XYテーブルの上に測定物を載せ、動かしながらレーザー変位計で測定物の形状を測定するのですが、測定物を過熱しながら測定するとき、できればふたをして、空気の対流を小さくし、測定物の温度を安定させたいのです。
 そこでガラスのふた(培養なんかで使われてるシャーレの様な感じ)などでふたをして、ガラス越しにレーザー変位計で測定したいのですが、ガラスを間に入れることにより屈折、反射により計測が難しいかと思われますが、ガラスの平面度、ガラスとレーザー光との垂直度、ガラスのコーティングにより計測は可能なのでしょうか?
 計測物はφ20mmの薄板。ふたの直径120mm、厚さ3~5mm。レーザー変位計の焦点距離30mm。欲しい測定値の精度は1/1000mmです。
 何かいい対策等ありましたらよろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

レーザ変位計の原理というのはいくつかあります.



以下は,「散乱光を三角測量」「直接反射光を三角測量」するようなタイプだと考えますと,

詳しくは,メーカの営業さんにでも聞いていただきたいのですが,

ガラスが間にはいると,光路長が変わりますが,
三角測量では干渉を利用しているわけではないので,
これ自体は関係ありません.
問題は,光線と角度をもった平行板ガラスが間にはいると,光線が屈折により,一定幅で,平行にシフトすると言うことです.
ただし,これは,板厚が一定であれば,そのシフト量も一定ですので,変位計として,「変位」を読むのであれば,無視できます.
ただ,場所によってガラスの板厚が変化する場合には,
そのシフト量も変化すると思いますので,注意が必要になるでしょうね.
(平行板ガラスとは,2つの面が平行ということで,普通の板ガラスです.)


キャリブレーションしてれば良いのでは?
どのみち1回はやりますよね?
キャリブレーションとは,測定物を実際に,動かしてみて,そのときのレーザ変位計の出力値をプロットし,
校正することです.

この回答への補足

メーカーに問い合わせたところ、普通に計測できるそうです。もちろんキャリブレーションが必要とのことです。FM-8様のおかげで予習ができ助かりました。ありがとうございました。

補足日時:2005/04/15 11:18
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この回答へのお礼

 解りやすい回答ありがとうございます。計測方法はFM-8様の言われる通り散乱光を三角測量するタイプです。板厚が一定であればできるとは思うのですが、いったいどの程度かわからず、ガラス屋さんに精度を上げることはできるが値段も上がると・・・まだ見積もり待ちの状態です。
一度メーカーに聞いてみます。

お礼日時:2005/04/15 09:48

原理的には可能ですが、実際に可能かどうかはそのレーザー変位計次第ですから、メーカーに相談して下さい。

この回答への補足

メーカーに尋ねたところ、大丈夫ですとのことでした。

補足日時:2005/04/15 11:16
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この回答へのお礼

 Attorney様の言う通りですよね。ついついここに頼ってしまいました。実際に同じようなことした人がやはったらなぁと考えていたのですが・・・

お礼日時:2005/04/15 09:50

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Aベストアンサー

どうも。お困りでしょうね!

 これって、たぶん、多くの超精密計測者共通の悩みだと思います。
ですから、正解は、あまり期待されると困るんですが・・・
とりあえず、ヒントだけでも。

まず、ステージの移動測定を10nmでするという場合には

 A)全ストロークで、10nmの総合誤差での測定を志向する場合
 B)ステップ送りの分解能が、10nm程度である事を測定する場合

の2つがあります。

 もし、A)が目標でしたら、一朝一夕には不可能です。

 温度、空気の屈折率・気圧、角度誤差、参照物体の複素屈折率、
測定用レーザの波長特性、動作速度による統計誤差、剛体のゆがみ・・・
もう、数え切れないほどの誤差要因が押し寄せてきます。

 工業試験場や、一部の民間企業でしか測定は困難ですから、素直に
丸なげしてしまうのが・・・早いやりかたかもしれません。
 でないと、まったくはじめから用意すると、数年がかりの仕事に
なってしまうかもしれません。 

 で、とりあえず、私の考えをまとめますと・・・


【1】概略の、総合誤差が知りたい時

 もし、ざっくり 10nmの総合誤差がでているかどうか?知りたいの
でしたら、以下の案などいかがでしょうか?

案1-1:比較法
  10nmが出ている、ステッパステージなどを借りてきて
それを原器とする。
 差動計測タイプのレーザ測長装置を、被検ステージと原器ス
テージの間にもうけ、それをそれぞれたとえば、1mm
動かしたとき、差が0であることをもって、10nm以下が出て
いるとする


案1-2:リミットスイッチ法
 10nm以下の再現性がある計測装置を、リミットスイッチとして
とりつけて、毎回移動させて、再現性を、いろいろな場所でみる。
 たとえばSTMヘッドを所定の位置に、「リミットスイッチ」のように
とりつけ、トンネル電流を毎回はかる。ただしオーバーシュートしない事
が前提。
 他に考えられるスイッチとしては
  光ピックアップ
  差動トランス(電気マイクロ)
 などがあるでしょう。

