尺寸標準器的線膨脹係數測量方法及其測量裝置、以及標準量規與流程

2023-05-10 05:44:36 2

本發明涉及尺寸標準器的線膨脹係數測量方法及其測量裝置、以及標準量規。

背景技術：

在三維測量機等測量裝置中，為了進行檢查，使用尺寸標準器。

作為尺寸標準器，使用高精度地校準了端面尺寸的各種量具，並且使用可應對多種長度的階梯規。

階梯規形成為凸部和凹部交替配置的梳齒狀，在凸部的端面間獲得多種標準尺寸。除了將形成為凸部的測量區和形成為凹部的間隔區交替排列而固定在保持件上來製造這種階梯規以外，也可以將一個構件切削成梳齒狀，來製造這種階梯規。

階梯規的端面間的距離的校準值被提供為特定溫度下的長度，在很多情況下是工業標準溫度的20℃下的長度。

在三維測量機的檢查中，需要將測得的長度換算為校準時的溫度進行使用。通常將此操作稱為長度的溫度校正。此時，需要準確地知道階梯規的線膨脹係數。

包括階梯規在內，很多尺寸標準器在校準證明書或檢查成績書中記載了用於溫度校正的線膨脹係數。分別伴有公差地表示這種線膨脹係數。

當在三維測量機的檢查中使用階梯規的情況下，在研究了檢查的不確定度後，將該公差處理為不確定度的主要原因。因而，以降低檢查中的不確定度為目的，要求以高精度評價階梯規的線膨脹係數。

包括尺寸標準器在內，物體的線膨脹係數通過改變物體的溫度並測量由該溫度變化引發的物體的長度的變化量來求得。

詳細而言，將標準溫度to下的物體的長度設為lo，將當下的溫度t下的物體的長度設為l，使溫度變化量δt＝t-to，使長度的變化量(熱膨脹量)δl＝l-lo，使α＝(δl/l)·(1/δt)，從而施加線膨脹係數α。

在階梯規等尺寸標準器的情況下，物體的長度l的大小比長度的變化量δl大10的5次方。因此，通常，長度l的數值的準確性對線膨脹係數α的數值的影響較小。

因而，為了高精度地求出線膨脹係數α，需要高精度地測量溫度變化量δt以及長度的變化量δl。

為了進行這種線膨脹係數α的測量，提出了一種使用了光波幹涉儀的測量方法(參照文獻1：日本特許第3897655號公報)。

在文獻1中，使用沿相同的測量軸線相對的兩組光波幹涉儀，高精度地測量量具等被測量物的兩端面間的長度。並且，利用溫度控制部件改變被測量物的溫度，在不同的溫度下測量長度，從而取得由變溫導致的熱膨脹量，計算線膨脹係數。

但是，在這種使用了光波幹涉儀的長度測量中，存在光波幹涉儀昂貴這樣的問題。即，不僅光波幹涉儀本身昂貴，而且為了校正測量用的光的波長，需要算出空氣的折射率，這也需要溫度、溼度、氣壓和二氧化碳濃度這樣的環境的測量機，存在整個系統變得昂貴這樣的問題。

另外，在使用了光波幹涉儀的長度測量中，由於利用來自被測量物的兩端面的反射光，所以測量到的長度受限於測量對象的長度。也就是說，在階梯規那樣的具有梳齒狀的測量面的標準器的情況下，存在難以應用於中間部分的凸部彼此的長度的測量這樣的問題。

對於這種問題，提出了使用三維測量機的方法(參照文獻2：日本特開2004-226369號公報)以及使用夾持部和應變計的方法(參照文獻3：日本特開2005-83920號公報)。

在文獻2的方法中，將作為被測量物的階梯規配置在恆溫槽內，從恆溫槽的開口部導入外部的三維測量機的探針，利用該探針測量階梯規的長度。並且，改變恆溫槽內的溫度設定，在不同的溫度下測量長度，根據變溫前後的測量長度的差計算熱膨脹量。

在這種使用了三維測量機的長度測量中，不必使用光波幹涉儀，只要是能夠使用通用的三維測量機的環境，就足夠了。

另外，通過使用三維測量機，也能測量階梯規的中間部分的凸部間的長度，還能測量中間部分的熱膨脹率的均勻性。

在文獻3的方法中，使用對階梯規的任意的凸部進行夾持的夾持部，在夾持部的與階梯規接觸的晶片的一方預先設置應變計，在利用夾持部夾持著要進行長度測量的一對端面的狀態下，改變溫度，利用應變計直接檢測出隨著溫度變化發生的熱膨脹。

在這種使用了夾持部和應變計的熱膨脹的測量中，不必使用光波幹涉儀，採用夾持部和應變計這種簡單且便宜的結構即可，也能測量階梯規的中間部分的凸部間的長度。

另外，與檢查對象的三維測量機的尺寸相匹配地使用各種尺寸的階梯規等的尺寸標準器。例如在階梯規較長的尺寸標準器中，也有名義尺寸(標稱長度)超過1.5m的尺寸標準器。

上述的尺寸標準器的線膨脹係數α的測量也能應用在這種長度l較大的尺寸標準器中，並且要求能夠高精度地進行測量。

但是，在上述的文獻3的方法中，利用夾持部將測量長度固定，存在不能進行中間部分的長度等多樣的測量這樣的問題。另外，對於長條的階梯規，需要準備相應大小的夾持部，實施受限。

而且，應變計的輸出包含噪聲成分，所以也存在難以從轉換為長度的量中只抽出階梯規的線膨脹係數這樣的問題。

對此，若如上述的文獻2那樣在長度測量中利用三維測量機，則對於各種長度的尺寸標準器，能夠應對兩端面間的長度以及中間部分的凸部的端面間的長度這樣的多樣的測量，並且能夠基於不同的溫度下的測量進行線膨脹係數的測量。

但是，即使在如文獻2的方法那樣採用由三維測量機進行的長度測量的情況下，對於上述的長度超過1.5m的較大的階梯規來說，可能發生精度下降等的問題。

即，三維測量機使用最大允許長度測量誤差來作為體現三維測量機的測量性能的指標。通常，最大允許長度測量誤差利用一次式施加，與測量長度成正比地增大。這是指隨著測量的長度增大，精度下降。以這樣的理由，對於較長的階梯規來說，難以高精度地測量線膨脹係數。

另外，階梯規等一部分的尺寸標準器的與全長即兩端的距離不同的中間部分的區間長度被利用為標準長度。例如在階梯規中，利用排列的多個凸部中的、中間部分的兩個凸部的端面規定區間長度。

為了使這種中間部分的區間長度成為高精度的標準長度，需要預先把握該區間長度內的局部性的線膨脹係數。

在階梯規等的尺寸標準器中，通常被稱為線膨脹係數的是用遍布全長的熱變形除以全長，進一步用熱變形前後的溫度變化量除以所得值而得到的值，即，所謂的代表值。但是，在實際的階梯規等中，全長上的線膨脹係數有時不均勻，例如存在延伸方向的一部分的線膨脹係數變高或變低的部分。因而，在設定了上述這種中間部分的區間長度時，該區間的線膨脹係數可能偏離作為代表值的線膨脹係數，有時也無法確保作為該中間部分的區間長度的尺寸標準的精度。

因此，在階梯規等的尺寸標準器中，為了也能對中間部分的區間進行高精度的溫度校正，需要預先對每一成為尺寸標準的中間部分的區間長度進行線膨脹係數的測量。因此，上述的階梯規的中間部分的凸部間等的長度測量具有重要的意義。

因此，需要將與要測量的長度相對應的標準量規與測量對象物一同容納在恆溫槽內，設定為預定的溫度條件，但當在測量對象物上設定有許多個中間的區間長度的情況下，不僅需要使用與該數量相對應的標準量規，而且為了在多種溫度下測量各區間長度，還需要進行將恆溫槽內的標準量規替換而設定為多種溫度這樣的繁瑣的步驟。

一旦將恆溫槽打開來更換標準量規，使恆溫槽穩定為期望的溫度需要大約1天，這種伴隨標準量規的更換進行的線膨脹係數的測量極為繁瑣。

另外，為了降低設備成本並且使準備工作容易進行，作為標準量規，希望使用現有的量具。但是，有標準的「jisb7506」或「iso3650」的量具，在該規定上對全長超過0.5mm且在1000mm以下的量具進行定義。因此，現有的量具的最大長度為1000mm，關於在此以上的長度，需要進行另外製作來確保精度或者將多個量具接在一起來使用這樣的處理。

其中，為了另外製作超過1000mm的量具來確保精度，會導致成本上升，不可採用。

另一方面，將多個量具(使多個量具緊密接觸＝結合)接在一起而使全長超過1000mm可以說是量具的本來的使用方法。但是，在如線膨脹係數的測量那樣的伴有溫度變化的情況下，存在接在一起的量具彼此的密合狀態不再穩定這樣的問題。詳細而言，有時溫度使接在一起的量具的全長發生變動，或者在彼此的密合面上發生由溫度變化導致的應變，使緊密接觸解除。因而，難以將多個量具接在一起來用作用於測量線膨脹係數的標準量規。

如此，對於超過了標準量規的長度的寬大的尺寸標準器的遍布全長的線膨脹係數的測量，存在各種困難，希望得到解決。

技術實現要素：

發明要解決的問題

本發明的目的在於提供一種能夠高精度且便宜地進行各種長度的尺寸標準器的線膨脹係數的測量的、尺寸標準器的線膨脹係數測量方法以及測量裝置。

本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法將尺寸標準器作為測量對象物，測量上述測量對象物的從第1表面到第2表面的部分的線膨脹係數，上述測量對象物的第1表面和第2表面沿上述測量對象物的延伸方向分開，其特徵在於，在上述尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，準備：標準量規，其具有與上述第1表面以及上述第2表面相對應的第1基準表面以及第2基準表面，並且從上述第1基準表面到上述第2基準表面的長度已知；恆溫槽，其能夠容納上述測量對象物以及上述標準量規，並且能夠調整內部溫度，且在測量用表面上具有測量用開口；測量對象物支承臺，其設置在上述恆溫槽的內部而支承上述測量對象物；標準量規支承臺，其設置在上述恆溫槽的內部而支承上述標準量規；三維測量機，能從上述測量用開口向上述恆溫槽的內部導入該三維測量機的測量探針，在上述恆溫槽的內部將上述測量對象物以及上述標準量規支承為平行，將上述恆溫槽的內部溫度設為第1溫度，將從上述第1基準表面到上述第2基準表面的長度作為基準，比較測量從上述第1表面到上述第2表面的長度，將上述恆溫槽的內部溫度設為第2溫度，將從上述第1基準表面到上述第2基準表面的長度作為基準，比較測量從上述第1表面到上述第2表面的長度，根據上述第1溫度下的從上述第1表面到上述第2表面的長度和上述第2溫度下的從上述第1表面到上述第2表面的長度，算出上述測量對象物的線膨脹係數。

在這樣的本發明中，由於使用三維測量機進行測量對象物的長度測量，所以不用昂貴的光波幹涉儀就能高精度地測量各種長度的尺寸標準器的線膨脹係數。

此時，能夠測量從第1表面到第2表面的長度來作為測量對象物的長度。因此，通過將測量對象物的兩端面設為第1表面以及第2表面，能夠測量測量對象物的長度以及兩端面間的線膨脹係數。另外，通過將第1表面以及第2表面設定為測量對象物的中間部分的凸部的端面等，也能測量該中間部分的長度以及線膨脹係數。

