めご依頼時に、例えば、 ① 0級から1級以下に落ちた場合に入れ替え ② 0級から2級以下に落ちた場合に入れ替え （1級に落ちた場合は入れ替え不要） などのご指示をお願いします。 （2）標準のセット品以外（特殊サイズ、単体及び250mm以上のサイズ）の検査落ちの場合の入れ替え・補充は行いませんので予めご了承ください。 7.ゲージブロックの校正に関する予約制度について 校正のご依頼時にお客様のお手元を離れる期間をできるだけ短くするため、ゲージブロックは、校正予約制度を実施しています。 ご依頼手続きは通常と同様にしてい ただきますが、現品は校正のご予約日の直前まで、お客様のお手元でご使用いただき、 ご予約日が近づきましたら弊社校正部門に直送していただき、校正が終了しま したらお客様のお手元に直送しご返却するという制度です。計画的な管理をしていただくことができますので、是非校正予約制度をご利用ください。 （光波干渉測定に よるもの、長尺ゲージブロック等、予約制度対象外のものもございますので、不明な点は最寄りの弊社営業課にお問い合わせください。） 直 送 予約日までに 受付 お申し込み お客様 販売店 校正予約 弊社営業課 校正部門 完了・返送 週間 8.トレーサビリティ体系図について （1）Jcssロゴマーク付きの校正証明書には下記の理由によりトレーサビリティ体系図を添付致しておりませんが、 ご要望により有料で発行することも可能です。 ①校正証明書にJcssロゴマークが付いていれば、 その校正が国家標準にトレーサブルであることが計量法という法律で保証されています。 ②認定事業者の資格を得るための申請時に、校正後に発行する書類として体系図を含めないこととして認定されています。 （2）校正するゲージブロックが認定事業者としての校正対象でない特殊サイズの場合にはJcssロゴマーク付きの校正証明書を発行できませんので、 トレーサビリティ 体系図が必要な場合は有料で発行致します。 9.NIST対応について 航空機関連の部品製造や航空機の整備をされているお客様の場合、使用する測定機器が日本の国家標準ではなく、 アメリカの国家標準にトレーサブルであることが 要求されることがあります。 アメリカの国家標準は米国標準技術研究所（NIST）が供給していますので、弊社にて対応できるものに対してはご依頼によりNISTにトレーサ ブルであることの記載をした英文の校正証明書を発行致します。この発行書類に関しては、お客様の正式な英文名称も合わせてご連絡願います。NIST対応の可否に ついては最寄りの弊社営業課にお問い合わせください。 10.校正の納期について 検査落ち時に入替えをしない場合は、通常、弊社がお預かりしてから出荷するまでを3週間以内※としています。 校正の予約制度を是非ご利用ください。 ※ゲージブロックの一部（長尺、光波干渉測定、一部の入替え、補充の場合）は予約対象外とさせていただきます。 11.ミツトヨ製以外のゲージブロックの校正について ミツトヨ製以外のゲージブロックについても校正致します。 精密測定機器の豆知識 27 ■ゲージブロック検査成績書の解説 ゲージブロックの検査成績書・校正証明書の記載項目について、 お客様からの問い合わせが多い項目について解説致します。 ❶「中央寸法の寸法差」 とは何ですか？ ❺校正値の不確かさとは何ですか？ ゲージブロックの検査はゲージブロックの「中央位置」 と 「側面 より1.5mm内側の4角」の計5ヶ所について測定します。「中央寸法 の寸法差」 とは「中央位置における寸法」で「実際の寸法一呼び寸 法」で示されます。10mmのゲージブロックで中央の実際の寸法が 測定には「測定の誤差」があります。「校正値の不確かさ」 とは、 今まで日常的に使用していた「精度」または「誤差」と理解して 頂ければわかりやすいと思います。 不確かさは標準偏差で表され ます。 10.00001mmであった場合、中央寸法の寸法差は、＋0.01μmです。 ❷「最大寸法の寸法差」 とは何ですか？ ❻校正値の拡張不確かさとは何ですか？ 測定点5点の測定の中で最も大きい寸法を示します。5点の中で どの位置が「最大寸法の寸法差」を示すかは検査成績書（校正結 果）には示されておりません。旧JISでの「最大寸法」のことです。 標準偏差は一般的にσ（シグマ）で示され、2シグマとか3シグマ で表現されます。標準不確かさは1σの値ですが、拡張不確かさと は2σの様に、σにある係数を乗じた値で示されます。 包含係数と は標準の不確かさ （σ）に乗ずる係数で、2σ、3σの数字の部分を 示します。 一般的には2σで示されることが多く、弊社のゲージブ ロックでも2σ（95％）を採用し、包含係数K＝2と表現しています。 ❸「最小寸法の寸法差」 とは何ですか？ 測定点5点の測定の中で最も小さい寸法を示します。5点の中で どの位置が「最小寸法の寸法差」を示すかは検査成績書（校正結 果）には示されておりません。旧JISでの「最小寸法」のことです。 検査成績書に示されるU ＝ k ･ uc ＝ 0.06 μ mとは、検査成績書の 「中央寸法の寸法差」に示された数値は 95 ％の確率で、 （中央寸 法の寸法差±0.06μm）の範囲以内にあると言うことです。 中央寸法の寸法差が＋0.01μｍ記載されている場合、 このゲー ❹「寸法差幅」 とは何ですか？ ジブロックは95％の確率で＋0.07∼−0.05μmの範囲にあり、残り （最大寸法の寸法差−最小寸法の寸法差）の絶対値で、旧JISでの 平行度のことです。 5％はその範囲を外れる確率が存在すると理解してください。 セットの検査成績書 単体の検査成績書 28 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 リニヤゲージ編 ヘッド 表示部 ■ストレートステムとナット付ステム ■ゼロセット 任意の位置で表示値を0（ゼロ）にできます。 リニヤゲージヘッドを保持する部分で、形状は「ストレートステ ム」 タイプと 「ナット付ステム」 タイプに分類されます。取付方法は、 「ナット付ステム」 タイプが簡単で確実に固定できます。 「ストレー トステム」 タイプは、割締めなどの加工が必要ですが、適用範囲が 広く、最終取付け時に前後方向へ多少位置調整ができる利点があ ります。ただし締め過ぎには注意が必要です。 0.000 0.000 0.000 ■プリセット 表示部に任意の数値をセットし、その数値からの計数を行います。 ナット付ステム ストレートステム ■測定力 123.456 1.234 測定時に測定物に作用する力で、 リニヤゲージヘッドの場合、 スト で表します。 ロークエンドの位置における力をニュートン（N） ■ディレクション切換 ゲージの移動方向を（＋） （−） 方向のいずれかに設定できます。 / ■比較測定 ゲージヘッドの測定範囲以上を測定する場合、測定物の基準寸法と なるマスタゲージをつくり、 この寸法と比較して測定物がどれだけ 差があるかを測定し、本来の寸法を知る方法です。 ＋/− 基準面 ■ゲージヘッド取付け時の注意 ●ステム部を測定装置の取付部あるいはスタンドなどに差し込ん で固定します。 ●ステム部を強く締め過ぎますと、作動に支障をきたす恐れがあり ますのでご注意ください。 ●ステム部にねじを直接当てて固定する取付方法は絶対にお止 めください。 ●ステム部以外での固定方法は絶対にお止めください。 ●ゲージは測定面に対して垂直になるように取付けてください。 傾けて取付けますと測定に誤差を生じます。 ●ケーブルを通してゲージに力が加わらないようにご注意ください。 ■MAX、MIN 、TIR設定 測定中の最大値、最小値、 （最大−最小）値をホールドします。 振れ値 = 最大値 − 最小値 MAX ■レーザホロゲージ取付けの注意 MIN レーザホロゲージの固定は、 専用のスタンドやその他の装置にステム を差し込んで行います。 ■公差設定 0.024 固定側の推奨穴径：15mm ＋ ＋0.006 ステム 固定ねじ ステム 測定した値が公差内にあるかどうかで分類する場合、その公差値 を各種表示部にセットする必要があります。 この限界点のセットを 公差設定といいます。 固定ねじ ■オープンコレクタ出力 トランジスタのコレクタ出力により外部の負荷を駆動する信号です。 固定部品 固定部品 ■リレー出力 オープン/クローズの状態を出力する接点信号です。 ●固 定 用 穴は測 定 方 向に平 行になるように加 工してください。 傾いて取り付いていると測定誤差の原因となります。 ●固定の際に、ステムを強く締めつけると摺動が悪くなることが ありますので、 締めつけないようにしてください。 ●レーザホロゲージを移動するような測定方法の場合、ケーブルが 引っ張られたり、本体に無理な力が加わらないように取り付けて ください。 ■デジマチックコード ミツトヨの各種データ処理装置と測定器の出力とを結ぶための 通信形式で、各種統計演算処理、ヒストグラムなどが作成できる デジマチックミニプロセッサ DP-1VR への接続が可能です。 ■BCD出力 2進化10進表現によりデータを出力する方式です。 ■RS-232C出力 EIA規格によるシリアル通信インターフェースでデータを双方向で 伝送できます。 伝送手順については各機器の仕様をご確認ください。 精密測定機器の豆知識 29 RSリンク機能 EH/EVカウンタを複数台接続し、多点測定を実現することが可能です。 ■EHカウンタの場合 最大10台までカウンタを接続し、最大20チャンネルまでの多点測定が可能です。 接続には専用のRSリンク接続ケーブルNo.02ADD950（0.5m）、No.936937（1m） または No.965014（2m）を使用します。 （RSリンク接続ケーブルはシステム全体で最大10mです。） 先頭カウンタ IN 最後尾カウンタ OUT RS-232C コネクタ IN OUT RS-232C コネクタ OUT IN RS-232C コネクタ RS-232C ケーブル パーソナルコンピュータ ゲージ番号 01 02 03 04…… ■EVカウンタの場合 最大10台までのカウンタを接続し、最大60チャンネルまでの多点測定が可能です。 接続には専用のRSリンクケーブルNo.02ADD950（0.5m） 、No.936937（1m） または No.965014（2m）を使用します。 （RSリンク接続ケーブルはシステム全体で最大10mです。） ※EHカウンタ混在時には最大6台までの接続になります。 ユニット1 ユニット2 IN OUT IN OUT RS-232C コネクタ OUT IN IN OUT RS-232C コネクタ RS-232C ケーブル 外部表示ユニット1 外部表示ユニット2 パーソナルコンピュータ …… ゲージ番号 01 …… 06 07 30 精密測定機器の豆知識 12…… 精密測定機器の豆知識 電気マイクロメータ編 ■プローブ 長さの変化量を変換するもので、コイルとコアの間に生ずる電気的変化を利用しています。 ■てこ式と平行移動式 レバーヘッドの測定方式には、 「てこ式」 と 「平行移動式」があります。 「てこ式」は板ばねを支点にして、測定子が円弧運動するため、測定範囲によっては誤差が大きくなる場合があります。 「平行移動式」は測定子が平行移動しますので、円弧誤差はありません。 てこ式 平行移動式 MLH-521（正逆レバーにて上下からの測定可能） MLH-522（片側のみ測定可能） ■プリトラベル 電気マイクロメータ用プ ローブの測定子がフリー の状 態から0を指 示する までの距離をいいます。 0 MLH-326（上部ダイヤルにて測定方向切替可能） ■比較測定 0 直線範囲の狭い測定器で直線範囲以上のサイズを正確に測定 する場合、測定物の基準寸法となるサイズの基準ゲージをつく り、この寸法と比較して測定物がどれだけ差があるかを測定し、 本来の寸法を知る方法です。 ■直線性 プローブに与えられた変位量に対し、 比例した表示をするかどうか の割合です。 測定子が フリーの状態 測定子を メータが0になるまで 押込んだ状態 ゼロ ■測定力 ゼロ ■0点 測定しようとする品物の基準となる点をいい、比較測定において は基準ゲージの基準値をいいます。 ゼロ 測定子が測定物に作用する力で電気マイクロメータの指示値が 0 の点における測定子が測定物に作動する力をニュートン（N）で 表わします。 ■感度 ■デジマチックコード 電気マイクロメータのアンプの入力信号に対する出力信号の比 をいい、与えられた変位量通りの表示をした場合、正常な感度で あるといえます。 ミツトヨの各種データ処理装置と測定器の出力とを結ぶための 通信形式で、 ミツトヨ商品専用のフォーマットとなっています。 ■公差設定 測定した値が公差内にあるかどうかで分類する場合、 その公差値 を電気マイクロメータにセットする必要があります。 この限界点 のセットを公差設定といいます。 ■オープンコレクタ出力 トランジストのコレクタ出力により外部の負荷を駆動する信号です。 ■リレー出力 オープン／クローズの状態を出力する接点信号です。 精密測定機器の豆知識 31 レーザスキャンマイクロメータ編 レーザスキャンマイクロメータ ■互換性について ■ベースを取り外しての再取付けについて 本装置はヘッドに付属となっているIDユニットとセットで調整さ れていますので、必ずシリアル番号の同じIDユニットを表示部に 付けてご使用下さい。尚、IDユニットとヘッドとの調整となっている ため、表示部とヘッドとは互換性があります。 また、500Sシリーズ と旧機種（LSM-3000、3100、4000、4100、400、500、500Hシリーズ） との互換性はありません。 発光部・受光部間のレーザ光軸のずれによる測定誤差をできる だけ少なくするために、発光部と受光部の取付けは以下のよう にしてください。 ●水平面内の光軸合わせ a. 基準線CとDの平行ずれ →X（幅方向） 基準線C 基準線D ■測定物と測定条件について 可視光レーザと不可視光レーザの違い、および測定物の形状や 表面の粗さによって測定誤差を生じることがあります。 この場合、 出来るだけ既知の形状や表面粗さが同じ値のマスターをご 使用いただき、キャリブレーションを必ず行なって下さい。測定 条件によって測定値が大きくばらつく場合は、測定回数を出来る だけ多くすることで精度の高い測定が可能です。 X b. 基準線CとDの角度ずれ →θ（ x 角度） 基準線C 基準線D ■ノイズ対策について 誤動作の防止のため、本装置の信号ケーブルと中継ケーブルを 高圧線やサージノイズの発生するケーブルと同一配線をしない ようにお願いします。 また、必ずアース（接地）をして下さい。 θx ●水平面内の光軸合わせ c. 基準面AとBの平行ずれ →Y（高さ） ■コンピュータとの接続について RS-232Cで本装置とコンピュータを接続する場合は、 コネクタの 基準面A 信号名及びピン番号を確認下さい。 基準面B Y ■ベースを取り外しての再取付けについて 発光部・受光部間のレーザ光軸のずれによる測定誤差をできる だけ少なくするために、発光部と受光部の取付けは以下のよう にしてください。 b. 基準面AとBの角度ずれ →θ（ y 角度） 基準面A ■測定例 ローラの外径・振れの同時測定 基準面B 電線・ファイバ・ローラのXY同時測定 θy 外径 ふれ ●各光軸合わせの許容範囲 基準エッジ フィルム・シートの厚みムラ測定（同時測定） 適用機種 LSM-501S IC部品の足ピッチ・幅・すきま測定 LSM-503S LSM-506S 基準 ブレード LSM-512S フィルム・シートの厚み測定 光ディスク・磁気ディスクヘッドの移動量の測定 LSM-516S 68mm以下 100mm以下 135mm以下 350mm以下 273mm以下 700mm以下 321mm以下 700mm以下 XおよびY 0.5mm以内 0.5mm以内 1 mm以内 1 mm以内 1 mm以内 1 mm以内 1 mm以内 1 mm以内 θxおよびθy 0.4°（7 mrad）以内 0.3°（5.2mrad）以内 0.4°（7 mrad）以内 °2.8mrad）以内 0.16（ 0.2°（3.5mrad）以内 °1.4mrad）以内 0.08（ °3.6mrad）以内 0.18（ °1.4mrad）以内 0.08（ 800mm以下 1 mm以内 °0.9mrad）以内 0.09（ 発光部∼受光部間距離 基準エッジ ■安全上の注意点 本装置は測定用に低出力の可視レーザ光を使用しており、JIS C 6802 「レーザ製品の放射安全基準」のクラス 2に相当します。 測定部には下の図に示すようなクラス2の警告、説明ラベルが 貼られています。 基準エッジ テープ幅の連続測定 大径用外径測定デュアルシステム 32 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 スケールユニット編 リニヤスケールの評価試験方法 1.動作温度範囲試験 5.ノイズ試験 規格において、動作及び各信号に異常がないかを確認しています。 EMC指令 EN61326-1+A1：1998 2.温度サイクル（動特性）試験 通電状態において、規格内で異常がないかを確認しています。 に準拠しています。 3.振動試験（スウィープ試験） 6.梱包落下試験 JISZ0200（重量物落下試験）に準拠しています。 3G一定で30Hz∼300Hzで異常がないのを確認しています。 4.振動試験（加速度試験） 特定周波数として、治具上の非共振周波数で異常のないことを 確認しています。 （10G程度） 用語解説 ■アブソリュート ■RS-422 すべての位置座標を直前に測った座標値に関係なく、固定された 原点から測定するような測定系をいいます。 平衝型のインターフェース規格です。平衝型というのは、往きと 復りとが、完全に対称になるように構成されたものです。RS-422は 伝送に優れ、 電源が+5Vの単電源でよいという点でも優れています。 ■インクリメンタル ■指示精度 すべての変位を直前に測った位置から測定するような測定系を いいます。 スケールを最大ストローク送った時の（測定値）−（真値）の最大値 をいいます。測長ユニットには ISO のような国際規格がないため、 各社まちまちの精度表示をとっています。 カタログ表示値は、 レーザ 測長機を基準として求められた弊社でのスケール精度表示方法 です。 ■原点オフセット 座標系の原点を、 ある固定した原点に対してずらすことのできる機能 です。 この場合は永久的な原点が記憶されていることが必要です。 ■原点復帰 ■狭範囲精度 機械上に取り付けられたリミットスイッチを利用して、減速させな がら各軸を機械固有の位置へ精度よく停止させる機能です。 スケールに刻まれた目盛格子は、種類により異なりますが、通常 1ピッチ20μmを使用しています。この1ピッチ内を分解能のピッチ で測定した精度をいいます。 間隔（例えば1μm） ■シーケンス制御 あらかじめ定められた順序に従って制御の各段階を遂次進めて いく制御です。 ■数値制御 工作物に対する工具の位置を、それに対応する数値制御で指令 する制御です。 ■バイナリー出力 2倍単位で桁上げが生じる2進数（20、21、22、23、…）です。 ■RS-232C 比較的近くの伝送装置間のデータのやりとりをするためのシリア ル・インターフェースの一種で、1969年アメリカのEIAで制定された 規定です。主にパソコンと外部機器とを接続する場合に使用する 通信手段です。 ■ラインドライバ出力 動作速度が数十∼数百 nsecと速く、伝送速度が数百 mと比較的 長いのが特長です。 リニヤスケールシステムでは NCコントローラと のI/Fに差動電圧計ラインドライバ（RS422A準拠）が用いられます。 ■BCD 10進数の各桁を構成する0∼9の数値を4ビットのバイナリで表現 する方式です。 データは出力のみの単方向で、 出力形態はTTLまたは オープンコレクタです。 精密測定機器の豆知識 33 ■完全アブソリュート方式リニヤスケールの原理（例：ABS AT300, 500-S/H） 図1 信号周期 （内挿数） 分解能 静電容量式 （） （） （） 約 μ 光電式 （） （） μ μ μ [ 図 1] に示す通り、リニヤスケールに電源が供給され るとCOA 信号の位置検出を行い、その位置情報を元 にMEDの何周期の波のどの位置にいるかを検出しま す。同様にFINとOPTについて位置検出を行いマイクロ プロセッサにて最終的に0.05μ m（0.005μm）の分解 能の絶対値が得られます。 ■リニヤスケールの精度 指示精度 ①誤差の最大値と最小値の範囲の大きさをａで表記 （α+βL）μmという換算 a が指示精度となります。この規格値は、 式で示されます。 ここで L は有効長（mm） 、 α、 βは機種ごとに設 定された係数です。 リニヤスケールの精度は、 下図のような精度検査装置においてリニヤ スケールによる測定値とレーザ測長機による基準値と一定間隔で 比較することで値付けされます。検査環境は20℃で、 この温度での 精度となります。その他、検査条件、規格値は社内規格に準じて検 査が行われます。 レーザ測長機カウンタ コンピュータ 例えば、指示精度の規格値（ 3＋ リニヤスケールでは、a は 6μm となります。 ε デジタルカウンタ 精度線図（誤差のプロット） 指示精度：a（μm） 誤差 0 キューブコーナ レーザ発振器 干渉計 レーザビーム光軸 3L μm 、有効長1000 mm の 1000 ） a 有効長 X 測定位置 ②誤差の最大値と最小値の範囲の大きさを ± a/2 で表記 誤差の最大値と最小値の中心値を 0 として、最大値を＋a / 2 、最 小値を−a/2 で表記し、誤差の範囲の大きさを± a/2 で表記しま す。 