案1-3:SPM法
 ステージを、たとえば、とても大きなSTM装置だと思ってしまう
わけです。
 適当に研磨した、シリコンをステージ上に置いて、それを固定した
STMヘッドで観察するわけです。
 STMで見たシリコン表面は、リニアエンコーダのパターンのように
特徴的でしょうから、1nm程度の再現性で、位置をチェックできる
ことでしょう。

案1-4 真空ステージならば、横や上から、SEMヘッドで静止位置
再現性を観察することも可能でしょう。。


【2】ステップ分解能計測でよい場合。

 また、ステップ分解能10nmが欲しいだけ場合は
10nm分解能の測長装置を作るのがよいかと思います。

案としては

案2-1 ヘテロダイン干渉計のヘテロダイン部を、自作してみる。
たとえばスペアナ型の自己相関回路やPLL回路を作ってみる。
 市販品は、測定速度を得るために、分解能をぎせいにしているところ
があるんで、自作で、多少よくなる。
 たぶん、12bit分解能が得られるので
 λ/2/4096~0,1nmまでは、なんとかいく。


案2-2 反射ファイバー法
 いわゆるフォトニックセンサーを高いゲインで作る方法です。
作りこめば、だいたい数ミクロンの範囲を、1nmくらいの分解能で
計測可能にいくと思います。


案2-3 静電容量を測る
 いわゆる、静電容量測定式距離センサーを自作して、インピーダンス
より距離変化を求めます。10nmは、比較的簡単に得られるでしょう。


 ほかにもあるかもしれませんが・・・
とりあえず今考えツクのはこんな所でした・・・

どうも。お困りでしょうね!

 これって、たぶん、多くの超精密計測者共通の悩みだと思います。
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 A)全ストロークで、10nmの総合誤差での測定を志向する場合
 B)ステップ送りの分解能が、10nm程度である事を測定する場合

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Aベストアンサー

私、イベント会社に勤務しております。

文部科学省や東京都関連の学会等にも携わっておりますが、私はいつも参考URLの会社から映像機材を借りています。
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※電池で使うレーザーポインタはどこも製造を打ち切っていますが、AC電源の物は野球場では使えないのでまだ扱っているかもしれません。定かではありませんが・・・・

参考URL:http://www.kowanet.co.jp/

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内部抵抗の測定を行うときに被測定用の電圧計電流計M2にフルスケールの1/2の電流を流して、その時のM1の電圧を測るですが、なぜ1/2の値まで電流を流すのでしょうか?さっぱりわかりません…

-----------------
|     |      |
|     |       RL
↑E   M1     |
|     |       |
|     |      M2
|     |       |
-----------------
M1…測定用電圧計
M2…被測定用電圧計or電流計
RL…外部抵抗
E…電源

Aベストアンサー

ヒステリシス特性の直線部分を使うために、1/2の部分が適切だからでしょう。
また、この部分の誤差を最小にするのが目的でもあります。

ヒステリシス特性がどの範囲でも直線ならば流す電流は特に指定する必要は無いと考えます。

なお、M2は電流計であって、電圧計ではないです。(磁力線の強さは電流に比例します)

Q昔流行っていた(?)小さいレーザーポインタって、もう売ってないの?

2,3年前だと思うのですが、ガチャガチャとかで売っていた、「小型レーザーポインタ」ってもう、販売してないんでしょうか?目への影響が問題となったのは、知っておりますが、職業柄、あれくらい小さいポインタを常に携帯できればいいなと思っています。
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よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

御徒町のガードの下のアメ横のへそってとこで、キーホルダーになったの売ってました。
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400円だったかな・・・
かなり小さいですよ。
直径7mm長さ20mmぐらいでした。

Q電流計についてなのですが、画像の問題を読むと 回路の電流を測定するために電流計をつけた。それによる測

電流計についてなのですが、画像の問題を読むと

回路の電流を測定するために電流計をつけた。それによる測定回路の抵抗の変化分を補償するために直列に抵抗Rをつけた

と書いてあるのだと思うのですがなぜ抵抗Rをつけるのでしょうか。
元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけてそれによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだからわざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

電流計の耐電圧の関係かなと思いましたがそのような事も書いてありませんし、なぜわざわざ減った抵抗値を増やすような事をするのでしょうか。

Aベストアンサー

>元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
>それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
>この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
>わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないですが、
設問に対しては「そういう前提」と解釈して解答するだけですね。
「その理由がわからないと解答できない」ってわけじゃないですし。

で、「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」意味ですが、
例えば、実験目的で電流値をいろいろ変え、追従してRs値交換し、電流値を記録し
a,b端子間の電圧降下を算出する場合などは、一定値の方が都合がいいように思います。
計算式が1つで済むので。
そうでないと(測定時のRs値によって)計算式を変える必要がありますよね。
組合せが増えれば作業も手間だし間違える可能性も出てくるし検証も複雑になる。