而且，在本發明中，在使用三維測量機對測量對象物的長度進行測量時，作為長度的基準，使用標準量規，進行相對於該標準量規的長度的比較測量。因此，長度測量的結果不依賴於三維測量機的標度的精度，只依賴於標準量規的精度，即使測量對象物較長，也能確保高精度。

即，在本發明中，在長度的比較測量中，在測量對象物較短的情況下，使用與該測量對象物對應的較短的標準量規，在測量對象物較長的情況下，使用與該測量對象物對應的較長的標準量規。

並且，利用三維測量機測量標準量規的長度(第1基準表面與第2基準表面之間的距離)以及測量對象物的長度(第1表面與第2表面之間的距離)，使標準量規的測量長度與測量對象物的測量長度的差與標準量規的已知的標準長度相加，由此算出測量對象物的長度。

即，三維測量機只要能夠測量標準量規的測量長度與測量對象物的測量長度的差即可，詳細而言是第1表面與第1基準表面之間的距離以及第2表面與第2基準表面之間的距離。

因此，在本發明中，在長度的比較測量中，即使測量對象物較長，也不會對作為三維測量機的測量性能的最大允許長度測量誤差產生影響。

由此，採用本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法，能夠高精度且便宜地進行各種長度的尺寸標準器的線膨脹係數的測量。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，在進行上述比較測量時，進行坐標系決定，該坐標系決定包括上述第1基準表面、上述第2基準表面、上述第1表面以及上述第2表面這幾者的中心坐標的計算；和上述標準量規以及上述測量對象物的相對於上述延伸方向的傾斜的計算。

在這樣的本發明中，在進行比較測量時，能夠決定成為標準量規以及測量對象物各自的長度測量的基準的坐標系。

即，即使在標準量規的第1基準表面以及第2基準表面、測量對象物的第1表面以及第2表面相對於延伸方向傾斜的狀態下，也能根據各表面上的從三維測量機的接觸位置到中心坐標的距離和各表面的傾斜，校正由三維測量機進行的檢測位置。

並且，能夠結合標準量規以及測量對象物的當下的狀態決定標準量規以及測量對象物各自的坐標系，根據該坐標系進行長度測量，從而能夠提高精度，將比較測量的精度維持為較高。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述標準量規支承臺在上述測量對象物的與上述測量用開口相對的一側支承上述標準量規。

作為測量對象物的與測量用開口相對的一側，例如可以設為測量對象物的上表面側或側表面側等。

在這樣的本發明中，將作為測量對象物的測量對象部位的第1表面以及第2表面配置在測量用開口側，並在該測量用開口側配置標準量規，從而能使比較對象的第1基準表面以及第2基準表面靠近第1表面以及第2表面來配置，提高測量精度，並且能夠實現測量動作的高效化和迅速化。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述標準量規的上述延伸方向的長度比上述測量對象物的上述延伸方向的長度短預定長度。

作為預定長度，為在測量對象物的測量用開口側的表面且是與第1表面或第2表面最近的表面上能夠確保可以與三維測量機的探針接觸的面積的程度的長度即可。例如在使用具有多個凸部的階梯規作為測量對象物的情況下，標準量規為比階梯規的長度短一個凸部的量的長度即可。

在這樣的本發明中，在測量對象物的測量用開口側配置標準量規，所以測量對象物的測量用開口側的表面被標準量規覆蓋。但是，在測量對象物的端部附近，與標準量規的長度較短相對應地表面在測量用開口側露出。

因而，在進行上述的坐標系決定時，使三維測量機的探針與測量對象物的端部的露出的表面接觸，從而能夠不與標準量規幹涉地檢測表面。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，在進行上述比較測量時，將上述第1基準表面和上述第1表面配置在同一平面內，或者將上述第2基準表面和上述第2表面配置在同一平面內。

在這樣的本發明中，在如上述那樣使標準量規比測量對象物短預定長度時，在處於同一平面的一側的相反側的端部，標準量規與測量對象物的長度的差達到最大，能使利用三維測量機的探針檢測表面時的富餘達到最大。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述測量對象物支承臺包括測量對象物第1支承臺以及測量對象物第2支承臺，上述測量對象物第1支承臺以及上述測量對象物第2支承臺分別限制上述測量對象物的與上述延伸方向交叉的兩個方向的位移，並且允許上述測量對象物的以與上述延伸方向交叉的兩個方向作為中心軸進行的轉動，上述測量對象物第1支承臺以及上述測量對象物第2支承臺的任一方限制上述測量對象物的沿上述延伸方向的位移，並且任意另一方允許上述測量對象物的沿上述延伸方向的位移，上述測量對象物第1支承臺以及上述測量對象物第2支承臺的任一方限制上述測量對象物的以上述延伸方向作為中心軸進行的轉動，並且任意另一方允許上述測量對象物的以上述延伸方向作為中心軸進行的轉動，並且上述標準量規支承臺包括標準量規第1支承臺以及標準量規第2支承臺，上述標準量規第1支承臺以及上述標準量規第2支承臺分別限制上述標準量規的與上述延伸方向交叉的兩個方向的位移，並且允許上述標準量規的以與上述延伸方向交叉的兩個方向作為中心軸進行的轉動，上述標準量規第1支承臺以及上述標準量規第2支承臺的任一方限制上述標準量規的沿上述延伸方向的位移，並且任意另一方允許上述標準量規的沿上述延伸方向的位移，上述標準量規第1支承臺以及上述標準量規第2支承臺的任一方限制上述標準量規的以上述延伸方向作為中心軸進行的轉動，並且任意另一方允許上述標準量規的以上述延伸方向作為中心軸進行的轉動。

在這樣的本發明中，對於測量對象物以及標準量規各自的延伸方向的位移，利用第1支承體以及第2支承體中的一方限制(定位)位移，並且利用另一方允許位移，從而能夠準確地進行測量對象物以及標準量規的延伸方向的長度的比較測量。此外，利用第1支承體以及第2支承體中的任意一方限制將延伸方向作為中心軸的轉動，並且允許繞其他的軸線的轉動，從而即使測量對象物以及標準量規發生了彎曲變形等，也能允許此彎曲變形等。

在本發明中，利用上述這樣的測量對象物支承臺以及標準量規支承臺，能夠應對測量對象物以及標準量規的自由膨脹、姿勢變動，並且能將測量對象物以及標準量規維持為各自的延伸方向相互平行的期望的狀態。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述測量對象物第1支承臺在其與上述測量對象物的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、平面與球的接觸部、以及v形槽與球的接觸部中的任一個接觸部或任兩個接觸部，上述測量對象物第2支承臺在其與上述測量對象物的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、平面與球的接觸部、以及v形槽與球的接觸部中的上述測量對象物第1支承臺所不具備的接觸部。

在這樣的本發明中，包括測量對象物第1支承臺以及測量對象物第2支承臺的測量對象物支承臺能在其與測量對象物的底面之間構成具有圓錐孔與球的接觸部、平面與球的接觸部以及v形槽與球的接觸部這三個點的運動學支承，適當地進行沿延伸方向以及與延伸方向交叉的方向的上述的位移限制以及轉動限制。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述測量對象物第1支承臺在其與上述測量對象物的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、以及平面與球的接觸部中的任一個接觸部，上述測量對象物第2支承臺在其與上述測量對象物的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、以及平面與球的接觸部中的上述測量對象物第1支承臺所不具備的接觸部，上述測量對象物第1支承臺和上述測量對象物第2支承臺中的任一方具有上述測量對象物的一方的側表面與球的接觸部和將上述測量對象物的側表面推壓於上述球的推壓部件。

在這樣的本發明中，在測量對象物第1支承臺和測量對象物第2支承臺的任一方，推壓部件和與測量對象物的側表面接觸的接觸部的組合允許延伸方向的位移，並且限制與延伸方向交叉的兩個方向的位移，所以起到相當於形成於測量對象物的底面的v形槽與球的組合的功能。結果，能在測量對象物第1支承臺以及測量對象物第2支承臺上獲得相當於上述的運動學支承的功能，能夠適當地進行沿延伸方向以及與延伸方向交叉的方向的上述的位移限制以及轉動限制。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述標準量規第1支承臺在其與上述標準量規的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、平面與球的接觸部、以及v形槽與球的接觸部中的任一個接觸部或任兩個接觸部，上述標準量規第2支承臺在其與上述標準量規的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、平面與球的接觸部、以及v形槽與球的接觸部中的上述標準量規第1支承臺所不具備的接觸部。

在這樣的本發明中，包括標準量規第1支承臺以及標準量規第2支承臺的標準量規支承臺能在其與標準量規的底面之間構成具有圓錐孔與球的接觸部、平面與球的接觸部以及v形槽與球的接觸部這三個點的運動學支承，適當地進行沿延伸方向以及與延伸方向交叉的方向的上述的位移限制以及轉動限制。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述標準量規第1支承臺在其與上述標準量規的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、以及平面與球的接觸部中的任一個接觸部，上述標準量規第2支承臺在其與上述標準量規的底面之間具有圓錐孔與球的接觸部、以及平面與球的接觸部中的上述標準量規第1支承臺所不具備的接觸部，上述標準量規第1支承臺和上述標準量規第2支承臺中的任一方具有上述標準量規的一方的側表面與球的接觸部和將上述標準量規的側表面推壓於上述球的推壓部件。

在這樣的本發明中，在標準量規第1支承臺和標準量規第2支承臺的任一方，標準量規的側表面和推壓部件的組合允許延伸方向的位移，並且限制與延伸方向交叉的兩個方向的位移，所以起到相當於形成於標準量規的底面的v形槽與球的組合的功能。結果，能在標準量規第1支承臺以及標準量規第2支承臺上獲得相當於上述的運動學支承的功能，適當地進行沿延伸方向以及與延伸方向交叉的方向的上述的位移限制以及轉動限制。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，使用安裝在上述標準量規上而支承於上述標準量規支承臺的支承配件，或者使用安裝在上述測量對象物上而支承於上述測量對象物支承臺的支承配件。

在這樣的本發明中，即使在進行上述的由運動學支承等進行的支承的情況下，也是在支承配件上形成圓錐孔和v形槽等即可，不必直接在標準量規或測量對象物上形成圓錐孔和v形槽等，能夠容易地實施。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述尺寸標準器具有朝向下方對上述標準量規進行加壓的加壓部件。

在這樣的本發明中，即使在標準量規為輕型的情況下，通過朝向下方加壓，也能穩定地進行利用標準量規支承臺的支承。

另外，測量對象物的重量通常比標準量規大，不必特別加壓。但是，在測量對象物為輕型的情況下，也可以進行同樣的加壓。

本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法將尺寸標準器作為測量對象物，對利用多對沿上述測量對象物的延伸方向分開的測量起點以及測量終點規定的多個測量區間的上述測量對象物的線膨脹係數進行測量，其特徵在於，在上述尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，準備：標準量規，其具有對與多個上述測量區間相對應的多個基準區間進行規定的多對基準起點以及基準終點，上述基準區間各自的長度已知；恆溫槽，其能夠容納上述測量對象物以及上述標準量規，且能調整內部溫度，且在測量用表面具有測量用開口；三維測量機，能從上述測量用開口向上述恆溫槽的內部導入該三維測量機的測量探針，在上述恆溫槽的內部將上述測量對象物以及上述標準量規支承為平行，將上述恆溫槽的內部溫度設為第1溫度，利用上述測量探針檢測出上述測量起點、上述測量終點、上述基準起點以及上述基準終點這幾者的位置，基於對應的上述基準區間的長度對多個上述測量區間的各上述測量區間的長度進行比較測量，將上述恆溫槽的內部溫度設為第2溫度，利用上述測量探針檢測出上述測量起點、上述測量終點、上述基準起點以及上述基準終點這幾者的位置，基於對應的上述基準區間的長度對多個上述測量區間的各上述測量區間的長度進行比較測量，根據上述第1溫度下的測量長度和上述第2溫度下的測量長度，對多個上述測量區間的各上述測量區間算出線膨脹係數。

