本申請引用2016年2月26日提交的日本專利申請第2016-36473號的包括說明書、附圖及權利要求書在內(nèi)的全部公開內(nèi)容。

本發(fā)明涉及一種測定探頭，特別涉及一種能夠保持高靈敏度并且以簡易的結構降低靈敏度的測定方向依賴性的測定探頭。

背景技術：

以往，提出了如日本特表平9-507918號公報(以下稱為專利文獻1)所示的測定探頭。該測定探頭具備：測針，其具有用于與被測定物接觸的接觸部；以及檢測元件，其對接觸部已與被測定物相接觸進行檢測。測針被兩個支承構件所支承，該兩個支承構件中的靠近接觸部的支承構件包括三個獨立的支承部，在該支承部分別安裝有檢測元件。即，在該測定探頭中，測針被兩個支承構件所支承，因此能夠以高靈敏度輸出觸及信號。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，在專利文獻1的測定探頭中，檢測元件為三個，因此針對固定的應變量的從檢測元件輸出的檢測信號會出現(xiàn)方向依賴性。也就是說，即使進行觸及信號的靈敏度校正，也需要用于該校正的校正表，從而變得復雜。另外，如果不進行校正，則存在無法消除靈敏度的方向依賴性的擔憂。

本發(fā)明是為了解決所述問題點而完成的，其課題在于提供一種能夠保持高靈敏度并且以簡易的結構降低靈敏度的測定方向依賴性的測定探頭。

用于解決問題的方案

本申請的第一發(fā)明涉及一種測定探頭，具備：測針，其具有用于與被測定物接觸的接觸部；探頭外殼，其能夠?qū)⑺鰷y針支承在軸心上；檢測元件，其能夠檢測該接觸部的移動；以及信號處理電路，其用于對該檢測元件的輸出進行處理，在該探頭外殼的軸向上具備容許所述測針的姿勢變化的多個支承構件，各支承構件呈旋轉(zhuǎn)對稱形狀，在該多個支承構件中的具備能夠變形的臂部的至少一個支承構件，四個所述檢測元件配置在四重對稱的位置，所述信號處理電路具備第一處理部，該第一處理部對該檢測元件的輸出進行處理，輸出表示所述接觸部在彼此正交的三個方向的各方向上的位移分量的三個位移信號，由此，解決所述問題。

在本申請的第二發(fā)明中，所述信號處理電路還具備：第二處理部，其用于輸出將所述三個位移信號合成所得到的合成信號；以及比較部，其用于將該合成信號的信號電平與規(guī)定的基準值進行比較，在該合成信號的信號電平為該規(guī)定的基準值以上時，所述信號處理電路輸出觸及信號。

在本申請的第三發(fā)明中，所述第一處理部具備：第一加法部，其用于將從四個所述檢測元件輸出的四個輸出全部相加；以及減法部，其用于對繞所述軸心相位彼此相差90度的兩個所述檢測元件的輸出分別減去與對應檢測元件繞所述軸心相位相差180度的檢測元件的輸出，所述第二處理部具備：平方部，其用于對所述三個位移信號分別進行平方；以及第二加法部，其用于將從所述平方部輸出的平方信號全部相加。

在本申請的第四發(fā)明中，所述第二處理部還具備平方根運算部，該平方根運算部用于運算所述第二加法部的輸出的平方根來輸出所述合成信號。

在本申請的第五發(fā)明中，所述第二處理部還具備乘法部，該乘法部用于對所述三個位移信號的信號電平乘以各自的規(guī)定系數(shù)。

在本申請的第六發(fā)明中，所述各自的規(guī)定系數(shù)是通過以下方式設定的：在設定第一基準值和第二基準值來作為所述規(guī)定的基準值的情況下，在所述合成信號從該第一基準值達到該第二基準值時對所述接觸部在所述三個方向上的位移量的差異進行校準。

在本申請的第七發(fā)明中，準備多個所述測針，按每個所述測針變更所述規(guī)定系數(shù)。

在本申請的第八發(fā)明中，所述信號處理電路在所述比較部的前級具備低通濾波器、高通濾波器或者帶通濾波器。

在本申請的第九發(fā)明中，在該接觸部從未被施加測定力的狀態(tài)的接觸部的基準位置起在任意方向上產(chǎn)生固定位移且在該任意方向上被施加固定的測定力時，所述信號處理電路輸出所述觸及信號。

