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変位計についての概要、用途、原理などをご説明します。また、変位計のメーカー26社一覧や企業ランキングも掲載しております。変位計関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:株式会社東京測器研究所、2位:Micro-Epsilon Japan株式会社、3位:新光電機株式会社となっています。
変位計 (英語: Displacement meter) とは、測定対象物の移動距離を測定したり、測定対象物の高さ、厚さ、幅や形状などを測定する機器です。
変位計は大きく分けて、針などを使用する接触タイプの変位計と、レーザーや電磁波を使用する非接触タイプの変位計があります。変位計には接触タイプ、非接触タイプ、それぞれに特徴的な変位計 (変位センサー) が存在しており、測定対象、測定項目、求める測定精度、使用環境などが異なります。
変位計を選択する際には、上記の条件をよく検討した上で、使用目的に適合した変位計を選択する必要があります。
変位計は、半導体用ウエハーの厚さ測定、自動車製造における部品の寸法測定、建築物の変形測定など高い測定精度を必要とする様々な分野で測定に使用されています。
ナノメートルオーダーの超高精度測定が求められます。この測定には、非接触型変位計のレーザー干渉計が用いられています。
特にエンジン部品やシャーシ部品の測定に高い測定精度が求められます。これらの測定には、接触型のスタイラス式段差計や非接触型のレーザー三角法変位計が使用されます。
大きな構造物の、地震や強風による変形を測定します。これらの測定には、ストレインゲージや傾斜計が使用されます。
変位計はロボットや医療機器、加工機械などに組み込まれ、動作量や位置決めなどに使用されています。
接触式の変位計と非接触式の変位計では測定原理が大きく異なります。
接触式の変位計とは、変位計本体部と可動部が有り、可動部の移動距離を測定します。ほとんどの変位計は距離の表示をする表示計を設けます。表示計は、変位計の仕様に合ったものを選定する必要があります。 表示部が付属しているものも有り、それらは ダイヤルゲージ、デジタルダイヤルゲージ、デジマチックインジケータなど、メーカーごとの商品名で呼ばれ、これらは主に機械加工現場などで使われ、測定工具の分野に含まれます。
接触式変位計には、主に以下の3タイプに分けられます。
どのタイプも、測定できる距離が、測定部の可動範囲に限られます。 測定できる距離は、上記1、2、3の順に長くなり、精度は3、2、1の順に高くなります。
非接触式の変位計には、レーザー変位計、過電流式、静電容量式、などがあります。
この中でもレーザー変位計が用いられることが多くなっています。レーザー変位計は上下左右の移動だけでは無く、奥行方向も測定できるものが有ります。
非接触式は、被測定部が移動する時の抵抗にならない というメリットがあります。また、比較的短い距離を精度高く測定することに向いていますが、環境に影響されることが多く、光を妨げるガスや飛沫が有ったり、電気的なノイズが発生する場所では正しい距離が測定できないなど、それぞれのタイプごとに使用環境に影響を受けることが有ります。
近年はカメラで測定部を撮影し画像から距離を測定する方式も用いられるようになりました。
変位計の選択においては、測定対象物や測定を行う環境、そして変位計に求められる性能など、様々な要因を検討する必要があります。
測定対象物の性質は、変位計の選択に大きな影響を与えます。性質には材質、形状、大きさ等があります。材質は金属、非金属、液体などです。形状には、平面、曲面、円筒形などの違いがあります。また、変位計が使われる対象物の大きさは、微小な部品から大型の構造物まで範囲が非常に大きくなっています。
変位計は様々な測定対象物があるので、それを測定する環境も異なります。特に温度、湿度、振動の有無、電磁場の有無などによって、変位センサーの耐久性や耐ノイズ性能が異なります。それぞれの測定環境に適合した変位計を選ぶ必要があります。
変位計の性能面では測定精度、測定範囲、応答速度などを考慮します。測定精度としては、分解能、繰り返し精度、線形性などがあります。測定範囲については、測定可能な最小の距離を現す最小測定距離と、測定可能な最大の距離を現す最大測定距離があります。応答速度では、測定したい変位の変化速度を考慮する必要があります。
その他にも、出力信号、インターフェース、電源、設置スペースなど、変位計を選択する際に必要となる検討項目があります。
参考文献
https://www.keyence.co.jp/products/measure/
https://www.keyence.co.jp/ss/measure/hakaritai/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社東京測器研究所 |
28.6%
|
| 2 | Micro-Epsilon Japan株式会社 |
14.3%
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| 3 | 新光電機株式会社 |
14.3%
|
| 4 | 株式会社センテック |
14.3%
|
| 5 | 株式会社日本レーザー |
14.3%
|
| 6 | ファイブラボ株式会社 |
14.3%
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