在這樣的本發明中，關於多個上述測量區間的各上述測量區間，能夠根據第1溫度下的測量長度和第2溫度下的測量長度算出線膨脹係數，從而也能高效地測量尺寸標準器的中間部分的每個區間的線膨脹係數。

在本發明中，使用三維測量機進行測量對象物的長度測量，所以不使用昂貴的光波幹涉儀，就能高精度地測量各種長度的尺寸標準器的線膨脹係數。

在本發明中，在使用三維測量機對測量對象物的長度進行測量時，作為長度的基準，使用標準量規，進行相對於該標準量規的長度的比較測量。因此，長度測量的結果不依賴於三維測量機的標度的精度，只依賴於反覆精度，即使測量對象物較長，也能確保高精度。另外，標準量規使用由極低膨脹係數或零膨脹係數的材質製成的標準量規，或使用已知準確的膨脹量的標準量規。

在本發明中，標準量規以及測量對象物均容納在恆溫槽內，所以在利用三維測量機進行各測量區間的長度的比較測量時，僅開閉恆溫槽的測量用開口而導入或取出測量探針即可。即，完全不必在從第1溫度下的各測量區間的比較測量到第2溫度下的各測量區間的比較測量的期間進行用於標準量規的更換以及取出放入的恆溫槽的開放，能使恆溫槽內的溫度變化限於最小程度，也能使測量作業時間為最小程度。

由此，採用本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法，能夠高精度且便宜地進行各種長度的尺寸標準器的線膨脹係數的測量，並且也能高效地測量尺寸標準器的中間部分的每個區間的線膨脹係數。

在實施本發明時，例如能在測量對象物上設定第1測量區間、第2測量區間以及第3測量區間，並利用第1測量起點與第1測量終點的對來規定第1測量區間，同樣利用第2測量起點與第2測量終點的對以及第3測量起點與第3測量終點的對來規定第2測量區間和第3測量區間。

在應對這樣的測量對象物的情況下，能使標準量規具有與第1測量區間～第3測量區間對應的第1基準區間～第3基準區間，並利用第1基準起點與第1基準終點的對來規定第1基準區間，同樣利用第2基準起點與第2基準終點的對以及第3基準起點與第3基準終點的對來規定第2基準區間和第3基準區間。

在這樣的設定中，通過在第1溫度以及第2溫度的各溫度下依次進行對標準量規的第1基準區間～第3基準區間的比較測量，能夠測量對象物的第1基準區間～第3測量區間的長度。在獲得了各溫度下的各區間的長度後，根據第1基準區間～第3測量區間在第1溫度下的長度與第2溫度下的長度的差，和第1溫度與第2溫度的溫度差，獲得各區間的線膨脹係數，即，第1線膨脹係數～第3線膨脹係數。

而且，關於對應的第1測量區間～第3測量區間和第1基準區間～第3基準區間，對應的起點以及終點的位置可以完全一致，區間的長度也可以完全相同，但起點以及終點的延伸方向的位置也可以錯開而使長度不同。但是，希望的是，對應的測量區間以及基準區間的長度的差為10mm以下。

在本發明中，測量區間以及基準區間的設定數量不限定於例示的第1～第3這三組，也可以為第1以及第2這兩組，也可以為四組以上。

在本發明中，作為視作測量對象物的尺寸測量器，例如使用階梯規。並且，將排列在階梯規上的多個凸部中的任一凸部的表面上的點作為起點以及終點來設定多個測量區間即可。

但是，本發明的測量對象物不限定於階梯規，也可以是具有沿延伸方向施加多個長度基準的形狀的其他的尺寸標準器。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述標準量規的上述基準起點以及上述基準終點分別是以下的點中的任一者，即，形成在上述標準量規上的凸部的與上述延伸方向交叉的表面上的點，利用上述三維測量機對形成在上述標準量規上的圓筒狀的檢測孔的內周面進行檢測而獲得的上述檢測孔的中心軸線上的假想的點，利用上述三維測量機對形成在上述標準量規上的檢測圓柱的外周面進行檢測而獲得的上述檢測圓柱的中心軸線上的假想的點，利用上述三維測量機對形成在上述標準量規上的檢測球的外周面進行檢測而獲得的表示上述檢測球的中心的假想的點。

在這樣的本發明中，能在形成於標準量規的凸部的表面形成實體性的基準起點以及基準終點。作為具有這種凸部的標準量規，例如能夠使用階梯規。而且，作為形成實體性的基準起點以及基準終點的表面，也可以使用標準量規的兩端面。

在本發明中，不限定於實體性的基準起點以及基準終點，也可以在標準量規上形成內周面為圓筒狀的檢測孔，或在標準量規上排列檢測圓柱或檢測球，利用三維測量機進行上述檢測孔或檢測圓柱或檢測球的表面的3點以上的接觸測量，從而設定假想性的基準起點以及基準終點，通過在一根長條板狀的標準量規主體上加工出檢測孔，或在表面固定檢測圓柱或檢測球，能夠簡單地製造標準量規。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，通過將與上述基準區間相對應的多個量具束縛在一起而形成上述標準量規，將上述量具的兩端面設為上述基準起點以及上述基準終點。

在這樣的本發明中，通過將現有的量具束縛多個，能夠形成標準量規。將多個量具各自的兩端面作為基準起點以及基準終點來形成基準區間，所以能在束縛在一起後的狀態下形成多個長度的基準區間。因而，能夠簡單且便宜地製造形成多個長度的基準區間的標準量規。

另外，在束縛多個量具時，希望的是，從全長較長的量具開始使各量具依次疊合。能夠利用固定在一個量具上的其他的較短的量具，構成上述的「形成在標準量規上的凸部」。

當在綑紮了多個量具的狀態下將量具固定時，能夠使用將各量具的捆包圍的構件、將各量具貫穿的構件或使各量具結合的粘接劑。

可以將多個量具中的任一個基準起點彼此對齊為同一平面狀，使各量具的長度的差分只出現在相反側的端部，也可以不將量具的兩端對齊而使各量具的長度的差分分別出現在兩端。

在本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，希望的是，上述標準量規在與上述測量對象物的上述測量起點以及上述測量終點的至少任一方相對應的位置上具有能供上述三維測量機的測量探針貫穿的通孔。

在這樣的本發明中，即使在沿測量對象物的形成有測量起點以及測量終點的一側並列配置標準量規的情況下，也能經過通孔導入測量探針，從而能夠檢測測量起點以及測量終點這兩者的位置。

另外，通孔也可以與形成在標準量規上的圓筒狀的檢測孔共用。

本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法將尺寸標準器作為測量對象物，測量上述測量對象物的測量對象區間的線膨脹係數，其特徵在於，在尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中，準備：標準量規，其具有比上述測量對象區間的長度短的已知的標準量規長度；恆溫槽，其能夠容納上述測量對象物以及上述標準量規，且能調整內部溫度，且在測量用表面具有測量用開口；三維測量機，能從上述測量用開口向上述恆溫槽的內部導入該三維測量機的測量探針，在上述測量對象區間以逐個錯開預定的錯開量的方式分配出多個相當於上述標準量規長度的長度的比較測量區間，在上述恆溫槽的內部將上述測量對象物以及上述標準量規支承為平行，將上述恆溫槽的內部溫度定為第1溫度，將上述標準量規作為基準對多個上述比較測量區間的長度依次進行比較測量，將上述恆溫槽的內部溫度設為第2溫度，將上述標準量規作為基準分別對多個上述比較測量區間的長度依次進行比較測量，根據上述第1溫度下的比較測量長度和上述第2溫度下的比較測量長度，算出多個上述比較測量區間的每個上述比較測量區間的區間線膨脹係數，根據獲得的多個上述區間線膨脹係數計算上述測量對象區間整體的線膨脹係數。

在本發明中，測量對象區間可以與測量對象物的全長相同，即作為測量對象物的兩端之間(相當於測量對象物的全長)的部分，也可以是將自測量對象物的端部錯開的位置作為起點以及終點的區間(測量對象物的中途的區間)。階梯規等相當於成為測量對象物的尺寸測量器。

在本發明中，作為標準量規長度，是標準量規的全長，即標準量規的兩端間的距離即可，也可以是將自標準量規的端部錯開的位置作為起點以及終點的區間(形成在標準量規的中途的臺階等之間的區間)的長度。作為標準量規，優選的是高精度地校準了標準量規長度的量具。

在本發明中，在將測量對象物和標準量規平行地支承在恆溫槽內時，將標準量規長度的方向和測量對象區間的方向設定為平行。在支承測量對象物以及標準量規時，希望的是，使用將測量對象物以及標準量規各自的方向維持為恆定，並且允許測量對象物以及標準量規各自的延伸方向的熱變形那樣的支承裝置。

在這樣的本發明中，以覆蓋測量對象區間的整體的方式配置多個比較測量區間，在各比較測量區間進行各比較測量區間的長度的比較測量，並且根據第1溫度以及第2溫度下的各比較測量區間的長度，計算各比較測量區間的區間線膨脹係數。

因而，在本發明中，即使測量對象區間的長度比標準量規長，也能在各比較測量區間進行使用了標準量規的比較測量。

在比較測量區間的長度的比較測量中，使用三維測量機進行相對於標準量規的長度的比較測量，所以能夠不使用昂貴的光波幹涉儀，以低成本進行高精度的測量。

另外，由於使用三維測量機，並且進行相對於標準量規的長度的比較測量，所以長度測量的結果不依賴於三維測量機的標度的精度，只依賴於標準量規的精度。並且，即使測量對象區間較長，也能縮短各比較測量區間，所以能將現有的量具等用作標準量規，實現低成本。

而且，標準量規以及測量對象物均容納在恆溫槽內，在利用三維測量機進行的各比較測量區間的長度的比較測量中，僅開閉恆溫槽的測量用開口而導入或取出測量探針即可。

並且，通過預先準備與各比較測量區間對應的標準量規，不必在測量作業的中途從恆溫槽中取出標準量規或將標準量規放入到恆溫槽內，能將測量作業中的恆溫槽內的溫度變化限於最小程度，也能使測量作業時間為最小程度。

如上所述，採用本發明，即使是超過標準量規的長度的寬大的尺寸標準器，也能高精度且便宜地進行遍布全長的線膨脹係數的測量。

在本發明中，希望的是，當在上述測量對象區間分配上述比較測量區間時，使用使上述測量對象區間的長度和上述標準量規長度成為整數比的上述標準量規，將上述測量對象區間的長度與上述標準量規長度的差的整數分之一設為上述錯開量，在上述測量對象區間分配出比利用上述測量對象區間的長度與上述標準量規長度的差來除以上述錯開量而得到的數量多1的分配數量的上述比較測量區間。