在本申請的第十發(fā)明中，所述信號處理電路還在所述接觸部被施加向與所述軸向正交的方向的測定力時，按照所述測針的撓曲量對與所述軸向正交的位移量進行校正。

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠保持高靈敏度并且以簡易的結構降低靈敏度的測定方向依賴性的測定探頭。

通過下面的對優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的這些新特征和優(yōu)點以及其它新特征和優(yōu)點變得明確。

附圖說明

參照附圖來說明優(yōu)選實施例，在所有附圖中，用相同的附圖標記來表示相同的元件，并且，其中，

圖1是示出使用本發(fā)明的第一實施方式所涉及的測定探頭的測定系統(tǒng)的一例的示意圖，

圖2是示出圖1的測定探頭的截面的示意圖，

圖3是示出圖2的測定探頭的結構的框圖，

圖4是示出圖3的信號處理電路的結構的框圖，

圖5是示出圖4的乘法部的系數(shù)的關系的示意圖，

圖6是示出本發(fā)明的第二實施方式所涉及的測定探頭的結構的框圖。

具體實施方式

下面，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式的一例。

參照圖1～圖5來說明本發(fā)明的測定系統(tǒng)所涉及的第一實施方式。

首先，說明測定系統(tǒng)100的整體結構。

如圖1所示，測定系統(tǒng)100具備：三維測定機200，其用于使測定探頭300移動；操作部110，其具有手動操作的操縱桿111；以及運動控制器500，其用于對三維測定機200的動作進行控制。另外，測定系統(tǒng)100具備：主計算機600，其借助運動控制器500使三維測定機200進行動作，并且對由三維測定機200獲取到的測定數(shù)據(jù)進行處理，求出被測定物w的尺寸、形狀等；輸入單元120，其用于輸入測定條件等；以及輸出單元130，其用于輸出測定結果。

在此，如圖1所示，三維測定機200具備：測定探頭300；平臺210；驅(qū)動機構220，其豎立設置于平臺210，用于使測定探頭300三維地移動；以及驅(qū)動傳感器，其用于檢測驅(qū)動機構220的驅(qū)動量。

接著，說明測定探頭300的概要結構。

如圖2所示，測定探頭300具備：測針336，其具有與被測定物w接觸的接觸部362；探頭外殼306，其能夠?qū)y針336支承在軸心o上；檢測元件325，其能夠檢測接觸部362遠離軸心o的移動以及在軸心o上的移動；以及信號處理電路320，其對檢測元件325的輸出進行處理，并輸出觸及信號sout(也就是說，設測定探頭300為觸及信號探頭)。此外，測針336包含于測針模塊304，探頭外殼306和檢測元件325包含于探頭主體302。探頭主體302被驅(qū)動機構220的測桿224所支承，而且，測針模塊304利用運動接頭(kinematicjoint)(后述)以高位置再現(xiàn)性且以能夠裝卸的方式與探頭主體302連結。

下面，詳細說明測定探頭300。此外，為了進行下面的說明，在圖2的紙面上下方向上取得z方向，在紙面左右方向上取得x方向，在紙面垂直方向上取得y方向。因此，測定探頭300的軸心o的方向(軸向o)與z方向相同。

如圖2所示，所述探頭主體302具備探頭外殼306、信號處理電路320、支承構件322、324、檢測元件325、連結軸326、凸緣構件328、永磁體330以及球332。

如圖2所示，探頭外殼306具備安裝部308、電路配置部310、固定構件314、下部構件(壁構件)316以及主體罩318。

如圖2所示，安裝部308是在測定探頭300的上端部安裝于測桿224的部位，例如在安裝部308設置有插入到設置于測桿224的嵌合部的頭部。另外，安裝部308還被視為能夠與運動控制器500電連接的一方的連接端子。而且，在安裝部308的軸心o上設置有另一方的連接端子309。安裝部308和連接端子309通過絕緣構件mi1～mi3而彼此不短路地與配置于電路配置部310的信號處理電路320連接。電路配置部310配置于安裝部308的下端。關于電路配置部310，除了圓盤形狀的上端部310a和設置于下端的圓盤形狀的下凸緣312以外，與軸心o正交的截面大致呈三角形形狀。在該大致呈三角形形狀的外周配置有信號處理電路320。電路配置部310配置于支承構件322、324的上側(cè)。換而言之，電路配置部310相對于支承構件322、324配置于與測針模塊相反的一側(cè)。因此，不需要在電路配置部310的內(nèi)部設置空隙，能夠以高剛度形成電路配置部310。能夠利用低膨脹材料形成電路配置部310，以降低因信號處理電路320所產(chǎn)生的熱量引起的電路配置部310的伸縮。