この表記は主にセパレート形スケールユニットに適用します。 取付け金具 スケールユニット 移動テーブル ε 誤差 0 ±a 2 精度検査装置 概要図 有効長 各測定点における精度 （誤差） の値は、 以下の式に基づき求められ ます。 a 指示精度：± 2（μm） X 測定位置 ①と②の表記において、①の a 、②の± a/2 は同じ指示精度の規格 値となります。 リニヤスケールは、一定ピッチの目盛をもつ直線スケールを基 準にして移動量、変位量を検出しています。目盛を検出することで、 目盛と同ピッチの 2 相正弦波信号が得られ、それらを電気回路で 内挿することで直線スケールの目盛より細かい読取りもできるよう になっています。内挿とは2相正弦波を補間し、分解能に相当する パルス信号に分割することです。 例えば、 目盛ピッチが20μmの場合、 1μm 分解能での読取りが可能です。ここで、この内挿処理の正確さ によって目盛ピッチ範囲内において誤差が生じます。 これを内挿 精度と呼びます。 リニヤスケールの指示精度の規格値は、前記一定 間隔で検査した誤差と内挿精度を含めたものが対象となります。 誤差＝レーザ測長機の基準値−リニヤスケールによる測定値 ここで、 「精度」 または「誤差」の表現は，同じ意味合いで用いられて います。有効長における各測定点の誤差をグラフにプロットしたも のを精度線図と呼びます。 その精度線図を基にして、誤差の最大値と最小値の範囲でリニヤ スケールの指示精度を表記します。表記方法には以下の2通りあり ます。 34 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 投影機編 ■テレセントリック光学系 ■正立正像と倒立逆像 正立正像とは、 スクリーン上の投影像が載物台上の測定物と、上下・ 像側焦点位置に絞りを設けることにより主光線は光軸と平行になる 左右の向き及び移動方向が全て一致する像のことを言います。 また、下図のように上下・左右の向き及び移動方向が逆の場合を 倒立逆像と言います。 という原理を用いた光学系で、光軸方向にピントをずらしても像が ボケるだけで像中心の大きさが変わらないことが特長です。 スクリーン 正立正像タイプの場合 F F F 測定投影機・測定顕微鏡では、絞りを置く代わりにコンデンサレンズ の焦点位置にランプのフィラメントを置いて、平行光線で照明して 同様の効果を持たせています。 （下図参照） 主光線 像側焦点位置 倒立逆像タイプの場合 載物台上面 光軸 光源 （ランプ） F 物体面 コンデンサレンズ X軸の動き Y軸の動き 投影レンズ 測定ワーク 透過照明の場合 投影 スクリーン面 F 測定物 ■作動距離 ■倍率精度 焦 点を合わせた時、投 影レンズ先 端から測 定 物 上 面までの距 離 （空間）のことをいいます。 ある呼び倍率を持つ投影レンズにて、基準となる寸法（基準スケー ルの使用長さ）をスクリーンに拡大投影させた時、その投影像の 実測値と基準となる寸法との比率のことをいい、下記の式で算出 できます。 （測定精度とは違います。） 本カタログでは符号のL 2が相当します。 投影レンズ ハーフミラー ΔM：倍率精度 L−IM × ΔM(%)= 100 IM L2 L：スクリーン上での基準物の像の実測点 I ：基準の寸法（標準スケールの使用長さ） M：投影レンズの倍率 載物台 呼び倍率：投影レンズに表示された倍率 （公称倍率ともいいます。 ） 測定物 ■視差 読取りに際し、視線の方向によって生ずる誤差のことを言います。 ■照明方法 ●透過照明…測定物を透過光で観察する照明方法で、特に輪郭部 を拡大投影・測定する場合に使用します。 ●垂直反射照明…測定物の表面に垂直光を当てる照明方法で、 表面形状の観察・測定する場合に使用されます。 （ハーフミラーもしくはハーフミラー内蔵式投影レンズを併用） ●斜め反射照明…測定物の表面に斜めから光を当てる照明方法 で、 像のコントラストが強調され立体的かつシャープに観察でき ます。但し、寸法測定する際誤差が生じやすくなりますので注意 が必要です。 ■視野直径 スクリーン上に映し出される測定物の大きさの直径・範囲のことを 言います。 投影機のスクリーン径（φmm） 視野直径（φmm）＝ 使用する投影レンズの倍率 （例題） φ500mmのスクリーン径で、投影レンズ 5×を使用した場合 500（φmm） ＝ 100（φmm） 5（×） （例） φ100mmの範囲が投影スクリーンいっぱいに映し出されます。 精密測定機器の豆知識 35 顕微鏡編 ■開口数（N.A.=Numerical Apertureの略） 開口数N.A.は対物レンズの分解能、 焦点深度、 像の明るさ等を決め この数値が大きい る重要な値です。 開口数N.A.は次の式で表され、 ■明視野照明と暗視野照明 明視野照明は対物レンズを通して垂直に照明し試料を観察するた めの照明方法です。 暗視野照明は対物レンズの外側から試料を照明し （光軸に対して傾 いた光線で試料を照明する）傷のない平らな部分は暗黒で凹凸や傷 のある部分のみが明るく輝かせて観察するための照明方法です。 ほど高解像で焦点深度の浅い像が得られます。 N.A.=n・Sinθ n は対物レンズ先端と試料との間の媒質が持つ屈折率で空気の時 は n = 1.0 となります。 ■アポクロマート対物レンズとアクロマート対物レンズ θは対物レンズの一番外側を通る光線とレンズの中心（光軸） との なす角度です。 アポクロマート対物レンズは三つの色の光 （赤青黄） について色収差 （色のにじみ）補正を行ったレンズです。 アクロマート対物レンズは 二つの色の光 （赤青） について色収差補正を行ったレンズです。 ■分解能（R=Resolving powerの略） ごくわずかに離れた点または線を見分けることが出来る最小の 間隔を分解能といい、解像限界を表します。 分解能（R）は開口数N.A.と波長λで決まります。 λ （μm） λ= 0.55μm（基準波長） R= 2・N.A. ■倍率 光学系によって生ずる物体の拡大像の大きさと、物体の大きさの 比をいいます。横倍率、縦倍率、角倍率があるが、一般に倍率と いう場合は横倍率をいいます。 ■作動距離（W.D.=Working Distanceの略） ■主光線 焦点が合ったときの試料上面から対物レンズ先端までの距離をいいます。 光軸外の物点からでて、 レンズ系の開口絞りの中心を通る光線です。 ■同焦距離 ■開口絞り 焦点が合ったときの試料上面から対物レンズの取付け位置までの 距離をいいます。 レンズ系において、光線束を制限する絞りです。明るさも絞りといいます。 ■視野絞り 光学機器の視野を制限する絞りです。 ■無限遠補正光学系 ■テレセントリック系 対物レンズと結像（チューブ） レンズを使って像を作る光学系を無限 遠補正光学系といいます。 主光線が焦点を通るように配置された光学系で、焦点合わせの 誤差によって結像倍率に変化が生じません。 ■正立正像 光学系による拡大像が載物台上の測定物と上下左右の向き及び 移動方向が全て一致する像のことをいいます。 ■有限補正光学系 ■視野数（F.N.＝Field Numberの略） ・実視野・モニタ表示倍率 対物レンズ単独で像を有限な位置に作る光学系を有限補正光学 系といいます。 試料面のどれくらいの範囲が観察されるかは、接眼レンズの視野絞 りの直径によって決まり、この大きさを mmで表した値を視野数とい います。実視野は実際に対物レンズで拡大観察されている物体面で の範囲の事をいいます。 実視野は以下の式で算出できます。 ■焦点距離 (f=focal lengthの略） 主点から焦点までの距離で、f1は対物レンズの焦点距離、f2は結像 1. 顕微鏡で観察できる被検物の範囲（直径） 実視野 （mm） = （チューブ） レンズの焦点距離です。倍率は対物レンズの焦点距離 と結像 （チューブ） レンズの焦点距離の比で決まります。 （無限遠補正 光学系の場合） 結像（チューブ） レンズの焦点距離 対物レンズの倍率 = 対物レンズの焦点距離 200（mm） 200（mm） （例）1× = （例）10× = 200（mm） 20（mm） 接眼レンズの視野数 対物レンズ倍率 24（mm） 1 24（mm） 10×レンズの実視野は 2.4 （mm） = 10 （mm） （例）1×レンズの実視野は 24 = 2. モニタ観察範囲 ■焦点 モニタ観察範囲（mm） = 光学系において無限遠物点に対する共役点です。 物体空間に無限遠物点がある場合の焦点を像焦点といい、像空間 に無限遠物点がある場合の焦点を物体焦点といいます。 物体焦点を前側焦点、像焦点を後側焦点ともいいます。 カメラ撮像素子の大きさ （縦×横） 対物レンズの倍率 単位 mm ●撮像素子の大きさ ■焦点深度（DOF=Depth of Focusの略） 顕微鏡で焦点を合わせたとき、その面の前後にピント面をずらし ても、なお鮮明に見える範囲をいいます。開口数が大きいほど焦点 深度は浅くなります。 λ DOF（mm）= λ= 0.55μm（基準波長） 2・ （N.A.）2 形 式 対角長 1/3 インチ 1/2 インチ 2/3 インチ 6.0 8.0 11.0 3. モニタ表示倍率 モニタ表示倍率 = 対物レンズの倍率× （例）M Plan Apo100×のN.A.は0.7 （μ ） このときの焦点深度は 0.55 m =0.6（μm） 2×0.72 36 精密測定機器の豆知識 長辺 （横） 4.8 6.4 8.8 短辺 （縦） 3.6 4.8 6.6 モニタ上の表示対角線長 （mm） カメラの撮像素子の対角線長 （mm） 精密測定機器の豆知識 画像測定機編 ■画像測定 ■画像の違い 画像測定機では主に、次の内容の処理を行っています。 2値化画像と256階調画像 ●エッジ検出 XY平面内の測定 2値化サンプル画像 ●オートフォーカス 256階調サンプル画像 ■しきい値による画像の変化 ピント合わせ/Z測定 この3枚の絵は同じ画像を異なる、 スライスレベル（しきい値）によっ て2値化したものです。 このように、2値化画像では、 スライスレベル の違いにより、異なる画像になってしまいます。そのため、設定した しきい値によって、数値が変わってしまうため、高精度測定には使用 できません。 ●パターン認識 アライメント/位置決め/欠損チェック ■画像の記憶 ■寸法計測 CRT 高速A/Dコンバータ CCD ビデオ信号 カメラ レンズ 画像自体は、画素で構成されています。従って、測定したい間に いくつの画素が有るかカウントし、それに、1 画素の大きさを掛け れば長さに換算することが可能です。例えば下図のような四角い ワークを例に、全長が300画素あったとします。 PC フレームグラバ アンプ 撮影倍率時の画素サイズが10μｍだとすると・・ ・ 10μm×300画素＝3000μm＝3ｍｍ となるわけです。 