在這樣的本發明中，能夠利用在彼此錯開了錯開量的位置並列的分配數量的量的比較測量區間覆蓋測量對象區間的整體。

並且，當在各比較測量區間計算了區間線膨脹係數後，能在測量對象區間的各部分，將每個錯開量的各區間作為單位進行各比較測量區間的區間線膨脹係數的運算處理，使運算處理高效化。

例如，當在各比較測量區間計算了各比較測量區間的區間線膨脹係數後，能在疊合的比較測量區間彼此取得區間線膨脹係數的平均值，從而利用各比較測量區間的區間線膨脹係數，高精度且可靠地求出測量對象區間的整體的線膨脹係數。

在本發明中，希望的是，在計算上述測量對象區間整體的上述線膨脹係數時，在上述測量對象區間分配出每隔上述錯開量分隔開的多個合計區間，在各上述合計區間求出被分配為上述合計區間的上述比較測量區間的上述區間線膨脹係數的平均值，並且根據上述合計區間的長度相對於上述測量對象區間的長度的比率，求出上述合計區間的加權係數，求出每個上述合計區間的上述區間線膨脹係數的平均值與上述加權係數的積的總和，並設為上述測量對象區間整體的上述線膨脹係數。

在這樣的本發明中，通過在測量對象區間分配出多個合計區間，在各合計區間取得區間線膨脹係數的平均值，並且對合計區間的平均值施加與合計區間對應的加權後求出總和，能夠高效地測量高精度的線膨脹係數。

在本發明中，優選的是，設置有能將上述標準量規保持在上述恆溫槽內而向多個上述比較測量區間的各上述比較測量區間移動的標準量規移動機構，在進行多個上述比較測量區間的長度的比較測量時，使上述標準量規依次向進行比較測量的上述比較測量區間移動。

在這樣的本發明中，能在多個比較測量區間共用一個標準量規，也能防止測量精度的不均。

在本發明中，優選的是，作為上述標準量規，使用具有與多個上述比較測量區間相對應的多個量規部的標準量規，在進行多個上述比較測量區間的長度的比較測量時，進行上述比較測量區間與對應於上述比較測量區間的上述量規部之間的比較測量。

在這樣的本發明中，能夠利用一個標準量規應對多個比較測量區間，從而能夠省略使標準量規移動等的操作。

作為具有這樣的多個量規部的標準量規，例如能夠利用將具有與比較測量區間的長度對應的標準量規長度的量具束縛在一起並該量具相互逐個錯開了錯開量地固定而成的標準量規。

在本發明中，希望的是，通過將具有與上述比較測量區間的長度相對應的上述標準量規長度的量具束縛在一起，並該量具相互逐個錯開了錯開量地固定而形成上述標準量規，在上述量具的中間部且在面向另一上述量具的端部的位置，形成有貫穿上述量具的正反面的貫通孔。

在這樣的本發明中，即使在被標準量規遮擋的位置存在測量對象物的比較測量區間的情況下，也能經過貫通孔導入三維測量機的測量探針。

在本發明中，希望的是，上述標準量規是由在上述第1溫度與上述第2溫度之間的溫度變化上可以忽略精度上的膨脹的極低膨脹係數或零膨脹係數的材質製成的標準量規和由膨脹係數已知的材質製成的標準量規中的任一者。

在這樣的本發明中，在利用極低膨脹係數或零膨脹係數的材質製造標準量規的情況下，能夠省略第1溫度與第2溫度之間的標準量規的長度的溫度校正。另一方面，在利用膨脹係數已知的材質製造標準量規的情況下，能在第1溫度以及第2溫度下通過溫度校正來計算各溫度下的高精度的標準量規的長度。無論在哪種情況下，都能準確地計算各溫度下的標準量規長度，所以能夠高精度地進行第1溫度下的比較測量和第2溫度下的比較測量。

另外，作為這樣的標準量規，能夠利用確保了高精度的現有的量具。

本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量裝置將尺寸標準器作為測量對象物，對上述測量對象物的從第1表面到第2表面的部分的線膨脹係數進行測量，上述測量對象物的第1表面和第2表面沿上述測量對象物的延伸方向分開，其特徵在於，上述尺寸標準器的線膨脹係數測量裝置具有；標準量規，其具有與上述第1表面以及上述第2表面相對應的第1基準表面以及第2基準表面，並且從上述第1基準表面到上述第2基準表面的長度已知；恆溫槽，其能夠容納上述測量對象物以及上述標準量規，且能調整內部溫度，且在測量用表面具有測量用開口；測量對象物支承臺，其設置在上述恆溫槽的內部而支承上述測量對象物；標準量規支承臺，其設置在上述恆溫槽的內部而支承上述標準量規；三維測量機，能從上述測量用開口向上述恆溫槽的內部導入該三維測量機的測量探針。

在這樣的本發明中，利用如上述的本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中所述的步驟能夠獲得同樣的作用效果。

本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量裝置將尺寸標準器作為測量對象物，對利用多對沿上述測量對象物的延伸方向分開的測量起點以及測量終點規定的多個測量區間的上述測量對象物的線膨脹係數進行測量，其特徵在於，上述尺寸標準器的線膨脹係數測量裝置具有：標準量規，其具有對與多個上述測量區間相對應的多個基準區間進行規定的多對基準起點以及基準終點，上述基準區間各自的長度已知；恆溫槽，其能夠容納上述測量對象物以及上述標準量規，且能調整內部溫度，且在測量用表面具有測量用開口；三維測量機，能從上述測量用開口向上述恆溫槽的內部導入該三維測量機的測量探針。

在這樣的本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量裝置中，通過在上述的本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中使用本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量裝置，能夠獲得如上所述的作用效果。

本發明的標準量規將尺寸標準器作為測量對象物，對利用多對沿上述測量對象物的延伸方向分開的測量起點以及測量終點規定的多個測量區間的上述測量對象物的線膨脹係數進行測量，其特徵在於，上述標準量規具有對與多個上述測量區間相對應的多個基準區間進行規定的多對基準起點以及基準終點，上述基準區間各自的長度已知。

在這樣的本發明的標準量規中，通過在上述的本發明的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法中使用本發明的標準量規，能夠獲得如上所述的作用效果。

採用本發明，能夠提供能對各種長度的尺寸標準器高精度且便宜地進行線膨脹係數的測量的尺寸標準器的線膨脹係數測量方法以及測量裝置。

附圖說明

圖1是表示本發明的測量裝置的立體圖。

圖2是表示作為本發明的第1實施方式的測量對象物的階梯規的立體圖。

圖3是表示作為上述第1實施方式的標準量規的標準量具的立體圖。

圖4是表示上述第1實施方式的恆溫槽、階梯規以及標準量具的配置的立體圖。

圖5是表示上述第1實施方式的測量對象物第1支承臺的側視圖。

圖6是表示上述第1實施方式的測量對象物第2支承臺的側視圖。

圖7是表示上述第1實施方式的標準量規第1支承臺的側視圖。

圖8是表示上述第1實施方式的標準量規第2支承臺的側視圖。

圖9是表示上述第1實施方式的標準量具的底面側的立體圖。

圖10是表示上述第1實施方式的測量步驟的流程圖。

圖11是表示上述第1實施方式的設置狀態的側視圖。

圖12是表示上述第1實施方式的測量動作的立體圖。

圖13是表示本發明的第2實施方式的支承配件的立體圖。

圖14是表示本發明的第3實施方式的恆溫槽的立體圖。

圖15是表示上述第3實施方式的恆溫槽、階梯規以及標準量具的配置的立體圖。

圖16是表示本發明的第4實施方式的測量對象物第1支承臺的側視圖。

圖17是表示上述第4實施方式的測量對象物第2支承臺的側視圖。

圖18是表示本發明的第5實施方式的標準量規第1支承臺的側視圖。

圖19是表示上述第5實施方式的標準量規第2支承臺的側視圖。

圖20是表示作為本發明的第6實施方式的測量對象物的階梯規的立體圖。

圖21是表示上述第6實施方式的標準量規的側視圖。

圖22是表示上述第6實施方式的標準量規的俯視圖。

圖23是表示上述第6實施方式的測量狀態的示意圖。

圖24是表示上述第6實施方式的測量步驟的流程圖。

圖25是表示本發明的第7實施方式的標準量規的側視圖。

圖26是表示上述第7實施方式的標準量規的俯視圖。

圖27是表示本發明的第8實施方式的標準量規的側視圖。

圖28是表示上述第8實施方式的標準量規的俯視圖。

圖29是表示本發明的第9實施方式的標準量規的側視圖。

圖30是表示上述第9實施方式的標準量規的俯視圖。

圖31是表示本發明的第10實施方式的標準量規的側視圖。

圖32是表示上述第10實施方式的標準量規的俯視圖。

圖33是表示作為本發明的第11實施方式的測量對象物的階梯規的立體圖。

圖34是表示上述第11實施方式的標準量規的俯視圖。

圖35是表示上述第11實施方式的標準量規的側視圖。

圖36是表示上述第11實施方式的測量狀態的示意圖。

圖37是表示上述第11實施方式的測量步驟的流程圖。

圖38是表示上述第11實施方式的區間設定的示意圖。

圖39是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖40是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖41是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖42是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖43是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖44是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖45是表示上述第11實施方式的另一區間設定的示意圖。

圖46是表示本發明的第12實施方式的標準量規的側視圖。

圖47是表示上述第12實施方式的標準量規的俯視圖。

圖48是表示上述第12實施方式的測量步驟的流程圖。

具體實施方式

以下，基於附圖說明本發明的實施方式。

第1實施方式

在圖1中，本實施方式的線膨脹係數測量裝置1將尺寸標準器即階梯規10作為測量對象物，高精度地測量階梯規10的線膨脹係數。

為此，線膨脹係數測量裝置1包括容納階梯規10並維持為預定溫度的恆溫槽30、同樣被容納在恆溫槽30內的作為標準量規的標準量具2、以及將標準量具2作為基準對階梯規10的長度進行比較測量的三維測量機40。

三維測量機40具有平臺41，在平臺41的上表面上利用立柱42以及橫梁43支承有測量頭44。在測量頭44上設置有向下方延伸的滑塊(日文：ラム)45，在滑塊45的頂端支承有探針46。

三維測量機40的立柱42相對於平臺41沿y軸方向移動自如，測量頭44相對於橫梁43沿x軸方向移動自如，滑塊45相對於測量頭44沿z軸方向移動自如。利用上述的3軸移動能使探針46相對於平臺41進行三維移動。

恆溫槽30是能將箱狀的筐體內部的溫度維持為期望的溫度的裝置，恆溫槽30載置在平臺41的上表面上，並被固定為其長度方向沿y軸方向。

通過開閉恆溫槽30的上表面，能將階梯規10以及標準量具2容納到恆溫槽30的內部。

在恆溫槽30的上表面沿y軸方向排列形成有多個具有開閉式的蓋體的測量用開口31。

在恆溫槽30的內部以階梯規10的延伸方向lt沿y軸方向的方式支承階梯規10。另外，標準量具2配置在階梯規10的上表面側(階梯規10的與測量用開口31相對的一側)，以標準量具2的延伸方向lr沿y軸方向延伸的方式與階梯規10相互平行地支承標準量具2。

如圖2所示，作為測量對象物的階梯規10具有沿延伸方向lt延伸的方柱狀的主體，階梯規10的上表面、底面以及各側表面平行於與延伸方向lt交叉的兩個方向即高度方向ht以及寬度方向wt中的任一個方向。