如圖2所示，在下凸緣312的下端周邊部312b，以隔著支承構件322的方式固定有固定構件314。設固定構件314為在軸心o上設置有開口部314a的圓筒形狀。此外，在下凸緣312的下端周邊部312b的徑向內(nèi)側(cè)和固定構件314的內(nèi)周上端側(cè)分別設置有對峙部312c、314b。對峙部312c、314b在支承構件322的兩面以不與支承構件322接觸的方式彼此對峙。以將支承構件322的位移限制在支承構件322彈性變形的范圍內(nèi)的方式?jīng)Q定對峙部312c、314b與支承構件322之間的距離。

在固定構件314的下端內(nèi)面，以四重對稱的方式設置有四個凹部314c。而且，在固定構件314的下端周邊部，以隔著支承構件324的方式固定有下部構件316。設下部構件316為圓環(huán)形狀。主體罩318呈圓筒形狀，主體罩318配置于電路配置部310、下凸緣312、固定構件314以及下部構件316的外周且以將信號處理電路320全部覆蓋的方式配置。主體罩318被螺栓固定于固定構件314。

如圖3所示，信號處理電路320是對檢測元件325的輸出進行處理并輸出用于通知被測定物w已與接觸部362接觸的觸及信號(接觸感知信號)sout的電路。簡單地說明，信號處理電路320為以下結構：根據(jù)四個檢測元件325的輸出來求出xyz這三個方向上的撓曲量，將該三個方向上的撓曲量合成，在接觸部362發(fā)生固定以上的位移時，輸出觸及信號sout(具體結構在后面敘述)。此外，信號處理電路320中也可以設置有溫度傳感器，根據(jù)溫度傳感器的輸出對因熱而產(chǎn)生的測定探頭300的測定誤差進行校正。

如圖2所示，支承構件322、324是在探頭外殼306的軸向o上配置的、容許測針336的姿勢變化的能夠彈性變形的構件，其材質(zhì)是sus系等(也可以是其它材料)。具體地說，如圖3所示，支承構件322、324分別是在沿周向(繞軸心o)角度彼此錯開90度的位置具備總共四個能夠變形的臂部的旋轉(zhuǎn)對稱形狀，該四個臂部形成在同一平面上。支承構件322、324為同一厚度的同樣的構造，只是臂部的寬度互不相同(不限于此，也可以設臂的厚度、長度、形狀互不相同，還可以設支承構件322、324整體為互不相同的形狀)。因此，下面對配置檢測元件325的支承構件324進行說明，省略對支承構件322的重復說明。此外，支承構件的構造不限定于本實施方式所示的形狀。

如圖3所示，支承構件324為大致圓板形狀的構件，除了具備矩形的臂部324b以外，還具備中心部324a和周邊部324c，該中心部324a與連結軸326連接，該周邊部324c與探頭外殼306連接且通過臂部324b而與中心部324a連結。周邊部324c位于支承構件324的最外周，臂部324b沿徑向呈直線地延伸，配置于周邊部324c的內(nèi)側(cè)。中心部324a配置于臂部324b的更內(nèi)側(cè)。支承構件324為以下構造：通過連結軸326相對于探頭外殼306的位移，中心部324a上下左右地移動，臂部324b彈性變形。

檢測元件325例如是粘貼式的應變儀，如圖3所示，檢測配置有檢測元件325的支承構件324的應變量。檢測元件325配置于支承構件324的各臂部324b，例如通過粘接劑被固定。

如圖2、圖3所示，設連結軸326為大致圓柱形狀，連結軸326將兩個支承構件322、324連結。連結軸326通過兩個支承構件322、324以不與下凸緣312、固定構件314以及下部構件316接觸的方式被保持在軸心o上。連結軸326以將凸緣構件328形成一體的方式支承凸緣構件328。