640画素 10μm 480画素 300画素 画像は、１つ１つの画素の濃淡が集まって構成されています。 ちょ うど、目の細かい方眼紙に、１マスずつ塗りつぶして絵にしている のと同じです。 ■エッジ検出 実際にワーク端面（エッジ） を、画像からどのようにして検出している のか、次に白黒画像を例に説明します。エッジはある任意の範囲か ら行われます。 この範囲を視覚的に表したものがツールと呼ばれ、 ワーク形状や測定内容にあわせ、複数用意されています。 ■グレースケール コンピュータは画像を内部で数値に置き換えて扱っています。その 数値は画素ごとに管理されています。 この数値をどのくらいのしきい 調で管理するかによって、画質が変わってきます。 この諧調は2値 化と多値化の種類があり、一般的には256階調（グレースケール） で エッジ検出は、左図のようにツール上のグレー スケールを読み取り、明暗の境を人間の目に代 って検出します。 ツール 管理されています。 2値化 白 多値化 1 灰色 グレースケール 灰色 127 0 黒 あるレベル以上の明るさはすべて 白とし、それ以下はすべて黒として います。 244 241 220 193 97 76 67 52 53 53 243 242 220 195 94 73 66 54 53 55 244 246 220 195 94 75 64 56 51 50 255 白 黒 0 黒から白の間を256分割して濃度を 表現する。そのため、忠実な画像が 表示できます。 精密測定機器の豆知識 ピクセルが持つグレースケールの例 255 127 0 ツール位置 ① 37 ② ③ ①スキャン開始位置 ②エッジの検出位置 ③スキャン終了位置 ■高分解能測定 ■測定点の求め方 機械本体系 画像系 M 拡大すると… Mz グレースケール グレースケール ツール位置 V My Vy Mx ツール位置 検出した位置（画像中心より） V＝（Vx、Vｙ） 測定機本体の位置 M=（Mx、My、Mz） エッジとして認識する位置が最大で、 1画素分ずれる可能性があります。 これでは、分解能の高い測定が不可能 です。 実際の座標値は X=（Mx+Vx）Y=（My+Vy）Z=Mz となります。 このように、1つ1つの測定位置が実データとして管理しながら測定 を行うため、 1 画面に収まらない寸法でも、問題なく測定が可能 エッジ検出の分解能を高めるための画像処理として、サブピクセル 処理を行います。 隣接する画素情報から、補間曲線を求めてエッジを検出させます。 これにより、1画素よりも高い分解能で測定を行うことができます。 です。 グレースケール ■オートフォーカスの原理 CCDカメラの画像内からだけでは、平面測定は行えますが高さ測 定は行えません。そこで、通常は高さ測定のオートフォーカス（AF） 機構を備えています。AFレーザを使用するものもありますが、一般 的な画像を用いたAFの仕組みについて説明します。 ツール位置 グレースケール サブピクセル処理無し の画像信号 Vx 画像信号の波形がこれだけ アナログ波形に近づきます。 Z 軸を上下に移動しながら、画像 を解析します。解析はコントラス トで、鮮明に見えていれば、 コント ラストはピークになり、ピントが ずれていれば、コントラストが低 くなります。従って、コントラスト がピークを示した高さがピントの 合った位置ということになります。 ツール位置 サブピクセル処理した画像信号 Z座標 CCD ピント 位置 コントラスト ■複数画面にわたる測定 測定部位の大きさによっては、1 画面内に収まらない場合があり、 測定できません。そこで、通常CCDセンサとステージを制御し画像 ■ピントによるコントラストの変化 エッジがぼやけているため コントラストが低い を取得した位置情報を内部で管理しています。そのため、下記のよ うに、大きいなサイズの円でも、 ステージを移動しながらエッジを 検出していくことで、測定が可能です。 高 高 低 低 走査線方向のコントラスト 38 エッジが鮮明で コントラストが高い 精密測定機器の豆知識 走査線方向のコントラスト 精密測定機器の豆知識 表面粗さ測定機編 ■JIS B 0601:2001 製品の幾何特性仕様(GPS)-表面性状：輪郭曲線方式-用語、 定義及び表面性状パラメータ ■JIS B 0632:2001 製品の幾何特性仕様(GPS)-表面性状：輪郭曲線方式-位相補償フィルタの特性 ■JIS B 0633:2001 製品の幾何特性仕様(GPS)-表面性状：輪郭曲線方式-表面性状評価の方式及び手順 ■JIS B 0651:2001 製品の幾何特性仕様(GPS)-表面性状：輪郭曲線方式-触針式表面粗さ測定機の特性 ■蝕針式表面粗さ測定機の特性 JIS B 0651 : 2001 (ISO 3274 : 1996) 入力出力 縦方向信号伝達部 プローブ 対象面 触針先端 外乱 基準案内 スキッド JIS B 0633 : 2001 (ISO 4288 : 1996) 測定ループ プローブ 測定曲線 (ピックアップ) トランス デューサ 測定 ループ ■粗さパラメータの基準長さ コラム 入力出力 増幅器 変換器 測定 断面 曲線 輪郭曲線 フィルタ λ 呼び形状 の除去 パラメータの評価 基準線 送り装置 触針 による 断面 曲線 対象物 固定具 送り装置 駆動部 測定台 カットオフ値と触針先端半径の関係 理想的な触針の形状は球状先端をもつ円すいです。 先端半径：rtip＝2μm、5μm、10μm 円すいのテーパ角度：60° 、90° 理想的な測定機では、特別な指示がない限り、 円すいのテーパ角度は 60° 粗さ曲線用カットオフ値λ c、触針先端半径 rtip、及びカッ トオフ比λ c/ λ s の関係 ° ° ° 注1 μ μ μ ° 注2 ° ° λ μ λλ 最大 μ 最大サンプリング間隔 μ 注 注 注 Ra>0.5 μ m または Rz>3 μ m の表面に対しては、通常、rtip=5 μ m を用 いても測定結果に大きな差を生じさせない。 カットオフ値λ s が 2.5 μ m 及び 8 μ m の場合、推奨先端半径を持つ触 針の機械的フィルタ効果による減衰特性は、定義された通過帯域の外側 にある。したがって触針の先端半径または形状の多少の誤差は測定値か ら計算されるパラメータの値にはほとんど影響しない。 特別なカットオフ比が必要な場合には、その比を明示しなければならない。 μ μ μ 静的測定力 触針平均位置における 静的測定力 ■輪郭曲線の種類 JIS B 0601 : 2001 (ISO 4287 : 1997) 注 注1 触針の平均位置における静的測定力の最大値は、付け替え方式の触針など、 特殊な構造のプローブでは、4.0mNです。 粗さ曲線 λ JIS B 0632 : 2001 (ISO 11562 : 1996) λ 波長 λ 測定断面曲線にカットオフ値λ s の低域フィルタを適用し て得られる曲線 基準長さ 評価長さ 推定値と表から 基準長さを推定 いいえ 測定値と表、表、 長い方または短い方の 表のパラメータの範囲が 満足されているか？ 基準長さに変更 短い方の いいえ 短い方の基準長さに 基準長さが試され ているか？ 変更 はい 最終基準長さによる パラメータを測定 図：基準長さの指定がない場合の非周期的な面における 基準長さ決定手順 ←測定 定義：対象面上を移動する触針先端部の中心の軌跡 ←変換 定義：測定曲線を量子化したデータ 粗さ曲線 カットオフ値λ c の高域フィルタによって、断面曲線から 長波長成分を遮断して得た輪郭曲線 ←平面の傾斜、円筒部品の円弧などの呼び形状を最小二乗法によって除去 基準長さの推定値に よってRSmを測定 断面曲線パラメータ うねり曲線 カットオフ値λの高域フィルタ カットオフ値λ∼λを通過域とする帯域通過フィルタ 粗さ曲線 うねり曲線 粗さ曲線パラメータ うねり曲線パラメータ 測定断面曲線から RSmを推定 推定値と表3から 基準長さを推定 カットオフ値λの低域フィルタ 断面曲線 ≦ ≦ ≦ ≦ ≦ はい 断面曲線 実表面の断面曲線 定義：実表面とそれに直角な平面との交線 測定断面曲線 表 3 −周期的な粗さ曲線の粗さパラメータの測定及び周期的、 非周期的な輪郭曲線の Rsm 測定のための基準長さ ■データ処理の流れ 測定曲線 基準長さ 評価長さ μ ≦ ≦ ≦ ≦ ≦ は、を測定するときに用いる。 は、を測定するとき だけに用いる。 基準長さの推定値によって測定した うねり曲線 ■位相補償フィルタの特性 輪郭曲線のためのフィルタは、位相遅れ（輪郭曲線が波 長に依存してひずむ原因）のない位相補償フィルタ。 位相補償フィルタの重み関数は、カットオフ値で 50% の 振幅伝達率となる正規（ガウス）分布です。 振幅伝達率 静的測定力の変化の 割合の許容差 μ 評価長さ 記録波形、視覚検査などによる の推定 標準特性値：触針の平均値における静的測定力 触針の先端曲率半径の 呼び値 μ 基準長さ 基準長さの指定がない場合の基準長さ決定手順 : 0.75mN 触針の平均位置における測定力 測定力変化の割合 : 0N/m μ ≦ ≦ ≦ ≦ ≦ 表 2 −非周期的な輪郭曲線の粗さパラメータ Rz, Rv, Rp, Rc, Rt の 基準長さ 触針の形状 λ 表 1 −非周期的な輪郭曲線の粗さパラメータ Ra, Rq, Rsk, Rku, R⊿q 並びに負荷曲線及び確率密度関数とそれらに関 連するパラメータの基準長さ 断面曲線にカットオフ値λ f 及びλ c の輪郭曲線フィルタ を順次かけることによって得られる輪郭曲線。λ f 輪郭曲 線フィルタによって長波長成分を遮断し、λ c 輪郭曲線 フィルタによって短波長成分を遮断 測定値は 表3の条件を満足 しているか？ いいえ 表3の条件を満たす ように基準長さを変更 はい 最終基準長さによる パラメータを測定 図：基準長さの指定がない場合の周期的な面における基 準長さ決定手順 精密測定機器の豆知識 39 ■パラメーターの定義 JIS B 0601 : 2001 (ISO 4287 : 1997) 高さ方向のパラメータ （山及び谷） 断面曲線の最大山高さ Pp 粗さ曲線の最大山高さ Rp うねり曲線の最大山高さ Wp 高さ方向のパラメータ（高さ方向の平均） 断面曲線の算術平均高さ Pa 粗さ曲線の算術平均高さ Ra うねり曲線の算術平均高さ Wa 基準長さにおける輪郭曲線の山高さ Zp の最大値 基準長さにおける Z(x) の絶対値の平均 負荷曲線と確率密度関数とそれらに関連する パラメータ 負荷曲線（アボット負荷曲線） 切断レベル c の関数として表された輪郭曲線の負荷長さ率の曲線 c 平均線 は 断面曲線の二乗平均平方根高さ Pq 粗さ曲線の二乗平均平方根高さ Rq うねり曲線の二乗平均平方根高さ Wq 基準長さにおける Z(x) の二乗平均平方根 基準長さ は 断面曲線のスキューネス Psk 粗さ曲線のスキューネス Rsk うねり曲線のスキューネス Wsk Pq, Rq, Wq の三乗によって無次元化した基準長さにおけ る Z(x) の三乗平均 1 1 lr 3 Z ( x ) dx Rq 3 lr 0 基準長さにおける輪郭曲線の最大山高さ Zp と最大谷深 さ Zv との和 断面曲線のクルトシス Pku 粗さ曲線のクルトシス Rku うねり曲線のクルトシス Wku Pq, Rq, Wq の四乗によって無次元化した基準長さにおけ る Z(x) の四乗平均 Rp Rku= 1 1 lr 4 Z ( x ) dx Rq 4 lr 0 c1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Rmr0 Rmr 断面曲線の相対負荷長さ率 Pmr 粗さ曲線の相対負荷長さ率 Rmr うねり曲線の相対負荷長さ率 Wmr 基準とする切断レベル c 0 と輪郭曲線の切断レベル Rδc に よって決まる負荷長さ率 Pmr, Rmr, Wmr = Pmr (c 1 ), Rmr (c 1 ), Wmr (c 1 ) ここで Rv Rz 上記は Rku の定義である。Pku 及び Wku も同様 Pku, Rku および Wku は、縦座標値の確率密度関数の鋭さ の分量 基準長さ 断面曲線要素の平均高さ Pc 粗さ曲線要素の平均高さ Rc うねり曲線要素の平均高さ Wc 平均線 断面曲線要素の平均長さ PSm 粗さ曲線要素の平均長さ RSm うねり曲線要素の平均長さ WSm 基準長さにおける輪郭曲線要素の長さ Xs の平均 Xs1 Xs2 Xs3 Xs4 Xs5 評価長さ Xs6 Zp3 Zt3 基準長さ Zp2 Zt6 Zt5 JIS だけのパラメータ カットオフ値λc 及びλs の位相補償帯域通過フィルタを 適用して得た基準長さの粗さ曲線において、最高の山頂 から高い順に 5 番目までの山高さの平均と最深の谷底か ら深い順に 5 番目までの谷深さの平均との和 Zt4 確率密度 十点平均粗さ RzJIS 基準長さにおける輪郭曲線要素の高さ Zt の平均値 c1 = c0 – Rδc (Pδc, Wδc) c0 = c(Pmr0, Rmr0, Wmr0) 確率密度関数（振幅分布曲線） 評価長さにわたって得られる高さ Z(x) の確率密度関数 横方向のパラメータ 旧 JIS 規格や ISO4287:1984 では、記号 Rz は ｢ 十点 平均粗さ ｣ を指示するために使われていた。新旧 規格による測定値の差が、無視できるほど小さいとは 限らないので、注意しなければならない。（図面の指示 は新旧どちらの規格で指示されているのか確認要） Zt2 c0 断面曲線の最大断面高さ Pt 粗さ曲線の最大断面高さ Rt うねり曲線の最大断面高さ Wt dZ( x) dX 評価長さにおける輪郭曲線の山高さ Z p の最大値と谷深 さ Zv の最大値との和 Rt dZ( x) dX dZ( x) dX Rz 基準長さ Rz Zv 5 基準長さ 記号 用いた輪郭曲線 測定したままの輪郭曲線による 位相補償高域フィルタ適用の輪郭曲線による 中心線平均粗さ Ra75 測定曲線に減衰率 12db/oct でカットオフ値λ c のアナロ グ高域フィルタを適用して得られる曲線で、平均線から の偏差で表した粗さ曲線（75%）を用いて得られる算術平 均高さ ln Rz 評価長さ dZ( x) dX Zv 2 断面曲線の二乗平均平方根傾斜 P⊿ q 粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜 R⊿ q うねり曲線の二乗平均平方根傾斜 W⊿ q 基準長さにおける局部傾斜 dz/dx の二乗平均平方根 Zv 3 Zv1 複合パラメータ 基準長さ Zp1 断面曲線の最大高さ Pz 粗さ曲線の最大高さ Rz うねり曲線の最大高さ Wz Zt1 断面曲線の切断レベル差 Pδc 粗さ曲線の切断レベル差 Rδc うねり曲線の切断レベル差 W δc 与えられた負荷長さ率の2つの切断レベルの間の垂直の距離 Rδc = c(Rmr1) – c(Rmr2); Rmr1 < Rmr2 上記の式は Rsk の定義である。Psk 及び Wsk も同様 Psk, Rsk および Wsk は、偏り度（高さ方向の確率密度関 数の非対称性の尺度） 基準長さ Zv 4 Rv Rs k= 断面曲線の負荷長さ率 Pmr(c) 粗さ曲線の負荷長さ率 Rmr(c) うねり曲線の負荷長さ率 Wmr(c) 評価長さに対するレベル c における輪郭曲線要素の負荷 長さ Ml(c) の比率 Zp4 Zp5 断面曲線の最大谷深さ Pv 粗さ曲線の最大谷深さ Rv うねり曲線の最大谷深さ Wv 基準長さにおける輪郭曲線の谷深さ Zv の最大値 0 20 40 60 100 Rmr(c),% 評価長さ Rδc Rp dZ( x) dX Ra 75 = 40 精密測定機器の豆知識 1 ln Z (x) dx 0 精密測定機器の豆知識 輪郭測定機編 ■精度 ■追従角度 X軸・Z軸の検出部はスケールを内蔵していますので、百分率による 倍率精度表示ではなく各軸の指示精度で表示されています。 下り ■安全装置 以下 87° 以下 上り 77° 輪郭形状の急斜面、バリ等によって、スタイラス先端に過負荷が 発生した場合、スタイラス破損防止のため、自動的に動作停止し、 警報ブザーで知らせます。一般的には、送り方向（X軸方向）の負荷 と上下方向 （Z軸方向）の負荷に分けて装備しています。 スタイラス送り方向に対して測定物の形状にスタイラスが上り、 下りできる限界角度を追従角度といいます。 スタイラス先端角度が の片角スタイラス （図） の場合は、上り77° 、 下り87° であるが円錐 12° 円錐）だと、さらに限界傾斜が緩やかになります。 スタイラス（30° であっても上り斜面の表面粗さの影響によって、77° 見かけ上 77° 以上の斜面も部分的に存在するし、 また、測定力にも影響します。 ■円弧作動・直線作動 スタイラスの上 下 運 動によって、スタイラス先 端が描く軌 跡で、 円弧と直線があります。直線の場合は、機械的構造が複雑となり、 円弧の場合はスタイラスの上下変位量が大きいと、円弧歪（δ）に よって、記録図形に歪を生じます。 （左下図参照） ■スタイラス半径補正 スタイラスの先端半径（0.025mm）により、記録図形は、測定物の 表面上を転がるボールの中心の軌跡となります。このスタイラスの 先端半径をデータ処理上補正することにより、正確な測定値と、 形状記録を得ることができます。 ■Z軸検出方式 スタイラス X軸駆動検出についてはデジタルスケールによる検出が一般的で すが、Z軸検出方式としては、アナログ方式（差動トランスなど）と デジタルスケール方式があります。 アナログ方式は、測定倍率や測定レンジによってZ軸分解能が変化 しますが、 デジタルスケール方式は、スケールの分解能に従います。 一般的には、デジタルスケール方式の方が高精度です。 記録図形 測定物の輪郭 ：スタイラス半径 ■円弧歪 スタイラスが円 弧 運 動すると、記 録 図 形の X 軸 方 向に歪による 誤差が生じます。 円弧歪を補正する手段としては、 ①機械的に補正する方法 ②電気的に補正する方法 δ スタイラス 測定アーム 支点 δ：円弧歪 ③ソフトウエア演算によって補正する方法があります。上下方向に 変位量の大きい測定物を高精度に測定する場合には、円弧歪 補正が必要です。 精密測定機器の豆知識 41 ■輪郭形状解析方法 ■ベストフィット 測定動作が完了した後、輪郭形状を解析する手段として、以下の 2 通りがあります。 測定された輪郭形状データに基準がある場合は、基準によって 設計値照合を行いますが、基準がない時や、形だけを照合したい 場合は、設計データと測定データのベストフィットを行います。 ①記録計 測定された輪郭形状は、測定時の測定倍率に従って正確に記録計 上に記録されます。記録された輪郭形状に対して、 スケールを当て 読取り、測定倍率で割って実寸法を得る方法と、あらかじめCAD等 で作ったテンプレート ｛（実寸法±公差）×測定倍率｝を記録図形 に当てて比較測定する場合があります。 どちらの方法も、読み取り 時やテンプレート作成時にスタイラス半径補正を、 また、読み取り 誤差や、人による誤差は避けられないことを考慮しなければなり ません。 〈ベストフィット処理前〉 〈ベストフィット処理後〉 測定データ 測定データ 設計データ 設計データ ベストフィットは、両データから偏差量を求め、その二乗和が最小 になる座標系を求めて、設計データに対して、測定データを重ね 合わせます。 ②データ処理部と解析プログラム 測定された輪郭形状をリアルタイムにデータ処理部へ入力し、 専用の解析プログラムでマウスやキーボードを使って解析します。 角度、半径、段差、ピッチ等は数値でダイレクトに表示され、また 座標系を組合わせた解析も簡単に行えます。記録図形はスタイラス 半径補正をした図形がプロッタやレーザプリンタに出力されます。 ■データ合成 スタイラス追従角度の制限により、従来は複数箇所に分割して 測定・評価していた形状において、共通要素（線、点）同士を重ねる ことで、 あたかも1つの図形として合成する機能です。 実際の形状のイメージでの表示が可能になり、各種解析も通常 通り行なえます。 ■設計値照合 図形に指示された寸法の解析より、むしろ 形 として設計データと 比較し、 その偏差を表示・記録します。 また、 マスターとなる測定物を 設計データに変換して測定データとの比較を行います。特に、その 部分の形が商品機能を左右する場合や、組合わせ部品との関係で 形が影響する場合には多く利用されています。 