在階梯規10的上表面沿延伸方向lt排列有多個量具狀的凸部19。將各凸部19的延伸方向lt的長度設為dp，將各凸部19間的凹部的延伸方向lt的間隔設為dc。

在本實施方式中，將位於階梯規10的一方的端部的凸部19的表面設為第1表面11，將位於另一方的端部的凸部19的表面設為第2表面12，測量上述第1表面11與第2表面12之間的距離來作為階梯規10的長度dx。

如圖3所示，作為標準量規的標準量具2是沿延伸方向lr延伸的量具，標準量具2的上表面、底面以及各側表面平行於與延伸方向lr交叉的兩個方向即高度方向hr以及寬度方向wr中的任一個方向。

將標準量具2的位於延伸方向lr的兩端的一對端面設為第1基準表面2a以及第2基準表面2b。

標準量具2的第1基準表面2a與第2基準表面2b之間的距離即長度是drx。基於作為測量對象物的階梯規10的測量對象的長度dx(標稱尺寸、名義尺寸)，選擇長度drx比長度dx短預定尺寸(例如凸部19的長度dp量)的尺寸的標準量具2。

不僅已知標準量具2的長度drx，而且也高精度地已知標準量具2的線膨脹係數，在進行後述的第1溫度t1下的比較測量以及第2溫度t2下的比較測量時，能夠根據標準量具2的線膨脹係數高精度地計算各溫度t1、t2下的長度drx。

在圖4中，上述階梯規10以及標準量具2在恆溫槽30內平行設置。

為了支承上述階梯規10以及標準量具2，在恆溫槽30內設置剛性較高的底板32，在底板32的上表面上設置有測量對象物支承臺50以及標準量規支承臺60。

測量對象物支承臺50包括第1表面11側的測量對象物第1支承臺51和第2表面12側的測量對象物第2支承臺52。

標準量規支承臺60包括第1基準表面2a側的標準量規第1支承臺61和第2基準表面2b側的標準量規第2支承臺62。

測量對象物第1支承臺51

在圖5中，測量對象物第1支承臺51具有設置於底板32的基部511，沿基部511的兩側緣形成有立起部512、513。階梯規10被容納於立起部512、513之間的空間，並被支承在基部511上。

在基部511上沿寬度方向wt並列設置有兩組球514以及球保持件515。球保持件515具有在球514上滾動的許多個支承球，形成所謂的自由式球軸承或球式腳輪。

階梯規10的底面與兩個球514抵接，利用上述球514以及球保持件515在測量對象物第1支承臺51與階梯規10的底面之間形成平面與球的接觸部502。

並且，利用上述兩組接觸部502將階梯規10的載荷經由基部511和底板32支承於恆溫槽30。

在接觸部502，通過階梯規10的底面和球514之間進行滾動，能使階梯規10沿延伸方向lt以及寬度方向wt位移，且進行將高度方向h以及寬度方向wt作為中心軸的旋轉(偏轉以及起伏)。

但是，階梯規10的底面與球514抵接，沿高度方向ht的位移受到限制。另外，由於球514為兩組，所以將延伸方向lt作為中心軸的旋轉(滾動)也受到限制。

在立起部512與階梯規10的側表面之間設置有與位於階梯規10與基部511之間的接觸部502同樣的球514以及球保持件515，由此形成平面與球的接觸部504。

在立起部513與階梯規10的側表面之間設置有與位於階梯規10與基部511之間的接觸部502同樣的球514以及球保持件515。而且，在球保持件515與立起部513之間設置有壓縮螺旋彈簧516。利用上述球514、球保持件515以及壓縮螺旋彈簧516形成推壓部件505。

階梯規10利用推壓部件505接受沿寬度方向wt的推壓，藉助接觸部504被按壓於立起部512，在寬度方向wt上被限制位移。但是，推壓部件505以及接觸部504隔著球514與階梯規10的側表面接觸，所以不會限制其他方向的位移，也不會限制將各方向作為中心軸的轉動。

因而，在測量對象物第1支承臺51上，利用兩組接觸部502支承階梯規10的載荷，並且限制階梯規10的沿高度方向ht的位移。另外，利用接觸部504以及推壓部件505也限制階梯規10的沿寬度方向wt的位移，由此也確定階梯規10的延伸方向lt的朝向。

另一方面，在測量對象物第1支承臺51上，允許延伸方向lt的位移，也允許起伏以及偏轉，當階梯規10發生了熱變形時，能夠允許延伸方向lt的伸縮。

測量對象物第2支承臺52

在圖6中，測量對象物第2支承臺52具有設置於底板32的基部521和供階梯規10的下表面載置的支承部522。

在基部521設置有球524以及球保持件525。球保持件525具有在球524上滾動的許多個支承球，形成所謂的自由式球軸承或球式腳輪。

在支承部522的下表面上形成有圓錐孔529，球524嵌入在圓錐孔529中。

利用上述圓錐孔529以及球524形成圓錐孔與球的接觸部501。

因而，在測量對象物第2支承臺52上，利用接觸部501支承階梯規10的載荷，並且階梯規10的高度方向ht的位移、寬度方向wt的位移以及延伸方向lt的位移全都受到限制。但是，在接觸部501，以球524為中心，將高度方向ht作為中心軸的旋轉(偏轉)、將寬度方向wt作為中心軸的旋轉(起伏)以及將延伸方向lt作為中心軸的旋轉(滾動)全被允許。

如此，利用測量對象物第1支承臺51以及測量對象物第2支承臺52支承階梯規10。

由此，階梯規10在測量對象物第1支承臺51以及測量對象物第2支承臺52上分別被限制寬度方向wt的位置，且被支承為延伸方向lt與恆溫槽30以及三維測量機40的y軸方向一致。

並且，在測量對象物第2支承臺52的接觸部501，延伸方向lt的位置受到約束，但在測量對象物第1支承臺51，允許延伸方向lt的位移，由熱變形導致的伸縮主要出現在第1表面11側。

標準量規第1支承臺61

在圖7中，標準量規第1支承臺61具有配置在底板32的上方的基部611和固定在基部611的下表面的支柱612，利用支柱612將標準量規第1支承臺61支承於底板32。

在基部611上沿寬度方向wr並列設置有兩組球614以及球保持件615。球保持件615具有在球614上滾動的許多個支承球，形成所謂的自由式球軸承或球式腳輪。

兩組球614以及球保持件615中的一組球614與標準量具2的下表面抵接，由此形成平面與球的接觸部602。

兩組球614以及球保持件615中的另一組球614嵌入在形成於標準量具2的下表面的圓錐孔619(參照圖9)中，由此形成圓錐孔與球的接觸部601。

因而，在標準量規第1支承臺61上，利用沿寬度方向wr並列的平面與球的接觸部602以及圓錐孔與球的接觸部601支承標準量具2的載荷，並且限制高度方向hf的位移、寬度方向wr的位移、延伸方向lr的位移以及將延伸方向lr作為中心軸的旋轉(滾動)，允許將高度方向hr作為中心軸的旋轉(偏轉)以及將寬度方向wt作為中心軸的旋轉(起伏)。

而且，在基部611形成有立起部610，在立起部610與標準量具2的上表面之間設置有與接觸部602同樣的球614及球保持件615，和朝向標準量具2的上表面對球614及球保持件615施力的壓縮螺旋彈簧617，由此形成朝向下方對標準量具2加壓的加壓部件609。

利用這種加壓部件609，在標準量規第1支承臺61上，即使標準量具2的重量較小的情況下，也能可靠地維持下表面側的接觸部601、602的接觸。

標準量規第2支承臺62

在圖8中，標準量規第2支承臺62具有與標準量規第1支承臺61同樣的基部621、支柱622和立起部620。並且，利用球624、球保持件625以及壓縮螺旋彈簧627構成同樣的加壓部件609。

另一方面，在標準量規第2支承臺62上，代替標準量規第1支承臺61上的平面與球的接觸部602以及圓錐孔與球的接觸部601，構成v形槽與球的接觸部603。

在基部621的上表面設置有球624以及球保持件625。在相對的標準量具2的下表面上沿延伸方向lr形成有v形槽628(參照圖9)。使球624嵌入在該v形槽628中，構成v形槽與球的接觸部603。

因而，在標準量規第2支承臺62上，利用v形槽與球的接觸部603支承標準量具2的載荷，並且限制高度方向hr的位移以及寬度方向wr的位移，允許延伸方向lr的位移、將延伸方向lr作為中心軸的旋轉(滾動)、將高度方向hr作為中心軸的旋轉(偏轉)以及將寬度方向wr作為中心軸的旋轉(起伏)。

如此，利用標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62支承標準量具2。

由此，在標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62上分別限制標準量具2的寬度方向wr的位置，並將標準量具2支承為延伸方向lr與恆溫槽30以及三維測量機40的y軸方向(即，階梯規10的延伸方向lt)一致。

並且，在標準量規第1支承臺61的接觸部601對延伸方向lr的位置進行約束，但在標準量規第2支承臺62上允許延伸方向lr的位移，從而使由熱變形導致的伸縮主要出現在第1基準表面2a側。

線膨脹係數的測量步驟

在圖10中表示使用線膨脹係數測量裝置1來測量階梯規10的線膨脹係數的步驟。

在測量開始時，首先，作為線膨脹係數測量裝置1，將恆溫槽30固定於三維測量機40，將階梯規10以及標準量具2設置在恆溫槽30的內部(處理s1)。

當在恆溫槽30的內部設置階梯規10以及標準量具2時，首先設置測量對象物第1支承臺51以及測量對象物第2支承臺52，利用測量對象物第1支承臺51以及測量對象物第2支承臺52支承階梯規10。接著，以跨階梯規10的方式設置標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62，利用標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62支承標準量具2。

如圖11所示，在設置階梯規10以及標準量具2時，調整階梯規10以及標準量具2各自的延伸方向lt、lf的位置，使階梯規10以及標準量具2各自的第2表面12和第2基準表面2b處於同一平面。

在此，將標準量具2的長度drx設定為比階梯規10的長度dx短凸部19的長度dx的量，所以在使第2基準表面2b與第2表面12對齊了時，第1基準表面2a距第1表面11為凸部19的長度dx的量，與第1表面11最近的凸部19處於上表面側未被標準量具2覆蓋的狀態。

當完成了階梯規10以及標準量具2的設置(處理s1)後，將測量長度(階梯規10的長度dx)輸入到三維測量機40中(處理s2)，執行不同的溫度下的階梯規10的長度的比較測量動作(處理s3～處理s5)。

首先，在將所有的測量用開口31封閉的狀態下，將恆溫槽30的內部溫度設定為第1溫度t1，等待預定時間後使溫度穩定化(處理s3)。

當恆溫槽30的內部穩定在第1溫度t1後，進行階梯規10以及標準量具2的坐標系決定(處理s4)。

詳細而言，將第1表面11側的測量用開口31開放，導入三維測量機40的探針46。並且，如圖12所示，使探針46與階梯規10的第1表面11進行3點以上的接觸而檢測出位置以及傾斜。進一步對設定有第1表面11的凸部19的上表面以及一方的側表面，同樣進行3點以上的接觸，檢測出位置以及傾斜。由此，取得第1表面11的中心位置的三維坐標和階梯規10的延伸方向lt的朝向。

同樣，利用探針46進行標準量具2的第1基準表面2a和相鄰的上表面以及側表面的接觸檢測，取得第1基準表面2a的中心位置的三維坐標和標準量具2的延伸方向lr的朝向。

進一步經過第2表面12側的測量用開口31導入探針46，進行階梯規10的第2表面12以及標準量具2的第2基準表面2b的測量，取得第2表面12以及第2基準表面2b的中心位置的三維坐標。