如圖2所示，凸緣構件328為大致圓盤形狀，在軸向o上與下部構件316以不接觸的方式對峙，且在徑向上與主體罩318以不接觸的方式對峙。而且，凸緣構件328支承測針模塊304。在此，在下部構件316與凸緣構件328之間的間隙至少局部填充有潤滑油等粘性材料vm。由此，粘性材料vm至少使凸緣構件328相對于下部構件316的位移衰減，能夠降低伴隨著測定探頭300的移動而產(chǎn)生的xy方向和z方向上的不必要的振動，能夠防止由測定探頭300的高靈敏度化引起的噪聲增大。此外，也可以使用硅等橡膠(彈性材料)來代替粘性材料vm。在凸緣構件328的下表面的軸心o上固定有永磁體330，在凸緣構件328的下端外周，以包圍該永磁體330的方式在周向上以120度間隔旋轉(zhuǎn)對稱地配置有三個球332。

如圖2所示，所述測針模塊304具備超行程機構334和被超行程機構334支承的測針336。

如圖2所示，超行程機構334是以下的機構：在對測針336施加比輸出觸及信號sout時的測定力f大的力的情況下使測針336的位置改變，在大的力消失時使測針336的位置自動復原。也就是說，超行程機構334發(fā)揮以下功能：在對測針336施加大的力時，在測針模塊304從探頭主體302脫離之前使測針336的位置改變。具體地說，超行程機構334具備凸緣部338、延伸部344、測針保持件346以及螺旋彈簧350。

如圖2所示，凸緣部338是與凸緣構件328對應的構件。即，在凸緣部338的周向上以120度間隔配置有三個v槽340以與球332接觸。而且，在凸緣部338，與永磁體330相向地配置有與永磁體330相互吸引的磁性構件(也可以是永磁體)342。

在此，如圖2所示，v槽340與對應的球332的表面分別接觸。因此，在永磁體330與磁性構件342以規(guī)定磁力相互吸引的狀態(tài)下，成為凸緣部338在6點安置于凸緣構件328(與凸緣構件328接觸)的狀態(tài)。也就是說，能夠?qū)崿F(xiàn)高定位精度并且將凸緣構件328與凸緣部338連結。即，凸緣部338和凸緣構件328處于構成作為能夠裝卸的連結機構的運動接頭(也稱為運動耦合器。下同)的狀態(tài)。利用該運動接頭，即使將探頭主體302與測針模塊304反復裝卸，也能夠?qū)崿F(xiàn)高定位再現(xiàn)性。此外，運動接頭不僅可以是v槽和球的組合，也可以是一對輥和球的組合。另外，也可以是v槽和球的組合且其順序相反。也就是說，只要是能夠在6點安置的構造即可，并不限定于v槽和球的組合(下面示出的運動接頭也同樣)。此外，在從橫向(與軸向o正交的方向)對測針336施加大的力時，測針模塊304從凸緣構件328脫落(不僅包含成為球332與所有的v槽340不接觸的狀態(tài)的情況，也包含僅一部分成為球332與v槽340不接觸的狀態(tài)的情況。下同)，能夠防止探頭主體302的破損(因此，設永磁體330與磁性構件342的相互吸引的規(guī)定磁力為與上述大的力對應的力。下同)。

如圖2所示，延伸部344與凸緣部338的外周形成為一體，在延伸部344的內(nèi)側(cè)收納有能夠沿軸向o伸縮的螺旋彈簧350。測針保持件346設置于延伸部344的軸向o端部，通過螺栓而與延伸部344連接。而且，在測針保持件346的靠螺旋彈簧側(cè)的上表面以能夠使被螺旋彈簧350按壓的測針336的凸緣部356移動的方式支承該凸緣部356。在測針保持件346的靠螺旋彈簧側(cè)的上表面，在周向上以120度間隔配置有三個球348。而且，在凸緣部356的下表面，與球348對應地在周向上以120度間隔設置有三個v槽358。此外，設v槽358的軸向與朝向軸心o的徑向大致相同。即，可以說測針保持件346和凸緣部356成為構成上述運動接頭的狀態(tài)。