「一定にする」のと「少しでも小さくする」のは両立できず、一長一短です。
どちらを取るかは状況や価値観によります。本設問では「一定にする」と読めます。

電流計はrg=0オームで回路に影響与えないのが理想なんですが、
回路のエネルギーを横取りするので、現状、どういう方法でも元の回路に影響を与えます。
(クランプ式の電流計も)
少しでも0に近い方が、それによる測定誤差はより小さくなり、望ましいのですが
素の電流計 rg 以下にはできません。誤差の要因は他にもあります。
「測定誤差はこれくらいは許容」前提な測定を行うことはママあります。

>元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
>それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
>この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
>わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないで...続きを読む

Qレーザーマウスのポインタだけ動かない

NECのノートパソコンに付属していたレーザーマウスを使っているのですが
右クリック、左クリック、スクロールはするのですがポインタを移動することができません。
マウスの電池交換、PCの再起動してみましたが変わりません。

そういえば、確か裏のレーザーの部分から赤い光が出てたような気がするのですが、
いつのころからかその光も出ていません。
他にPCもないのでマウスの故障か確認することもできません。

故障でしょうか。

Aベストアンサー

レーザーに限らず、光学式は光が見えないものもあります。(レーザーか否かは必ずしも関係ありません) 
ポインターが動かない場合ですが、マウスの置き場所によっては確かにポインタが動きにくいことがあります。でも全く動かないことは非常に少なく、多分今まで動いていたのでしょうから、マウスの故障の可能性が高いです。故障なら修理よりは買い換えですから、近くの家電店等で手頃なマウスを買う、というのが適当かと思います。今の状態ではマウスは使えないでしょうから、その方が良いのでは、と思います。
そのマウスを家電店等に持参すれば店頭にあるPCで試してくれるかもしれませんが・・・。

Q物理の初歩的な質問です。変位についてですが、参考書に変位についての説明

物理の初歩的な質問です。変位についてですが、参考書に変位についての説明が次のように書かれていました。
人がある道筋を通って点oから点aまで移動したとすると、このときの変位はベクトルoa→で表される。点oから点aまで移動する時いくつかの道筋がある場合、どの道を通っても、変位ベクトルoa→の大きさ向きは変わらない。と、ありますが、
変位というのは位置の変化すなわち距離も表しているので、もしこの道筋が2種類あるとすれば変位ベクトルは2種類あるのではないでしょうか?グラフ上でも位置の変化は移動した距離と定義されているので、疑問に思います。変位とは位置の変化のことで移動の向きと距離を表すベクトルであり距離だけではないということは承知ですが距離が違うので2種類あるかのように思います。途中経路も無関係のようですがなぜですか?距離は大きさでもあります。
曲がった矢印はベクトルではないことも承知です。
お願いします。

Aベストアンサー

「距離」には「直線距離」と「道のり」の二種類があるのはご存じですよね。

>> 変位というのは位置の変化すなわち距離も表しているので、

この「距離」は直線距離の意味ならOKです。まっすぐ測ります。

>> もしこの道筋が2種類あるとすれば変位ベクトルは2種類あるのではないでしょうか?

道筋の情報を捨てるのが変位の考え方です。強制的に道筋を「直線化」したものが変位
ベクトルです。人が移動している間、自分は居眠りしていたと考えてください。道筋には
興味がないんです。当然変位ベクトルからは道筋を復元できません。復元できなくても
困らないときにしか変位ベクトルは使いませんので大丈夫です。(No.3さんが詳しく書かれています)

>> グラフ上でも位置の変化は移動した距離と定義されているので、疑問に思います。

これはちょっとわかりません。横軸に時間をとったとき、縦軸は直線距離のときも道のりの
ときもあると思います。それともグラフではなく座標平面のことでしょうか。

>> 変位とは位置の変化のことで移動の向きと距離を表すベクトルであり
>> 距離だけではないということは承知ですが

その通りです。この「距離」は直線距離です。

>> 距離が違うので2種類あるかのように思います。
>> 途中経路も無関係のようですがなぜですか?

この「距離」は道のりです。先ほど述べた通り、敢えて二通りを区別しないのです。
区別したいときは変位ベクトルは使えません。

曲線的な動きを正確に表すには座標を時間の関数(数式)にして表現します。
例えば(x,y)=(t,t^2)は放物線状の動きです。
しかし正確でなくてもいいのなら矢印がたくさんつながった折れ線で表すこともできます。
スタートからゴールまでに使う矢印の本数を100本、50本、10本…と節約していき、
ついに1本になったときの「非常に大ざっぱな道筋」が変位ベクトルだと考えても良いです。
(実際は100本の矢印それぞれも変位ベクトルですが。)

「距離」には「直線距離」と「道のり」の二種類があるのはご存じですよね。

>> 変位というのは位置の変化すなわち距離も表しているので、

この「距離」は直線距離の意味ならOKです。まっすぐ測ります。

>> もしこの道筋が2種類あるとすれば変位ベクトルは2種類あるのではないでしょうか?

道筋の情報を捨てるのが変位の考え方です。強制的に道筋を「直線化」したものが変位
ベクトルです。人が移動している間、自分は居眠りしていたと考えてください。道筋には
興味がないんです。当然変位ベク...続きを読む


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