當完成了階梯規10以及標準量具2的坐標系決定(處理s4)後，進行階梯規10以及標準量具2的尺寸的比較測量，測量並記錄屆時的溫度(處理s5)。

詳細而言，根據由處理s4獲得的坐標系，基於第1表面11的中心位置與第1基準表面2a的中心位置之間的距離以及第2表面12的中心位置與第2基準表面2b的中心位置之間的距離，根據第1基準表面2a與第2基準表面2b之間的距離(標準量具2的長度drx)進行計算，從而能對第1表面11與第2表面12之間的距離(長度dx的準確的值)進行比較測量。

由此，在完成了第1溫度t1下的第1表面11與第2表面12之間的距離的比較測量後，將恆溫槽30的內部溫度改變為第2溫度t2(處理s6)，重複進行上述比較測量動作(處理s3～處理s5)。

由此，獲得第1溫度t1下的長度dx1和第2溫度t2下的長度dx2，所以能夠作為階梯規10的長度d，進行階梯規10的第1表面11與第2表面12之間的區間的線膨脹係數α＝[(dx1-dx2)/d]/(t1-t2)的計算(處理s7)。另外，長度d可以是測得的長度dx1和長度dx2中的任一方，或是兩者的平均值，還可以是階梯規10的標稱長度，在任一情況下，相對於熱變形δd＝(dx1-dx2)而言，長度d都足夠大，所以不影響線膨脹係數α的計算。

第1實施方式的效果

採用上述這樣的本實施方式，能夠獲得以下這樣的效果。

由於使用三維測量機40對作為測量對象物的階梯規10的長度進行測量，所以不使用昂貴的光波幹涉儀就能高精度地測量各種長度的階梯規10的線膨脹係數。

而且，在本實施方式中，在使用三維測量機40測量階梯規10的長度時，作為長度的標準，使用標準量具2，進行相對於該標準量具2的長度的比較測量。因此，長度測量的結果不依賴於三維測量機40的標度的精度，只依賴於標準量具2的精度，即使階梯規10較長，也能確保高精度。

在本實施方式中，在進行比較測量時，進行坐標系決定(圖10的處理s4)，該坐標系決定包括第1基準表面2a、第2基準表面2b、第1表面11以及第2表面12這幾者的中心坐標的計算和標準量具2以及階梯規10的相對於延伸方向lr、lt的傾斜的計算。

因此，即使是標準量具2的第1基準表面2a以及第2基準表面2b、和階梯規10的第1表面11以及第2表面12為相對於延伸方向lr、lt傾斜的狀態，也能根據各表面上的從探針46的接觸位置到中心坐標的距離和各表面的傾斜校正由三維測量機40獲得的檢測位置。

並且，結合標準量具2以及階梯規10的當下的狀態決定各坐標系，根據該坐標系進行長度的測量，從而能夠提高精度，將比較測量的精度維持為較高。

在本實施方式中，將作為階梯規10的測量對象部位的第1表面11以及第2表面12配置在測量用開口31側，並將標準量具2配置在測量用開口31側，從而能以靠近第1表面11以及第2表面12的方式配置比較對象的第1基準表面2a以及第2基準表面2b，由此能夠提高測量精度，並且能夠實現測量動作的高效化和迅速化。

在本實施方式中，將標準量具2的從第1基準表面2a到第2基準表面2b的長度drx設定為比階梯規10的從第1表面11到第2表面12的長度dx短一個凸部19的量的長度dp。

因此，即使將標準量具2配置在階梯規10的測量用開口31側，並且利用標準量具2覆蓋階梯規10的表面，也能在第1表面11側的端部附近，與標準量具2的長度較短相應地使階梯規10的表面在測量用開口31側露出。因而，在進行上述的坐標系決定時，使三維測量機40的探針46與該露出的表面接觸，從而能夠不與標準量具2幹涉地檢測階梯規10的表面。

在本實施方式中，由於將第2基準表面2b和第2表面12配置在同一平面內，所以在如上述那樣將標準量具2設為比階梯規10短預定長度時，在處於與同一平面的一側相反側的端部(第1表面11和第1基準表面2a側)，標準量具2與階梯規10的長度的差達到最大，能使利用三維測量機40的探針46檢測表面時的富餘達到最大。

在本實施方式中，在測量對象物第1支承臺51上，對於推壓部件505和測量對象物第1支承臺51與階梯規10的側表面的接觸部504的組合，允許延伸方向lt的位移，並且限制與延伸方向lt交叉的兩個方向(高度方向ht和寬度方向wt)的位移，所以利用該組合能夠獲得相當於運動學支承的v形槽與球的組合的功能。結果，在測量對象物第1支承臺51以及測量對象物第2支承臺52上，能夠獲得相當於運動學支承的功能，適當地進行延伸方向lt以及與延伸方向lt交叉的方向的位移限制以及轉動限制。

在本實施方式中，利用標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62構成標準量規支承臺60，在與標準量具2的底面之間能夠構成具有圓錐孔與球的接觸部601、平面與球的接觸部602以及v形槽與球的接觸部603這三個點的運動學支承，適當地進行延伸方向lr以及與延伸方向lr交叉的方向(高度方向hr和寬度方向wr)的位移限制以及轉動限制。

在本實施方式中，由於設置有朝向下方對標準量具2加壓的加壓部件609，所以即使在標準量具2輕型的情況下，通過朝下加壓，也能穩定地進行基於標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62的支承。

另外，本實施方式也能分別應對階梯規10的長度更短的情況，或測量階梯規10的中間部分的凸部19間的長度的情況。

在圖11中，在設定階梯規10的中間部分的長度的情況下，如單點劃線所示，在中間部分的凸部19設定第1表面11，使用對應的長度的標準量具2設定第1基準表面2a，利用探針46進行各測量即可。此時，在將探針46導入到恆溫槽30的內部時，使用多個測量用開口31中的、與第1表面11最近的測量用開口即可。

第2實施方式

在圖13中表示本發明的第2實施方式。

在上述的第1實施方式中，在利用標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62支承標準量具2時，直接在標準量具2的下表面上形成圓錐孔619和v形槽628。

相對於此，在第2實施方式中，如圖13所示，在標準量具2上安裝支承配件71、72，在支承配件71、72的各下表面上形成圓錐孔619和v形槽628。

另外，第2實施方式的結構除了標準量具2的支承部分以外，其他與上述的第1實施方式相同，所以省略重複的說明，以下只說明與上述第1實施方式不同的部分。

另外，在本實施方式中，在標準量具2上安裝有支承配件71、72，但也可以在階梯規10上應用支承配件。

支承配件71設置在標準量具2的要被標準量規第1支承臺61支承的位置。支承配件71具有支承板711和固定構件712，利用支承板711和固定構件712分別夾持標準量具2，從而將支承配件71固定在標準量具2上。

支承配件72設置在標準量具2的要被標準量規第2支承臺62支承的位置。支承配件72具有支承板721和固定構件722，利用支承板721和固定構件722夾持標準量具2，從而將支承配件72固定在標準量具2上。

在支承板711的下表面上形成有圓錐孔619，在支承板711的下表面上形成有v形槽628。

利用上述結構，在支承配件71、72與標準量規第1支承臺61以及標準量規第2支承臺62之間，與第1實施方式的標準量具2的下表面(參照圖9)同樣地形成圓錐孔與球的接觸部601、平面與球的接觸部602以及平面與v形槽的接觸部603。

在這樣的本實施方式中，不在標準量具2的下表面上形成圓錐孔619和v形槽628，就能獲得上述的第1實施方式的各效果。

由於不必在標準量具2的下表面上形成圓錐孔619和v形槽628，所以通過共用支承配件71、72，作為標準量具2，能夠利用通用的構件，能夠容易地應對各種尺寸。

第3實施方式

在圖14以及圖15中表示本發明的第3實施方式。

在上述的第1實施方式中，在恆溫槽30的上表面形成用於導入探針46的測量用開口31，在恆溫槽30的內部，使凸部19朝向階梯規10的上表面側(具有測量用開口31的一側)，且在該側平行地配置有標準量具2。

相對於此，在第3實施方式中，如圖14以及圖15所示，在恆溫槽30a的側表面形成用於導入探針46的測量用開口31a，沿該側表面配置階梯規10，並且在該側表面與階梯規10之間平行地配置標準量具2。

在這樣的本實施方式中，也能獲得與上述的第1實施方式同樣的效果。

第4實施方式

在圖16以及圖17中表示本發明的第4實施方式。

在上述的第1實施方式中，在測量對象物第1支承臺51(參照圖5)上，在測量對象物第1支承臺51與階梯規10的下表面之間形成有兩個平面與球的接觸部502，以從側表面夾持階梯規10的方式形成有推壓部件505以及接觸部504。而且，在測量對象物第2支承臺52(參照圖6)中，在測量對象物第2支承臺52與階梯規10的下表面之間形成有圓錐孔與球的接觸部501。

相對於此，在第4實施方式中，在測量對象物第1支承臺51a(參照圖16)上，在測量對象物第1支承臺51a與階梯規10的下表面之間形成有平面與球的接觸部502以及圓錐孔與球的接觸部501(圓錐孔519)，在測量對象物第2支承臺52a(參照圖17)上，在測量對象物第2支承臺52a與階梯規10的下表面之間形成有v形槽與球的接觸部503(v形槽528)。

在這樣的本實施方式中，在階梯規10與測量對象物第1支承臺51a以及測量對象物第2支承臺52a之間能夠形成相當於運動學支承的結構。

另外，也可以在測量對象物第1支承臺51a與階梯規10之間形成圓錐孔與球的接觸部501，在測量對象物第2支承臺52a與階梯規10之間形成平面與球的接觸部502以及v形槽與球的接觸部503。

第5實施方式

在圖18以及圖19中表示本發明的第5實施方式。

在上述的第1實施方式中，在標準量規第1支承臺61(參照圖7)上，在標準量規第1支承臺61與標準量具2的下表面之間形成有圓錐孔與球的接觸部601以及平面與球的接觸部602，而且在標準量規第2支承臺62(參照圖8)上，在標準量規第2支承臺62與標準量具2的下表面之間形成有v形槽與球的接觸部603。

相對於此，在第5實施方式中，在標準量規第1支承臺61a(參照圖18)上，在標準量規第1支承臺61a與標準量具2的下表面之間形成兩個平面與球的接觸部602，以從側表面夾持標準量具2的方式形成有推壓部件605(球614、球保持件615和壓縮螺旋彈簧616)以及接觸部604(球614和球保持件615)。而且，在標準量規第2支承臺62a(參照圖19)上，在標準量規第2支承臺62a與標準量具2的下表面之間形成有圓錐孔與球的接觸部601(圓錐孔629)。

在這樣的本實施方式中，也能在標準量具2與標準量規第1支承臺61a以及標準量規第2支承臺62a之間形成相當於運動學支承的結構。

另外，也可以在標準量規第1支承臺61a與標準量具2之間形成v形槽與球的接觸部603以及平面與球的接觸部602，在標準量規第2支承臺62a與標準量具2之間形成圓錐孔與球的接觸部601。