因此，在利用螺旋彈簧350以規(guī)定的彈簧力按壓凸緣部356的狀態(tài)下，成為凸緣部356在6點安置于測針保持件346(與測針保持件346接觸)的狀態(tài)，被定位于固定的位置。也就是說，通過超行程機構334，在不超過螺旋彈簧350的按壓力的測定力f的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)測針336相對于凸緣部338的高再現(xiàn)性的定位。而且，在對測針336施加比螺旋彈簧350所提供的規(guī)定的彈簧力大的力時，凸緣部356從測針保持件346脫落，能夠防止測針模塊304從探頭主體302脫落。在本實施方式中，存在對峙部312c、314b，因此支承構件322必定會處于彈性變形的范圍內(nèi)，但是期望的是，螺旋彈簧350所提供的規(guī)定的彈簧力小于使支承構件322、324超過彈性變形的范圍的測定力f。

如圖2所示，測針336具有如前所述那樣被測針保持件346支承的凸緣部356、從凸緣部356沿軸向o延伸的桿部360以及設置于桿部360的頂端的接觸部362。

如圖2所示，桿部360的基端安裝于凸緣部356。在桿部360的頂端設置有與被測定物w接觸的球形的接觸部362(即，測針336具有與被測定物w接觸的接觸部362)。此外，在測針336未在xy方向上發(fā)生位移的狀態(tài)下，測針336的中心軸的方向為z方向(軸向o)。

接著，使用圖3、圖4來說明信號處理電路320。

如圖3所示，信號處理電路320具備第一處理部364、第二處理部366、基準值設定部376以及比較部378。

如圖3所示，第一處理部364對檢測元件325的輸出進行處理，輸出表示接觸部362在彼此正交的xyz這三個方向的各方向上的位移分量的三個位移信號vx、vy、vz。具體地說，如圖4所示，第一處理部364具備減法部364x、364y和加法部(第一加法部)364z。減法部364x、364y分別對繞軸心o角度彼此相差90度的位置的兩個檢測元件325的輸出進行減法運算，分別減去角度相差180度的位置的(x方向、y方向的)檢測元件325的輸出(計算差)。然后，減法部364x、364y分別輸出位移信號vx、vy。加法部364z將從四個檢測元件325輸出的四個輸出全部相加。然后，加法部364z輸出位移信號vz。

如圖3所示，第二處理部366輸出將三個位移信號vx、vy、vz合成所得到的合成信號vout。具體地說，如圖4所示，第二處理部366具備三個乘法部368x、368y、368z、三個平方部370x、370y、370z、加法部(第二加法部)372以及平方根運算部374。三個乘法部368x、368y、368z對位移信號vx、vy、vz的信號電平乘以各自的規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz，使彼此的位移信號vx、vy、vz的信號電平相對地變化。在此，各自的規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz是通過以下方式設定的：在設定第一基準值vs1和第二基準值vs2來作為規(guī)定的基準值vs的情況下，在合成信號vout從第一基準值vs1達到第二基準值vs2時對接觸部362在xyz這三個方向上的位移量的差異進行校準。也就是說，通過該校準，使得在合成信號vout從第一基準值vs1變化為第二基準值vs2時，在xyz這三個方向上接觸部362的變化量彼此相同。此外，規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz有時全部相同，有時其中的兩個系數(shù)相同，還有時三個系數(shù)全部不同。

具體地說，使用圖5來說明接觸部362的x方向與接觸部362的z方向(y方向與x方向相同，因此省略關于y方向的說明)。在圖5中，縱軸表示規(guī)定的基準值vs，橫軸表示接觸部362的位移dp。在此，實線zax是示出使接觸部362沿z方向位移時的曲線，虛線xax是示出使接觸部362沿x方向位移時的曲線。例如，從第一基準值vs1達到第二基準值vs2時的接觸部362的z方向位移量δz及x方向位移量δx與規(guī)定系數(shù)kz、kx滿足如式(1)那樣的關系。

kz/kx＝δz/δx(1)

此外，準備多個相對于測針模塊304能夠裝卸的測針336，按每個測針336變更規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz。例如，在利用測定探頭300測定出設置在平臺210上的基準球(也可以不是基準球而是被測定物w自身)時求出規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz，將該規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz存儲到存儲部(也可以在信號處理電路320、運動控制器500或者主計算機600中具備存儲部)。當然，也可以在測定該基準球之前將規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz存儲于該存儲部。

如圖4所示，三個平方部370x、370y、370z將三個乘法部368x、368y、368z的輸出(相當于位移輸出信號vax、vay、vaz)分別平方。加法部372將從平方部370x、370y、370z輸出的平方信號vsx、vsy、vsz全部相加。然后，平方根運算部374運算加法部372的輸出的平方根，輸出合成信號vout。