データ1 データ2 データ合成 ■主な測定例 非球面レンズ形状測定 ベアリング内外輪形状測定 内歯車歯形測定 雌ねじ形状測定 ねじ溝形状測定 ゲージ測定 42 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 真円度測定機編 真円度 真直度 平面度 円筒度 円形形体の幾何学的に正しい円からの狂 いの大きさ 直線形体の幾何学的に正しい直線からの 狂いの大きさ 平面形体の幾何学的に正しい平面からの 狂いの大きさ 円筒形体の幾何学的に正しい円筒からの 狂いの大きさ 図示例 図示例 図示例 " " " 図示例 公差域 公差域 公差域 公差域 真円度・円筒形状測定機による検証例 真円度・円筒形状測定機による検証例 真円度・円筒形状測定機による検証例 真円度・円筒形状測定機による検証例 同心度 同軸度 直角度 データム円の中心に対する円形形体の中 心の位置の狂いの大きさ （平面形体の場合） データム軸直線と同一直線上にあるべき軸 線のデータム軸直線からの狂いの大きさ データム直線または、データム平面に対して直角な幾何学的直線または、幾何学的平面 から直角であるべき直線形体または、平面形体の狂いの大きさ φ φ 図示例 図示例 図示例 φ φ " 図示例 φ φ " データム軸線 データム軸線 データム中心 データム " 公差域 公差域 " " 真円度・円筒形状測定機による検証例 真円度・円筒形状測定機による検証例 " " 公差域 真円度・円筒形状測定機による検証例 " 公差域 " " 真円度・円筒形状測定機による検証例 全振れ 円周振れ データム軸線を軸とする回転面をもつべき対象物または、データム軸線に対して垂直な 円形平面であるべき対象物をデータム軸直線の周りに回転したとき、その表面が指定し た位置または、任意の位置で指定した方向に変位する大きさ データム軸直線を軸とする円筒面ともつべき対象物または、データム軸直線に対して 垂直な円形平面であるべき対象物をデータム軸直線の周りに回転したとき、その表面が 指定した方向に変位する大きさ 指定方向：半径方向 データム軸直線と交わり データム軸線に対して 垂直な方向 指定方向：半径方向 データム軸直線と交わり データム軸線に対して 垂直な方向 指定方向：軸方向 データム軸直線に 平行な方向 指定方向：軸方向 データム軸直線に 平行な方向 図示例 図示例 図示例 " 図示例 " " データム軸線 データム軸線 データム軸線 データム軸線 公差域 公差域 真円度・円筒形状測定機による検証例 真円度・円筒形状測定機による検証例 真円度・円筒形状測定機による検証例 公差域 公差域 真円度・円筒形状測定機による検証例 ■測定前の調整について 心出し調整 水平出し調整 偏心による測定誤差を避けるために、対象物の測定する箇所の中心を測定機の回転軸に 十分に一致するように心出し調整を行う必要があります。 回転軸に対する対象物の軸の傾斜は、測定する箇所の横断面が楕円として現れる原因と なるため、対象物の軸を回転軸に十分に平行に調整する必要があります。 偏心補正機能がある測定機の場合 φ φ 傾きによる誤差μ φ 真円度誤差"μ φ θ φ φ D φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ 偏心量（μ " ） D 図"："偏心量と真円度誤差 e 傾き 図"："傾きと楕円誤差 精密測定機器の豆知識 43 ■ 真円度測定機 ■ 幾何偏差の定義及び表示 ■ 製品の幾何特性仕様（）̶幾何公差の表示方式̶形状、姿勢、位置及び振れの公差表示方式 ■フィルタのカットオフ値の違いによる真円度の値の差 ■測定記録図形に含まれる山成分 フィルタのカットオフ値が異なると真円度値にも大きく影響するので、使用用途に適した フィルタを設定する必要があります。 測定記録図形 振幅 ゜ フィルタなし ゜ ゜ 角度 ゜ 1山/回転の成分 測定機の回転中心に対する測定対象物の偏心量の大きさに起因 心出し調整次第で同じ測定対象物においても山回転成分の大きさは変化 心出し調整次第で同じ測定対象物においても次ハーモニックの大きさは変化 低域フィルタ ゜ ゜ 振幅 ゜ 角度 ゜ 山回転 山回転 山回転 2山/回転の成分−楕円成分 山回転 ①測定対象物を測定機にセッティングする際、水平出し調整が十分でない場合 ②測定対象物が加工段階で加工機の回転軸に正確に取り付けられていなかったりした場合の振れ回りによる ③ピストンなどのように測定対象物自体が設計上楕円形状に加工されている場合 帯域フィルタ ゜ 山回転 山回転 ゜ 振幅 ゜ 角度 ゜ 山回転 3∼5山/回転の成分 測定対象物の保持に起因 ①測定する際に三爪チャックを使用して締め付けが強すぎて変形する場合。軟物質や薄肉部品などを測定する際に注意が必要 ②部品加工時のチャックの影響により、チャックから部品を取り外したときに内部に溜まった応力が解放され変形する場合 ■真円度の評価方法 半径法によって真円度を評価するには、 その中心を明確に定義する必要があり、評価方法 として以下の4つがあります。 MZC最小領域中心法 測定図形に対して、偏差の二乗和が最小となる円を 一つ当てはめ、その円の中心座標位置を測定図形 の中心と考え、 これに同心で測定図形に内接および 外接する二円の半径差を真円度とする方法 測定図形を挟む二円の同心円の半径差が最も小さ くなるように二円の中心座標の位置を探し出し、 この 中心座標を測定図形の中心と考え、 このときの二円 の半径差を真円度とする方法 ""で規定されている方法 真円度の値を示すときの記号 角度 ゜ ゜ ゜ 真円度の値を示すときの記号 ゜ 振幅 LSC最小二乗中心法 ゜ 振幅 ゜ ゜ !" 角度 ゜ 5∼15山/回転の成分 Δ Δ ! 加工方法並びに加工工程などにおける不安定要素に起因 ゜ MCC最小外接円中心法 ゜ 振幅 ゜ MIC最大内接円中心法 角度 ゜ 測定図形に内接する円を決定し、その円の中心を測 定図形の中心と考え、それと同じ中心を持ち、測定図 形に外接する円を描き、二つの円の半径差を真円度 とする方法 真円度の値を示すときの記号 真円度の値を示すときの記号 ゜ 振幅 測定図形に外接する円を決定し、その円の中心を測 定図形の中心と考え、それと同じ中心を持ち、測定図 形に内接する円を描き、二つの円の半径差を真円度 とする方法 ゜ ゜ 角度 ゜ 15山/回転以上の成分 Δ 加工機のビビリ、チップ刃具、潤滑油や部品自体の材質材料に起因 振幅 ゜ ゜ ゜ 角度 ゜ ゜ ゜ ゜ 振幅 Δ 角度 ゜ 44 精密測定機器の豆知識 精密測定機器の豆知識 硬さ試験機編 反発式ポータブル スポンジ、ゴム、プラスチック ポータブル︵押込み式︶ ショア ブリネル ロックウェルスーパーフィシャル ロックウェル ビッカース 材 質 ウェハー 微小表面材料特性 微小︵ビッカース︶ 硬さの種類 ■硬さの種類と硬さ試験機の選定基準 超硬合金、セラミックス（切削工具） 鉄鋼材料（熱処理材、原材料） 非鉄金属材料 プラスチック 砥石 鋳物 スポンジ、 ゴム 形 状 薄板（安全カミソリ、金属箔） 薄膜、 メッキ、塗装、表面層（窒化層） 小形部品、針状部品（時計、ミシン針） 大形の試料（構造物） 金属材料の組織（多層合金の相別の硬さ） プラスチック板 スポンジ、 ゴム板 検査、判定 材料の強さ、物性 熱処理過程 浸炭硬化層深さ 脱炭層深さ 炎、高周波焼入れ硬化層深さ 焼入れ性試験 溶接部の最高硬さ 溶接金属の硬さ 高温硬さ（高温特性、熱間加工性） 破壊じん性（セラミックス） ※●：適している。 ▲：やや適している。 ■硬さの定義 （1） ビッカース硬さ （2） ヌープ硬さ ヌープ硬さは、対稜角が172° と130° の横断面が菱形のダイヤモ 30 ′ ンド四 角 錐に試 験 力Fを加えて試 料に押し込んだ後、圧 子を取り 去ったときのくぼみの長い方の対角線長さd（mm）から計算される くぼみの投影面積A（mm2）で試験力を割った値です。なおヌープ硬 さは微小硬さ試験機のビッカース圧子をヌープ圧子に交換するこ とにより測定できます。 ビッカース硬さは、任意の試験力で試験できる最も応用範囲の広 い試験方法です。特に9.807N以下の微小硬さの応用分野は非常に 多くなっています。ビッカース硬さは、ダイヤモンド正四角錐（対面 角θ＝136度）に試験力（ F N）を加えて試料に押し込んだ後、圧子を 取り去ったときのくぼみの対角線長さd（2方向の平均、mm）から計 算される圧子と試料との接触面積（ S mm2）で試験力（ F N）を割った 値です。 kは、定数（1/g=1/9.80665） θ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ： ： （3） ロックウェルおよびロックウェルスーパーフィシャル硬さ ビッカース硬さの誤差は次の式でえられます。なおΔd1は顕微鏡 の誤 差、Δd2はくぼみ読み取りの誤 差、aは圧 子 先 端の対 向 面に よって生じる稜線の長さ、 Δθの単位は度です。 ロックウェルおよびロックウェルスーパーフィシャル硬さは、ダイヤ モンド圧子（先端の円錐角120度、先端の曲率半径0.2mm）または球 圧子（鋼球又は超硬合金球）を用いて、まず初試験力を加え、次に試 験力を加え、再び初試験力に戻したとき、前後2回の初試験力におけ る圧子の侵入深さの差h（μm）から硬さ算出式で求めます。初試験力 が98.07Nのときロックウェル硬さといい、初試験力が29.42Nのとき ロックウェルスーパーフィシャル硬さという。なお圧子の種類、試験 力および硬さ算出式の組合せに固有の記号を設けてスケールといい ます。なおJISではスケールまたは硬さについて規定しています。 Δ Δ Δ − ≒ − − − − − × Δθ Δ 精密測定機器の豆知識 ： ： ：定数 45 ■ビッカース硬さと試料最小厚さの関係 硬さ記号 試料の最小厚さ ビッカース硬さ 2000 1000 ＝ ＞ ≒ ：試料の厚さ ：対角線の長さ ：くぼみの深さ 試料厚さ： 試料硬さ： 試験力：（） 対角線長さ： 9.807×10−3 0.002 0.003 0.005 19.61×10−3 29.42×10−3 49.03×10−3 0.01 98.07×10−3 0.02 0.03 0.05 0.1961 0.2942 0.4903 0.1 0.9807 0.2 0.3 0.5 1.961 2.942 4.903 9.807 0.002 0.003 0.005 0.01 0.02 0.03 0.05 0.1 0.2 0.3 0.5 〔例〕 0.001 0.001 0.1 50 30 20 4.903×10−3 0.01 0.02 0.03 0.05 500 300 200 100 HV0.0005 くぼみの対角線長さ 0.001 0.002 0.003 0.005 0.2 0.3 0.5 1 2 3 試験力 1 1 2 3 5 2 10 19.61 29.42 49.03 98.07 20 30 50 196.1 294.2 490.3 ■ロックウェル/ロックウェルスーパーフィシャル硬さと試料最小厚さの関係 試料の最小厚さ 試料の最小厚さ 試料の最小厚さ T T T （mm） （mm） （mm） ロックウェル硬さ ロックウェルスーパーフィシャル硬さ ロックウェル硬さ ■ロックウェル硬さの種類 スケール A D C F B G H E K L M P R S V 圧子 ダイヤモンド 直径1.5875mm球 直径3.175mm球 直径6.35mm球 直径12.7mm球 試験力（N） 588.4 980.7 1471 588.4 980.7 1471 588.4 980.7 1471 588.4 980.7 1471 588.4 980.7 1471 ■ロックウェルスーパーフィシャル硬さ試験機の種類 用途 超硬合金、 薄鋼板 肌焼鋼 鋼（100HRB以上∼70HRC以下） 軸受けメタル、焼鈍銅 黄銅 硬アルミ合金、 ベリリウム銅、 リン青銅 軸受けメタル、砥石 軸受けメタル 軸受けメタル スケール 15N 30N 45N 15T 30T 45T 15W 30W 45W 15X 30X 45X 15Y 30Y 45Y プラスチック、 鉛 プラスチック 46 圧子 ダイヤモンド 直径1.5875mm球 直径3.175mm球 直径6.35mm球 直径12.7mm球 精密測定機器の豆知識 試験力（N） 147.1 294.2 441.3 147.1 294.2 441.3 147.1 294.2 441.3 147.1 294.2 441.3 147.1 294.2 441.3 用途 浸炭、 窒化等 の鋼の薄い表面硬化層 軟鋼、 黄銅、青銅等の薄板 プラスチック、亜鉛、 軸受け合金 プラスチック、亜鉛、 軸受け合金 プラスチック、亜鉛、 軸受け合金 精密測定機器の豆知識 振動計測機器編 ■振動関連用語の説明 ■振動図表 振動ピックアップ・振動計測機器について、重要なパラメータを以下に解説します。 