第6實施方式

在圖20中表示作為本實施方式中的測量對象物的階梯規10。

在本實施方式中，在階梯規10上設定三個測量區間s11、s12、s13。

第1測量區間s11的第1測量起點11s設定在階梯規10的位於一方的端部的凸部19的表面(與延伸方向lt交叉的表面)上，第1測量終點11e設定在階梯規10的位於另一方的端部的凸部19的表面上。將第1測量區間長度設定為d11。

第2測量區間s12的第2測量起點12s設定在與上述的第1測量起點11s相同的表面上，第2測量終點12e設定在階梯規10的位於中間位置的凸部19的表面上。將第2測量區間長度設為d12(<d11)。

第3測量區間s13的第3測量起點13s設定在與上述的第1測量起點11s相同的表面上，第3測量終點13e設定在階梯規10的位於中間位置的凸部19的表面上。將第3測量區間長度設為d13(<d12)。

在圖21以及圖22中表示本實施方式的標準量具20。

標準量具20由三個量具21、22、23構成。

上述量具21～量具23分別具有相同的厚度(高度方向hr的尺寸)以及寬度(寬度方向wr的尺寸)，但各自的長度(延伸方向lr的尺寸)不同。

即，量具21、22、23的長度分別設為d21、d22、d23，該長度是與上述的階梯規10的三個測量區間s11、s12、s13(長度d11、d12、d13)相對應的長度。

利用上述的量具21、22、23在標準量具20上設定有三個基準區間s21、s22、s23。

第1基準區間s21的第1基準起點21s以及第1基準終點21e設定在量具21的兩端面。第1基準區間長度d21設定得比對應的第1測量區間長度d11短一個凸部19的量的長度dp。

第2基準區間s22的第2基準起點22s以及第2基準終點22e設定在量具21的兩端面。第2基準區間長度d22設定得比對應的第2測量區間長度d12短一個凸部19的量的長度dp。

第3基準區間s23的第3基準起點23s以及第3基準終點23e設定在量具21的兩端面。第3基準區間長度d23設定得比對應的第3測量區間長度d13短一個凸部19的量的長度dp。

在標準量具20上，在將三個量具21、22、23按照長度順序疊合後，利用貫穿量具21、22、23的螺栓28、29將量具21、22、23束縛在一起。詳細而言，利用螺栓28緊固量具21、22這兩塊，利用螺栓29緊固量具21～量具23這三塊。

另外，作為使量具21～量具23疊合固定的部件，不限定於由螺栓29進行的緊固，也可以利用彼此的粘接、由帶狀構件進行的捆束等其他方法。

在三個量具21～量具23中的除最上層的量具23以外的兩個量具21、22中分別形成通孔26、27。

通孔26形成在量具21的中間部分中的與設為量具22的第2基準終點22e的端部重合的部位，在束縛了量具21、22的狀態下，量具22的端部處於向通孔26的開口內前突的狀態。

通孔27形成在量具21、22的中間部分中的與設為量具23的第3基準終點23e的端部重合的部位，在束縛了量具21～量具23的狀態下，量具21、22的各通孔27相互連通，並且量具23的端部處於向通孔27的開口內前突的狀態。

在圖23中表示將階梯規10以及標準量具20容納在恆溫槽30內的狀態。

在恆溫槽30內，階梯規10以及標準量具20平行地設置在恆溫槽30內。即，以階梯規10的延伸方向lt、標準量具20的延伸方向lr以及恆溫槽30的y軸方向全對齊為相同的方向的方式進行設置。

利用設置在恆溫槽30內的支承體32、33支承階梯規10的下表面側。

在支承體32上，階梯規10的延伸方向lt以及寬度方向wt的位移受到限制。但是，以延伸方向lt、高度方向ht以及寬度方向wt各方向為中心的旋轉全被允許。

在支承體33上，階梯規10的寬度方向wt的位移受到限制，但延伸方向lt的位移被允許。而且，以延伸方向lt、高度方向ht以及寬度方向wt各方向為中心的旋轉全被允許。

作為這樣的支承體32、33，能夠利用所謂的運動學支承(由球與圓錐孔的接觸帶來的平移三自由度(日文：並進3自由度)(x、y、z)的約束、由球與v形槽的接觸帶來的旋轉兩自由度(日文：回転2自由度)(俯仰、偏擺)的約束、以及由球與平面的接觸帶來的旋轉一自由度(日文：回転1自由度)(滾動)的約束)。

通過利用這樣的支承體32、33進行支承，能將階梯規10的延伸方向lt始終維持為恆定，並且伴隨熱變形的伸縮主要出現在第1測量終點11e～第3測量終點13e側。

利用設置在恆溫槽30內的支承體34、35支承標準量具20的下表面側，並且利用推壓體36、37推壓標準量具20的上表面側。

在支承體34上，限制標準量具20的延伸方向lt以及寬度方向wt的位移。但是，以延伸方向lt、高度方向ht以及寬度方向wt各方向為中心的旋轉全被允許。

在支承體35上，限制標準量具20的寬度方向wt的位移，但延伸方向lt的位移被允許。而且，以延伸方向lt、高度方向ht以及寬度方向wt各方向為中心的旋轉全被允許。

這種支承體34、35能夠利用所謂的運動學支承(由球與圓錐孔的接觸帶來的平移三自由度(x、y、z)的約束、由球與v形槽的接觸帶來的旋轉兩自由度(俯仰、偏擺)的約束、以及由球與平面的接觸帶來的旋轉一自由度(滾動)的約束)。

通過利用這樣的支承體34、35進行支承，能將標準量具20的延伸方向lr始終維持為恆定，並且伴隨熱變形的伸縮主要出現在第1基準終點21e～第3基準終點23e側。

推壓體36、37具有具備彈性力的螺旋彈簧等，該推壓體36、37與支承體34、35相對設置，將標準量具20按壓於支承體34、35。

其中，推壓體37與支承體35相對應地以允許標準量具20的延伸方向lt的位移的方式使用所謂的自由式球軸承或球式腳輪。

利用這樣的推壓體36、37，即使在標準量具20為輕型的情況下，通過朝向支承體34、35進行推壓，也能利用支承體34、35穩定地支承標準量具20。

在將標準量具20設置在恆溫槽30內時，標準量具20以相對於階梯規10向第1基準終點21e側錯開階梯規10的一個凸部19的量的長度dp的方式配置。

在該狀態下，第1測量終點11e～第3測量終點13e和對應的第1基準終點21e～第3基準終點23e配置在彼此相同的位置(參照圖21)。

在恆溫槽30內，將標準量具20配置在階梯規10的測量用開口31側。

因而，在標準量具20的第1基準起點21s～第3基準起點23s以及第1基準終點21e～第3基準終點23e，通過將與階梯規10最近的測量用開口31開放而導入探針46，能夠利用探針46進行接觸而檢測位置。

另一方面，階梯規10的測量用開口31側的大部分被標準量具20覆蓋，只有設定有第1測量起點11s～第3測量起點13s的凸部19的上表面處於未被覆蓋的狀態。

但是，在標準量具20中形成有通孔26、27，所以能夠經過該通孔26、27導入探針46，由此探針46也能與第2測量起點12s以及第3測量起點13s接觸。

由此，能夠利用探針46與階梯規10的第1測量起點11s～第3測量起點13s以及第1測量終點11e～第3測量終點13e全都接觸而檢測位置。

線膨脹係數的測量步驟

在圖24中表示由線膨脹係數測量裝置1進行的階梯規10的線膨脹係數的測量步驟。

在測量開始時，首先，作為線膨脹係數測量裝置1，將恆溫槽30固定於三維測量機40，將階梯規10以及標準量具20容納在恆溫槽30的內部(處理st1)。

在完成了階梯規10以及標準量具20的設置(處理st1)後，使所有的測量用開口31處於封閉的狀態，將恆溫槽30的內部溫度設定為第1溫度t1，等待預定時間後使溫度穩定(處理st2)。

在溫度穩定後，利用三維測量機40使探針46移動，使與第1測量起點11s～第3測量起點13s最近的測量用開口31開放，使探針46與設定有第1測量起點11s～第3測量起點13s的端部的凸部19(未被標準量具20覆蓋)的上表面以及側表面接觸，分別通過多點的位置檢測來計測階梯規10的方向(延伸方向lt與y軸方向的誤差)(處理st3)。

接著，使探針46與階梯規10的第1測量起點11s～第3測量起點13s接觸，計測各位置，並且使探針46與標準量具20的第1基準起點21s～第3基準起點23s，計測各位置(處理st4)。

接著，從另外的測量用開口31依次導入探針46，使探針46與階梯規10的第3測量終點13e和標準量具20的第3基準終點23e、階梯規10的第2測量終點12e和標準量具20的第2基準終點22e、階梯規10的第1測量終點11e和標準量具20的第1基準終點21e分別接觸，計測各位置(處理st5)。

由此，根據第1測量起點11s～第3測量起點13s和第1測量終點11e～第3測量終點13e，計算第1測量區間s11～第3測量區間s13的區間長度d11～d13。另外，根據第1基準起點21s～第3基準起點23s和第1基準終點21e～第3基準終點23e計算第1基準區間s21～第3基準區間s23的區間長度d21～d23。

在此，預先高精度地測量標準量具20的第1區間長度d21～第3區間長度d23。因而，將區間長度d21～d23的已知的值與計測得到的值的差分應用到計測得到的第1區間長度d11～第3區間長度d13中進行校正，從而能夠進行將標準量具20的基準區間s21～s23作為基準的階梯規10的測量區間s11～測量區間s13的長度的比較測量(處理st6)。

接著，將恆溫槽30的內部溫度設定為第2溫度t2，等待預定時間後使溫度穩定(處理st7)。

並且，與第1溫度t1下的處理st2～st6同樣地執行處理st8、處理st9、處理st10以及處理st11。上述處理st8～st11為與上述的處理st2～st6相同的內容，所以省略重複的說明。

通過以上處理，能夠獲得第1溫度t1下的第1測量區間長度d11～第3測量區間長度d13和第2溫度t2下的第1測量區間長度d11～第3測量區間長度d13，所以能夠據此獲得第1測量區間s11～第3測量區間s13的線膨脹係數α11～α13。

即，在將第1溫度t1下的第1測量區間長度設為d11(t1)，將第2溫度t2下的第1測量區間長度設為d11(t2)，將第1測量區間的名義尺寸設為d11(名義尺寸)時，線膨脹係數α11為下述算式。

α11＝(d11(t1)-d11(t2))/(d11·(t1-t2))

並且，其他的區間s12、s13也進行同樣的計算，從而能夠獲得第1測量區間s11的線膨脹係數α11、第2測量區間s12的線膨脹係數α12以及第3測量區間s13的線膨脹係數α13(處理st12)。

第6實施方式的效果

採用上述這樣的本實施方式，能夠獲得以下這樣的效果。

在本實施方式中，關於作為階梯規10的中間部分的第1測量區間s11～第3測量區間s13的各測量區間，能夠根據第1溫度t1下的測量長度d11～d13和第2溫度t2下的測量長度d11～d13算出線膨脹係數α11～α13，也能高效地測量階梯規10的中間部分的每個區間的線膨脹係數。

在本實施方式中，由於使用三維測量機40進行作為測量對象物的階梯規10的長度測量，所以不使用昂貴的光波幹涉儀就能高精度地測量各種長度的階梯規10的線膨脹係數。

而且，在使用三維測量機40測量階梯規10的長度時，作為長度的基準，使用標準量具20，進行相對於該標準量具20的長度的比較測量。因此，長度測量的結果不依賴於三維測量機40的標度的精度，只依賴於標準量具20的精度，即使階梯規10較長，也能確保高精度。