如圖3所示，基準值設定部376是設定規(guī)定的基準值vs的部分。例如既可以通過輸入單元120設定規(guī)定的基準值vs，也可以根據(jù)主計算機600的存儲部中存儲的值來設定規(guī)定的基準值vs。

如圖3所示，比較部378將合成信號vout的信號電平與規(guī)定的基準值vs進行比較，二值化后輸出。也就是說，在合成信號vout的信號電平為規(guī)定的基準值vs以上時，比較部378輸出作為‘高(high)’信號的觸及信號sout。此外，關于到合成信號vout為止的信號處理，可以以模擬信號處理和數(shù)字信號處理中的任一個信號處理來構成電路。

這樣，在本實施方式中，通過以四重對稱的方式配置檢測元件325，易于將配置于臂部324b的檢測元件325的輸出運算為xyz這三個方向的位移分量。同時，易于使測定靈敏度繞軸心o具有各向同性。此外，不限于此，也可以設為不區(qū)分成四個臂部的一體的圓板形狀，還可以是具有4的倍數(shù)的臂部、例如不是只具有四個臂部而是具有8個臂部的旋轉(zhuǎn)對稱形狀的支承構件。另外，支承構件也可以不是兩個而是三個以上。此外，沒有支承檢測元件的支承構件不需要必須具備4的倍數(shù)的臂部。另外，支承檢測元件的支承構件也可以是兩個以上。

另外，在本實施方式中，具體地說，第一處理部364具備減法部364x、364y和加法部364z，第二處理部366具備平方部370x、370y、370z和加法部372。因此，信號處理電路320能夠以簡易的結構輸出觸及信號sout。此外，不限于此，第一處理部和第二處理部也可以采取其它結構。

另外，在本實施方式中，第二處理部366還具備平方根運算部374。因此，能夠?qū)⒈容^部378中的規(guī)定的基準值vs假定為與接觸部362的位移量相同的維度，因此易于進行規(guī)定的基準值vs的設定。此外，不限于此，也可以沒有平方根運算部。

另外，在本實施方式中，第二處理部366還具備乘法部368x、368y、3868z。因此，能夠降低到輸出接觸部362的觸及信號sout為止的位移量的方向依賴性，能夠?qū)崿F(xiàn)在xyz這三個方向上具有各向同性的靈敏度。此外，不限于此，也可以僅設置乘法部的一部分，還可以一個乘法部也不設置。另外，并不必須利用乘法部來實現(xiàn)在xyz這三個方向上各向同性的靈敏度。

而且，在本實施方式中，各自的規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz是通過以下方式設定的：在將第一基準值vs1和第二基準值vs2設定為規(guī)定的基準值vs時，在從第一基準值vs1達到第二基準值vs2時對接觸部362在xyz這三個方向上的位移量的差異進行校準。因此，通過設為這種規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz，能夠在xyz這三個方向上均以固定的位移量輸出觸及信號sout。此外，不限于此，規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz的決定方法也可以通過其它手法來進行。

而且，在本實施方式中，準備多個測針336，按每個測針336變更規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz。因此，即使包括長度在內(nèi)測針336不同，也能夠?qū)ζ涮匦赃M行校正，從而能夠進行高靈敏度測定。此外，不限于此，也可以是，雖然準備多個測針，但是并不必須對規(guī)定系數(shù)kx、ky、kz進行變更。

另外，在本實施方式中，檢測元件325是粘貼式的應變儀。即，能夠使檢測元件325高靈敏度且低成本。另外，能夠容易地調(diào)整檢測元件325的粘貼位置。而且，檢測元件325不是僅檢測瞬變的沖擊力，而是能夠使與撓曲量對應的輸出穩(wěn)定固定時間后輸出。因此，即使檢測元件325的xyz這三個方向的撓曲量的輸出定時相偏離，也能夠不需要用于進行延遲時間的調(diào)整的電路。此外，不限于此，檢測元件也可以是通過直接蒸鍍等形成在臂部上的應變儀、pzt等。

即，通過本實施方式，能夠保持高靈敏度并且以簡易的結構降低靈敏度的測定方向依賴性。

關于本發(fā)明，列舉了第一實施方式來進行說明，但是本發(fā)明不限定于第一實施方式。即，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行改良以及設計的變更，這是不言而喻的。

