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測長機についての概要、用途、原理などをご説明します。また、測長機のメーカー23社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。測長機関連企業の2024年10月注目ランキングは1位:株式会社第一測範製作所、2位:Micro-Epsilon Japan株式会社、3位:レニショー株式会社となっています。
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測長機とは、その名の通り長さを測る機器です。
現在では、光の速さを基準にして、単位時間で光が進む距離で長さを定義します。長さの測り方は、直接法と間接法に区別されます。
多くの場合は直接法で長さを計測できますが、長大な構造物や、ミクロンオーダーの微細な対象物である場合は、標準の長さ (スケール) を用意することが困難なため、間接法が用いられるケースがあります。また、形が複雑だったり、手が届かない場合、あるいは接触することが許されない対象物の場合も、間接法が用いられます。
測長機は様々な分野で使用されていますが、用途に合わせて最適なものを選ぶ必要があります。
さらに、光や触針ではアクセスできない対象内部の測定には、Ｘ線CTなどの技術が計測に応用されています。また、ナノテク産業ではナノメートルレベルの測定が必要であるため、走査型電子顕微鏡が応用された方法で計測されます。手軽な用途として、最近ではスマートフォンのカメラから測長するアプリが開発されるなど、画像解析による測長法も開発が進んでいます。
1mの定義は、「1秒の1/299,792,458の時間に、光が真空中を進む長さ」です。これに基づいたメートル原器が長さの基準となっています。原理的には直接法はこのメートル原器との比較です。
長さの定義に基づいた測定原理としては、光の飛行時間 (time of flight: ToF) を計測する方法があります。光が非常に速いことから、高度なエレクトロニクス技術が必要とされます。現在多くのレーザー型の機器 (ToF) では、強度変調された入射光と反射光の位相差にもとづいた測定法が一般的に採用されています。
定義では真空中の光の挙動となっているため、実際には空気の屈折率による補正が必要です。レーザー干渉計では、レーザー光同士の干渉現象を利用した計測法を採用しています。
同じレーザー照射に対する参照面からの反射光と、測定面からの反射光を干渉させると生じる干渉縞を解析することで、測定面の参照面からの距離をnmオーダーで測定することができます。いくつか測長器を例示しましたが、手法は非常に多いです。
多くの測長機で採用されている横型測長機は、ベッドと、ベッド上を移動する標準尺を内蔵した往復台，標準尺を観測する測微顕微鏡，被検体を一定の測定力のもとにおく測定面、および被測定物を支持する測定台から構成されています。この横型測長器には、アッベの原理を満足する構造と、エッペンシュタインの原理を満足する構造とが知られています。
アッベの原理を満足する構造を有する横型測長機においては、ベッドの非真直性に基づく往復台の測定軸線からの角偏差による測定誤差を無視できるように、被検体の測定軸線と標準尺の目盛面とを同一直線上に配置することにより測定が行われます。
一方、エッペンシュタインの原理を満足する構造を有する横型測長機においては、ベッドの非真直性に基づく測定誤差を取り除くために、被検体の測定軸線と標準尺とが離れているときのその距離と標準尺用の対物レンズの焦点距離とを等しくなるように構成し、レンズの焦点面を標準尺上に光学的に配置することにより測定が行われます。
レーザー測長機は被検体にレーザー光を照射し、その反射光を利用して被検体の距離を測定します。レーザー測長機は、測定する距離に応じて「変位センサー」「距離センサ」と称します。
上記測長機における測定方法としては、「三角測距方式」と「タイム・オブ・フライト方式 (time of flight: ToF) 」が知られています。
三角測距方式
反射光をもとに三角測量の原理で測定する測定方法であり、測長機は発光素子と受光素子とにより構成されています。発光素子には半導体レーザーが使用されます。測定方法は、半導体レーザーから投光レンズを介して集光されたレーザー光が被検体に照射されます。被検体に照射されたレーザー光の拡散反射の一部は、受光レンズを介して受光素子上にスポット像を結びます。結像したスポットの位置を検出、演算することで被検体までの変位量が測定可能です。
なお、受光素子にCMOS (Complementary Metal Oxide Semi-conductor: 相補型金属酸化膜半導体) を使用しているものをCMOS方式、受光素子にCCD (Charge Coupled Device: 電荷結合素子) を使用しているものをCCD方式と称しています。
タイム オブ フライト方式 (time of flight: ToF)
照射光が被検体で反射して受光部で受光するまでの時間を計測することにより、距離を測定する方法です。この方式には、投光波長と受光波長との間に生じる位相差を利用する「位相差距離方式」と、一定のパルス幅をもったレーザーを投射する「パルス伝播方式」が知られています。
参考文献
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/3d/laser/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年10月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社第一測範製作所 |
9.7%
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| 2 | Micro-Epsilon Japan株式会社 |
9.1%
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| 3 | レニショー株式会社 |
9.1%
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| 4 | ライン精機株式会社 |
7.5%
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| 5 | 株式会社東精エンジニアリング |
7.0%
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| 6 | 高山リード株式会社 |
7.0%
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| 7 | 株式会社ミツトヨ |
5.4%
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| 8 | 有限会社豊富製作所 |
5.4%
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| 9 | 株式会社小野測器 |
5.4%
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| 10 | 株式会社日立ハイテクネクサス |
4.3%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2024年10月の測長機ページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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株式会社松井製作所（プラスコム事業部）
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Metoreeに登録されている測長機が含まれるカタログ一覧です。無料で各社カタログを一括でダウンロードできるので、製品比較時に各社サイトで毎回情報を登録する手間を短縮することができます。
工作機械や精密機械などの位置決め精度などを測定するために最適なツールです。世界シェアを持つ製品です。
2022年12月29日
16,187 円
200 円
115,000 円
価格について: Metoreeに登録されている測長機の製品142点の2024年11月17日時点での価格データを元に算出しています。