使用方法の図解 d：変位（mm）片振幅 v：速度（cm/s） G：加速度（980cm/s2） f：振動数（Hz） ft：変位と加速度が与えら れたときの振動数（Hz） ①振動数（Frequency） 単位：Hz（ヘルツ） 記号：f 振動体が１秒間に繰返し運動する回数を言います。また逆数を周期（T）と 言います。T=1／（秒） なお振動数は、周波数と表される場合もあります。 f 回 転 体の振 動を扱う場 合、回 転 数（rpm：1分 間に廻る回 数、revolution per （rpmは、非SI単位。SI単位：min−1。） minutes）と振動数の関係は、次の通りです。 例】1200rpm ÷ 60秒 ＝ 20Hz 1200回転は、 20Hzです。 ②変位（Displacement）単位：ｍ、ｍｍ、μｍ 記号：D, d 振動体が基準位置（主として静止時の位置）に対して動いた距離を言います。 カタログ表記例） 0.001∼19.99mm p-p d=D sinωt D 2D t T＝1／（秒） f 単に振幅という場合はDを指します。しかし、従来からの習慣で2Dを用 いて両振幅とする場合が多いです。 片振幅 D 0-P（zero to peak） 両振幅 2D P-P（peak to peak） ●v-f-dの関係 ③速度（Velocity）単位：ｍ/s 、cｍ/s 、ｍｍ/s 記号：V, v 振動体が繰返し動く速さで、変位が単位時間に変化する割合を言います。 カタログ表記例） 0.001∼19.99cm/s o-p d V ＝ Dsinωt dt ●速度測定のメリット 設備診断に多く用いられるパラメータで、構造物の疲労破壊と密接に関連しています。 ISO規格では、振動の激しさ（シビアリティ）を規定するパラメータとして取扱われています。 ④加速度（Acceleration）単位：ｍ/s 2、cｍ/s 2、ｍｍ/s 2 d2 dv 記号：A ，a 振動ピック アップの・・・ ・・・使用分野? ・・・用途? 産業機械 工作機械 ●加速度測定のメリット 動的破壊を取扱うパラメータとして有効とされており、特に高速で回転 している回転体の破壊や故障に対する取組みとして広く利用されています。 高速回転 機械 内燃機関 ■振動ピックアップの選定ポイント 運動状況の モニタ異常 振動監視 設備診断 高 加速度 低 航空・宇宙 （エンジン等の機械振動の計測） 歯車やころがり軸受を使用した回転・往 復運動に起因する振動とその高調波の 圧電型加速度ピックアップ・振動計 広い振動領域の測定を目的とする場合。 特にベアリングの評価には 被測定物の振動数特性に影響しない振 高周波特性（10Hkz）は必要。 動ピックアップの大きさが必要な場合。 すべり軸受を使用した回転運動に 起因するアンバランスやカップリン 動電型速度ピックアップ・振動計 グの異常の測定が目的の場合。 定常状態の振動監視を目的とする場合。 非接触型変位ピックアップ・振動計 回転軸を非接触で測定することを目的とする場合。 ケーシングの振動を測定する場合。 主に動電型速度ピックアップ・振動計 比較的低振動数を速度・変位で測定する場合。 発電所 異常振動 タービン 監視 発電補機類 加速度ピックアップの応用例 ＿ 身近なものから宇宙まで ＿ 目的に適した 振動ピックアップ・振動計 ・・・仕様に関する要求事項? カタログ表記例） 0.01∼199.9cm/s2 o-p 船舶（動力） ●d-G-ftの関係 ■振動ピックアップと振動計測機器の機種選定ポイント 速度が単位時間に変化する割合を言います。 a ＝ dt ＝ dt2 Dsinωt ●v-f-Gの関係 ※ 振 動 図 表を用いて 2 つ のパラメー タから他の 不 明なパラメー タの大 きさを求めることがで きます。 サーボ型加速度ピックアップ・振動計 輸送機械 安全評価 自動車・船・ 乗り心地 航空機 評価 DANGER 車両の走行実験 （エンジン、走行性能、乗り心地、 積載物への影響） スポーツ用品の開発・検査 （ラケット・ヘルメット） 公害振動の計測 （鉄道、道路、 土木工事、工場） 安全・公害（手持ち工具の振動検査） 設備診断 （プラント配管の漏液、回転機械の異常） 建築物の制振、 免振、検査、 診断 輸送関係の振動モニタ 地質調査 動剛性評価 耐震設計データ 建築物 環境測定 耐震診断 地盤振動 地震観測 公害振動調査 機械基礎調査 50Hz以下の低振動数が主な測定範囲であ 動電型速度ピックアップ・振動計 り、振動レベルも数Gal以下まで精密に測定 することが必要な場合。 （１m/s2＝100Gal） サーボ型加速度ピックアップ・振動計 研究開発 動剛性・ 振動数 特性評価 全振動数領域のピックアップが必 圧電型加速度ピックアップ・振動計 要な場合、目的に応じて複数のピッ 動電型速度ピックアップ・振動計 クアップの選択が必要。 機器の運動制御を目的として使用 サーボ型加速度ピックアップ・振動計 する場合。 各種 振動試験 機器の保護、インターロック （ハードディスクのヘッド保護） サーボ 振動ピックアップ サーボ型加速度ピックアップ 圧 電 圧電型加速度ピックアップ 動電型速度ピックアップ 動 電 非接触型変位ピックアップ 1 10 振動数 Hz 100 1000 大きさより出力感度を優先し、低振 サーボ型加速度ピックアップ・振動計 動数領域の測定を目的とする場合。 ピックアップ 低 振動数 高 10000 精密測定機器の豆知識 非接触 47 圧電型加速度ピックアップ（超小形） ・振動計 大型 構造物 発電設備の監視、保守 超精密加工 （発電所∼送電∼変電） （半導体の露光ライン） 地震計、地震観測 0.1 動電型速度ピックアップ（小形） ・振動計 高周波、騒音レベルの測定を目的とする場合。 車両の安全、 信頼性向上 （エアバッグ、 トラクションコントロール） 原子力発電の耐震検査 DC 低速振動の測定を目的とする場合。 ポータブル振動計 （グランドノイズメータ） 振動監視装置 V405、407 AVT-103/104 AVR-145L V311TE、TB、SB、TF V301SS、TA、TB、SB、TC、TD V331TB V238J、V231、V233、V237L V240M、V242T U1-FH、U1-FH-S、U1-FMA、 V235B、V241、241M、241T、 （L1）、 （L2） V241GV（H）、 V462B-8、MX AVT-CZ、 AVT-3000DZ、 AHV-1000AZ AVR-145Z AVT-B2、 AHV-1000BU、 AHV-11A AVR-145、150 ̶ AVR-145X 地震観測機器編 ■地震の基礎知識 ■地震関連用語の説明 地震は地下の地殻の破壊による断層の発生によって引き起こされ た弾性波が、地中を伝播して地表を振動させる現象です。この地殻 の破壊による振動は、震源から各方向に向かって地中の岩盤内を 地震の進行方向と同方向に進行する粗密波 （P波：Primary Wave）と、 進行方向と直角に振れながら進行する横波（S波：Secondary Wave） とがあります。 これらの波の性質からP波のほうが早く伝わり、S波はP波より遅れ て進行しますが、S波の振幅は一般的にP波より大きいため、被害を おこすのはこのS波であるといわれています。 図１を例にとると、最初の2∼3秒間の小さな振幅部分がP波であり、 次の急激に振幅が増加した点からがS波になります。 ガル（Gal） 加速度の単位cm/s2、 ガリレオの名にちなんだ単位 震度 ある場所の地震動の強さを表したもの。日本では気象庁震 度階級は0から7まで10階級定めている。従来は体感により 決めていたが現在は地震計による計測を導入。 マグニチュードは小さくても震源近くでは震度は大きくなる。 SMAC型強震計 日本で強震観測に使われている代表的な加速度地震計。 強震測定委員会（Strong Motion Accelerometer Committee）の 頭文字から名称が決まった。 マグニチュード 地震そのものの大きさ（規模）を定量的に表す尺度である が、定義は何種類かある。気象庁から発表される日本付近の 浅い地震のマグニチュード（M）は、M＝logA＋logΔ−0.83 ただし、Aは最大地震動振幅［μm］、Δは観測点の震央距離 ［km］の式で決める。マグニチュードは大きくても震源から 加速度波形 遠い地点の震度は小さい。 地震波の進行方向 P波 ※商品の仕様欄で、感度方向 として（ Z 上下）方向を備えて いる場 合には、P波 検 知に適 しています。また、感度方向 としてX、Y（ 水 平 ）方 向を備 えている場 合には、S波 検 知 に適しています。 S波 変位波形 P P波、S波のモデル 平成7年 兵庫県南部地震の波形 ■用途と機能からの選定 用途 ■気象庁震度階「新旧対比」概略早見表 制御用 地震計 表示用 地震計 計測 震度計 参考加速度 強震計 工場設備の緊急遮断 貯水タンクの緊急遮断 高圧ガス、燃料タンク等の緊急遮断 発電所等の電源、送電の遮断 OA機器の記憶装置の保護回路起動 変圧器の保護回路の起動 鉄道等の警報、非常停止 高層ビル等の地震、風に対するモニタ ダム、橋梁、河川堤防の地震防災モニタ 自治体の地域防災 集合施設での避難・誘導 保全・保守マニュアルとの連携 小・中域の地震観測ネットワーク 計測震度 （t：1sec.） 0.54 0.7 0.9 1.5 1.7 2.3 2.7 3.2 3.5 3.7 4.3 4.4 4.7 4.9 5.0 5.4 5.4 5.7 5.9 6.0 6.1 6.1 6.4 6.4 機能 最大加速度表示 最大速度表示 相当震度表示 計測震度表示 ＳＩ値表示 地震波形収録 警報出力 制御出力 感度方向 S 水平 水平/上下 （機種によって異なる） 全方向 直交 ３方向 直交 ３方向 48 精密測定機器の豆知識 6.9 震度階 旧震度階 （体感） 0 0 1 1 2 3 2 3 4 4 5弱 5 5強 6弱 6強 7 6 6以上で 7 破壊現象から 加速度 （Gal） 0.6 0.8 1 2 2.5 5 8 15 20 25 50 60 80 100 110 180 190 250 320 340 380 400 580 600 事後判定 1,000 備考： 計測震度は、地震波の振動数および継続時間により異なりますの で実際の地震とは若干の違いが生じます。 