例如，在第一實施方式中，將第二處理部366的輸出直接在比較部378中與規(guī)定的基準值vs進行比較，但是本發(fā)明不限定于此。例如，也可以如圖6所示的第二實施方式那樣。在第二實施方式中，與第一實施方式不同點只是在信號處理電路中在第二處理部與比較部之間具備濾波部，因此除濾波部所涉及的結構以外，基本上只變更了附圖標記的前兩位數(shù)字而省略說明。

在第二實施方式中，如圖6所示，信號處理電路420具備濾波部475。在濾波部475中，能夠設定低通濾波器、高通濾波器或者帶通濾波器。如果是低通濾波器，則能夠有效去除由干擾振動引起的噪聲、電噪聲以及自身的移動引起的對探頭振動的影響。另外，如果是高通濾波器，則能夠去除因溫度等的影響而檢測元件425的輸出緩慢地變動的影響以及因測定探頭300的姿勢(例如橫姿勢)產(chǎn)生的接近dc成分的噪聲的影響。如果是帶通濾波器，則能夠去除上述區(qū)域的影響。此外，只要在比較部的前級具備濾波部即可，不限定于這些濾波器。

另外，在第一實施方式中，設為能夠在輸出觸及信號sout時進行消除方向依賴性的校正，但是對于輸出觸及信號sout時的測定力f而言對方向依賴性沒有特別要求。因此，例如也可以設為：在該接觸部從未被施加測定力f的狀態(tài)的接觸部的基準位置起在任意方向上產(chǎn)生固定位移且在該任意方向上被施加固定的測定力f時，信號處理電路輸出觸及信號sout。在該情況下，能夠使接觸部的力靈敏度在所有方向上均相等，從而能夠使測定高精度化。關于用于此的校正系數(shù)，例如能夠在利用測定探頭測定出設置于平臺上的基準球時求出該校正系數(shù)，并存儲到存儲部(也可以在信號處理電路、運動控制器或者主計算機中具備存儲部)。當然，也可以在測定基準球之前將該校正系數(shù)存儲在該存儲部中。

另外，在第一實施方式中，即使在輸出觸及信號sou時，也沒有設想測針336的軸與連結軸326的軸不重合在一條直線上的狀態(tài)。換而言之，沒有考慮測針336的撓曲，但是本發(fā)明不限定于此。例如，信號處理電路也可以構成為：在接觸部被施加與軸向o正交的方向的測定力f時，按照測針的撓曲量對與軸向o正交的位移量進行校正。在該情況下，在測定探頭中，還能夠?qū)κ┘訙y定力f時的撓曲量進行校正，因此能夠更沒有方向依賴性地輸出觸及信號sout。用于此的校正系數(shù)也同樣地，例如能夠在利用測定探頭測定出設置在平臺上的基準球時求出該校正系數(shù)，并將該校正系數(shù)存儲到存儲部(也可以在信號處理電路、運動控制器或者主計算機中具備存儲部)。當然，該校正系數(shù)也可以在測定該基準球(也可以是被測定物w自身)之前存儲在該存儲部中。

另外，在上述實施方式中，信號處理電路具備第一處理部和第二處理部，但是本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是，信號處理電路不具備第二處理部，將作為第一處理部的輸出的位移信號vx、vy、vz直接從信號處理電路輸出。也就是說，測定探頭也可以不是上述實施方式所示的觸及信號探頭，而是仿形探頭。此外，也可以是，測定探頭雖然是仿形探頭，但是僅具備第二處理部的乘法部，從信號處理電路輸出位移輸出信號vax、vay、vaz?；蛘咭部梢允?，測定探頭雖然是觸及信號探頭，但是如示出上述實施方式的圖4那樣從信號處理電路輸出觸及信號sout和虛線所示的位移輸出信號vax、vay、vaz。

本發(fā)明能夠廣泛應用于對被測定物的三維形狀進行測定所需使用的測定探頭。此時，本發(fā)明不僅能夠應用于三維測定機用的測定探頭，也能夠應用于機床中使用的測定探頭。

對于本領域技術人員顯而易見的是，上述實施例僅是說明性的，其示出本發(fā)明的原理的應用。在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，本領域技術人員可以容易地設計出各種其它變形。