加速度と計測震度の関係については、直接の対応関係にはなく、あ くまでもめやすとしてご利用ください。 精密測定機器の豆知識 三次元測定機編 下記は、JIS の一部抜粋です。 ■三次元測定機の性能評価方法 三次元測定機の性能評価として、2003年にJISが改訂になりました。 この新規格では、従来の検査項目に加え、スキャニング測定や、ロ ータリーテーブルの規格が追加になっています。 また、 「不確かさ」 の考え方も盛り込まれるようになっています。2003年時点で、表1の 通り規格化がされています。 表1 JIS B 7440 （2003） シリーズ 1 2 3 4 内容 用語 寸法測定 ロータリーテーブル付三次元測定機 スキャニング測定 JIS規格No. JIS B 7440-1（2003） JIS B 7440-2（2003） JIS B 7440-3（2003） JIS B 7440-4（2003） 時期 2003/4 2003/4 2003/4 2003/4 ■最大許容指示誤差 MPEE【JIS B 7440-2（2003） 】 寸法標準器を用いて、指定された長さの両端を挟み込む形で、図 1 の 7 方向各 5 試験長さ測定を 3 回 繰返し行います。それによって得られた105個の長さ測定の不確かさを含む結果すべてが、製造業者 の示した規格値よりも小さい場合、その三次元測定機の性能が検証されたことになります。 このとき、 最大 5 個までは規格値を超えても構いませんが（同じ位置における 3 回の測定内での 2 つの NG は 不可）、その場合には、その箇所をさらに10回繰返して測定を行い、10回全ての不確かさを含む結果 が規格内であれば合格となります。最大許容指示誤差で考慮しなければならない不確かさは、 「寸法 （この 2 つを 標準器の校正の不確かさ」 と 「寸法標準器のアライメント方法による不確かさ」の 2 つです。 合成した拡張不確かさを全試験結果に加えた値が、規格値以下でなければなりません。 ） この規格は、 マイクロメートル（μｍ）を単位として、以下3つのうちのどれかで表します。 ¹ º » MPEE＝A＋L/K≦B MPEE＝A＋L/K MPEE＝B 図1 最大指示誤差測定方向 A ：製造業者によって提供される定数（μm） K ：製造業者によって提供される無次元の定数 L ：測定された長さ（mm） B ：製造業者によって示された規格の上限値（μm） ■最大許容プロービング誤差 MPEP【JIS B 7440-2（2003）】 検査用標準球上の目標点（図 2：25点）を測定し、その全ての測定点から、最小二乗球の中心を計算 します。 さらにその25 の測定点に対して、最小二乗球の中心からの距離Rをそれぞれ計算し、Rmax − Rmin を求め、その値に「スタイラスチップの形状の不確かさ」と「検査用標準球の形状の不確かさ」を 合成した拡張不確かさの値を加えた値が、規格値以下であれば、合格となります。 22.5゜ 22.5゜ a 22.5゜ 22.5゜ 22.5゜ ■最大許容スキャニングプロービング誤差 MPETHP【JIS B 7440-4（2003） 】 スキャニングプローブ搭載時の精度規格です。JIS B 7440-2（2003） で初めて規格化されました。検査 基準球の指定4断面をスキャニング測定し、4断面全ての測定点を用いて計算した最小二乗球中心に と4 断面全ての測定点を用いて計算した最小二乗球の 対して、 全測定点の存在する範囲（図3-Ａ寸法） 中心を基準にした時、校正された基準球半径値と最大測定点との距離もしくは最小測定点との距離 と 「検査用 で大きい方（図3-B寸法）を計算し、それぞれの値に「スタイラスチップの形状の不確かさ」 標準球の形状の不確かさ」を合成した拡張不確かさの値を加えた値が、両方とも規格値以下であれ ば、合格となります。 図2 最大許容プロービング誤差 測定目標点 図3 最大許容スキャニングプロービング誤差測定目標断面と評価の考え方 ■最大許容回転軸半径方向誤差 MPEFR・最大許容回転軸接線方向誤差 MPEFT・ 最大許容回転軸軸方向誤差 MPEFA【JIS B 7440-3（2003）】 ロータリーテーブル上に図 4 のように 2 本の基準球を設置し、0° および＋方向へ 7 箇所、−方向に 7 箇 所の合計15位置にロータリーテーブルを回転させ、2つの基準球の中心座標をそれぞれ測定します。 このとき、基準球中心座標の半径方向成分・接線方向成分・回転軸軸方向成分それぞれのバラツキ （範囲）＋基準球の形状の不確かさの値が、規格値以下であれば、合格となります。 精密測定機器の豆知識 49 図4 ロータリーテーブル付 三次元測定機の評価 精密測定機器の豆知識 No.R284④ 2010 年 3 月発行 発行：株式会社ミツトヨ 川崎市高津区坂戸1-20-1 〒213-8533 精密測定機器の豆知識 本社 川崎市高津区坂戸 1-20-1 〒 213-8533 お問い合わせは 東北営業課 北関東営業課 南関東営業課 甲信営業課 東海営業課 関西営業課 中四国営業課 西部営業課 仙台市若林区卸町東 1-7-30 〒984-0002 電話 (022) 231-6881 仙台オフィス 電話 (022) 231-6881 秋田オフィス 電話 (018) 887-3830 宇都宮市平松本町 796-1 〒321-0932 電話 (028) 660-6240 宇都宮オフィス 電話 (028) 660-6240 つくばオフィス 電話 (029) 839-9139 新潟オフィス 電話 (025) 281-4360 さいたまオフィス 電話 (048) 667-1431 川崎市高津区坂戸 1-20-1 〒213-8533 電話 (044) 813-1611 川崎オフィス 電話 (044) 813-1611 東京オフィス 電話 (03) 3452-0481 富士オフィス 電話 (0545) 65-7008 諏訪市中洲 582-2 〒392-0015 電話 (0266) 53-6414 諏訪オフィス 電話 (0266) 53-6414 上田オフィス 電話 (0268) 26-4531 安城市住吉町 5-19-5 〒446-0072 電話 (0566) 98-7070 安城オフィス 電話 (0566) 98-7070 名古屋オフィス 電話 (052) 741-0382 四日市オフィス 電話 (059) 350-0361 浜松オフィス 電話 (053) 464-1451 大阪市住之江区南港北 1-4-34 〒559-0034 電話 (06) 6613-8801 大阪オフィス 電話 (06) 6613-8801 金沢オフィス 電話 (076) 239-1807 神戸オフィス 電話 (078) 924-4560 東広島市八本松東 2-15-20 〒739-0142 電話 (082) 427-1161 東広島オフィス 電話 (082) 427-1161 岡山オフィス 電話 (086) 242-5625 福岡市博多区博多駅南 4-16-37 〒812-0016 電話 (092) 411-2911 福岡オフィス 電話 (092) 411-2911 霧島オフィス 電話 (0995) 48-5842 ファクス (022) 231-6884 郡山オフィス 電話 (024) 931-4331 ファクス (028) 660-6248 伊勢崎オフィス 電話 (0270) 21-5471 ファクス (044) 813-1610 厚木オフィス 電話 (046) 226-1020 ファクス (0266) 58-1830 ファクス (0566) 98-6761 小牧オフィス 電話 (0568) 74-7261 ファクス (06) 6613-8817 栗東オフィス 電話 (077) 552-9408 ファクス (082) 427-1163 ファクス (092) 473-1470 M3 Solution Center …商品の実演を通して最新の計測技術をご提案しています。事前に弊社営業課にご連絡ください。 UTSUNOMIYA 宇都宮市下栗町 2200 〒321-0923 電話 (028) 660-6240 ファクス (028) 660-6248 TOKYO 川崎市高津区坂戸 1-20-1 〒213-8533 電話 (044) 813-1611 ファクス (044) 813-1610 SUWA 諏訪市中洲 582-2 〒392-0015 電話 (0266) 53-6414 ファクス (0266) 58-1830 ANJO 安城市住吉町 5-19-5 〒446-0072 電話 (0566) 98-7070 ファクス (0566) 98-6761 OSAKA 大阪市住之江区南港北 1-4-34 〒559-0034 電話 (06) 6613-8801 ファクス (06) 6613-8817 HIROSHIMA 呉市広古新開 6-8-20 〒737-0112 電話 (082) 427-1161 ファクス (082) 427-1163 FUKUOKA 福岡市博多区博多駅南 4-16-37 〒812-0016 電話 (092) 411-2911 ファクス (092) 473-1470 3 3 ※M Solution CenterのM（エムキューブ）は Mitutoyo, Measurement, Metrology の 3 つの Mを表しています。 計測技術者養成機関…各種のコースが開催されています。詳細は弊社営業課にご連絡ください。 ミツトヨ計測学院 川崎市高津区坂戸1-20-1 〒213-8533 電話 (044) 822-4124 ファクス (044) 822-4000 弊社商品は外国為替及び外国貿易法に基づき、 日本 政府の輸出許可の取得を必要とする場合があります。 製品の輸出や技術情報を非居住者に提供する場合は 最寄りの営業課へご相談ください。 ホームページ http://www.mitutoyo.co.jp お求めは当店で̶ ●外観・仕様などは商品改良のために、一部変更することがありますのでご了承ください。 ●本カタログに掲載されている仕様は 2010 年 3 月現在のものです。 163 1003 ④ E（CH） BU 118
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