而且，在本實施方式中，標準量具20以及階梯規10均被容納在恆溫槽30內，所以在利用三維測量機40進行各測量區間的長度的比較測量時，僅開閉恆溫槽的測量用開口31而導入或取出探針46即可。也就是說，在從第1溫度t1下的各測量區間的比較測量到第2溫度t2下的各測量區間的比較測量的期間內，完全不必進行標準量具20的更換以及取出放入用的恆溫槽30的開放，能使恆溫槽30內的溫度變化限於最小程度，也能使測量作業時間為最小程度。

在本實施方式中，標準量具20形成有通孔26、27，所以即使在將標準量具20配置在階梯規10的測量用開口31側的情況下，也能經過通孔26、27導入探針46，從而能夠可靠地檢測出所有的測量起點以及測量終點的位置。

在本實施方式中，通過將現有的量具21～量具23束縛多個，能夠形成標準量具20。多個量具21～量具23各自的兩端面作為基準起點21s～基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e來形成基準區間s21～基準區間s23，所以通過綑紮，能在標準量具20上形成多種長度的基準區間s21～基準區間s23。因而，能夠簡單且便宜地製造出形成多種長度的基準區間s21～基準區間s23的標準量具20。

並且，在綑紮多個量具21～量具23時，從全長較長的量具開始使多個量具依次疊合，從而能從測量用開口31側導入探針46而使探針46與所有的基準起點21s～基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e接觸。

第7實施方式

在圖25以及圖26中表示本發明的第7實施方式的標準量具20a以及階梯規10。

在本實施方式中，除標準量具20a以外的結構以線膨脹係數測量裝置1為首與上述的第6實施方式相同。因而，以下只說明與第6實施方式不同的部分。

在上述的第6實施方式中，如圖21所示，為了測量從階梯規10的圖中左端到右端的第1測量區間s11、從該左端到中間位置的第2測量區間s12以及第3測量區間s13的線膨脹係數，設定了與上述各測量區間對應的第1基準區間s21～第3基準區間s23。並且，在標準量具20上，以使第1基準起點21s～第3基準起點23s對齊的方式束縛了三個量具21～量具23。

相對於此，在本實施方式中，作為標準量具20a，使用同樣的三個量具21a～量具23a，在束縛時未使第1基準起點21s～第3基準起點23s對齊。

在圖25中表示在本實施方式中使階梯規10的測量區間s11～測量區間s13的中央部分彼此對齊，換而言之設定為套盒狀。

因此，為了將標準量具20a的基準區間s21～基準區間s23也設置成對應的配置，使量具21a～量具23a的中央部分彼此疊合。

三個量具21a、22a、23a由中央的螺栓29緊固。作為將量具21a～量具23a疊合固定的方法，不限定於由螺栓29進行的緊固，也可以利用彼此的粘接、由帶狀構件進行的捆束等其他方法。

其中，在量具21a、22a的兩處部位形成有彼此連通的通孔27，在量具21a的兩處部位形成有通孔26。

在這樣的本實施方式中，利用與上述的第6實施方式同樣的測量步驟也能獲得同樣的效果。

這樣，在本發明中，通過分開使用標準量具20、20a，能夠將階梯規10的任意的區域作為測量區間，測量該區域的線膨脹係數。

第8實施方式

在圖27以及圖28中表示本發明的第8實施方式的標準量具20b以及階梯規10。

在本實施方式中，除標準量具20b以外的結構以線膨脹係數測量裝置1為首與上述的第6實施方式相同。因而，以下只說明與第6實施方式不同的部分。

在上述的第6實施方式中，將三個量具21～量具23束縛在一起而形成標準量具20，利用各量具21～量具23的兩端面構成了第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

相對於此，在本實施方式中，作為標準量具20b，在一個量具21b上形成多個通孔26b。在本實施方式中，通孔26b兼作檢測孔，利用各通孔26b的中心軸位置規定了第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

量具21b是與上述的第6實施方式的量具21同樣的構件。

兼作檢測孔的通孔26b形成在量具21b的6處部位。

其中，圖27中左側的三個分別設定在要成為第1基準起點21s～第3基準起點23s的位置，即，設定在與作為測量對象物的階梯規10的第1測量起點11s～第3測量起點13s相對應的位置。

另一方面，圖27中右側的三個分別設定在要成為第1基準終點21e～第3基準終點23e的位置，即，設定在與作為測量對象物的階梯規10的第1測量終點11e～第3測量終點13e相對應的位置。

在這樣的本實施方式中，使探針46與兼作檢測孔的六個通孔26b各通孔的內周面的3點以上接觸，從而能夠計測各通孔的中心軸線位置，即，第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e的位置。

另外，能將探針46分別貫穿兼作檢測孔的六個通孔26b，來計測階梯規10的第1測量起點11s～第3測量起點13s以及測量終點11e～測量終點13e的位置。

因而，能夠根據上述各點判定標準量具20b的各基準區間長度，對階梯規10的測量區間長度進行比較測量，能夠利用與上述的第6實施方式同樣的測量步驟獲得同樣的效果。

另外，在本實施方式中，將階梯規10上的設定有第1測量起點11s的凸部19配置為使設定有該第1測量起點11s的端面、一方的側表面以及上表面出現在標準量具20b的通孔26b的開口區域內。

由此，通過將探針46從上方貫穿通孔26b而與凸部19的端面、側表面以及上表面抵接，能夠檢測各通孔的位置，計測階梯規10的方向(延伸方向lt與y軸方向的誤差)(第6實施方式中的圖24的處理st3)。

這一點在後述的第9實施方式以及第10實施方式中也是同樣的。

第9實施方式

在圖29以及圖30中表示本發明的第9實施方式的標準量具20c以及階梯規10。

在本實施方式中，除標準量具20c以外的結構以線膨脹係數測量裝置1為首與上述的第6實施方式相同。因而，以下只說明與第6實施方式不同的部分。

在上述的第6實施方式中，將三個量具21～量具23束縛在一起而形成標準量具20，利用各量具21～量具23的兩端面構成了第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

相對於此，在本實施方式中，作為標準量具20c，在一個量具21c上形成有多個通孔26c，並且在該通孔26c附近的量具21c的表面固定有六個檢測球24。利用通過這些檢測球24的中心且與量具21c垂直的軸線規定第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

檢測球24例如由與量具21c相同的材質形成，被精加工成高精度的球面。並且，在利用形成在量具21c的表面的圓錐狀的孔定位了檢測球24的狀態下，利用粘接劑等將檢測球24固定在量具21c上。

在這樣的本實施方式中，使探針46在各檢測球24上與球面的4點以上接觸，從而能對表示各檢測球的中心點或第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e的軸線的位置進行計測。

另外，能將探針46貫穿各通孔26c而計測階梯規10的第1測量起點11s～第3測量起點13s以及測量終點11e～測量終點13e的位置。

因而，能夠根據上述各點測量標準量具20c的各基準區間長度，對階梯規10的測量區間長度進行比較測量，能夠利用與上述的第6實施方式同樣的測量步驟獲得同樣的效果。

第10實施方式

在圖31以及圖32中表示本發明的第10實施方式的標準量具20d以及階梯規10。

在本實施方式中，除標準量具20d以外的結構以線膨脹係數測量裝置1為首與上述的第6實施方式相同。因而，以下只說明與第6實施方式不同的部分。

在上述的第6實施方式中，將三個量具21～量具23束縛在一起而形成標準量具20，利用各量具21～量具23的兩端面構成了第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

相對於此，在本實施方式中，作為標準量具20d，在一個量具21d上形成有多個通孔26d，並且在量具21d的該通孔附近的表面固定有六個檢測圓柱25。利用這些檢測圓柱25的中心軸線規定第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

檢測圓柱25例如由與量具21d相同的材質形成，其外周面被精加工成高精度的圓筒面。並且，利用粘接劑等將檢測圓柱25固定在量具21c的表面的預定位置。

在這樣的本實施方式中，使探針46在各檢測圓柱25上與外周的圓筒面的3點以上接觸，從而能對表示各檢測圓柱的中心軸線或第1基準起點21s～第3基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e的軸線的位置進行計測。

另外，能將探針46貫穿各通孔26d而計測階梯規10的第1測量起點11s～第3測量起點13s以及測量終點11e～測量終點13e的位置。

因而，能夠根據上述各點測量標準量具20d的各基準區間長度，對階梯規10的測量區間長度進行比較測量，能夠利用與上述的第6實施方式同樣的測量步驟獲得同樣的效果。

第11實施方式

測量對象物以及標準量規

在圖33中表示作為本實施方式中的測量對象物的階梯規10。

利用階梯規10位於其一方的端部的凸部19的第1表面11與位於另一方的端部的凸部19的第2表面12之間的距離規定長度ds。

在本實施方式中，將比長度ds短一個凸部19的量的長度dt＝ds-dp的部分設為測量對象區間。

如圖34以及圖35所示，作為標準量規的標準量具20e是沿延伸方向lf延伸的長條的量具，使標準量具20e的上表面、底面以及各側表面與階梯規10的高度方向ht以及寬度方向wt中的任一方向平行。

將標準量具20e的位於延伸方向lr的兩端的一對端面設為第1基準表面2a以及第2基準表面2b，將上述第1基準表面2a以及第2基準表面2b的距離設為標準量規長度dr。

利用在後述的第1溫度t1與第2溫度t2之間的溫度變化上可以忽略精度上的膨脹的極低膨脹係數或零膨脹係數的材質製造標準量具20e。另外，也可以利用膨脹係數已知的材質製成標準量具20e。

上述階梯規10以及標準量具20e平行地設置在恆溫槽30內。

為了支承上述階梯規10以及標準量具20e，在恆溫槽30內設置有圖35所示那樣的測量對象物支承臺50以及標準量規支承臺60。

測量對象物支承臺50具有在第1表面11側支承階梯規10的下表面的測量對象物第1支承臺51和在第2表面12側支承階梯規10的下表面的測量對象物第2支承臺52。

測量對象物第1支承臺51設為限制階梯規10的延伸方向lt的位移的結構，但測量對象物第2支承臺52設為允許階梯規10的延伸方向lt的位移的結構。

標準量規支承臺60具有在第1基準表面2a側支承階梯規10的下表面的標準量規第1支承臺61和在第2基準表面2b側支承階梯規10的下表面的標準量規第2支承臺62。

而且，標準量規支承臺60具有：第1推壓部63，其推壓階梯規10的上表面而將階梯規10按壓於標準量規第1支承臺61；以及第2推壓部64，其推壓階梯規10的上表面而將階梯規10按壓於標準量規第2支承臺62。

標準量規第1支承臺61以及第1推壓部63設為限制階梯規10的延伸方向lt的位移的結構，但標準量規第2支承臺62以及第2推壓部64設為允許階梯規10的延伸方向lt的位移的結構。

上述標準量規第1支承臺61、標準量規第2支承臺62、第1推壓部63以及第2推壓部64全支承在移動臺76上。

移動臺76藉助輥能在一對移動軌道77上水平移動，利用沿側表面延伸的導軌73限制移動臺76的移動方向，由此能使移動臺76沿延伸方向lt、lr移動。

而且，滾珠絲槓機構74與移動臺76相連接，通過利用電機75進行驅動，能使移動臺76以及標準量具20e向沿延伸方向lt、lr的任意位置移動。

利用上述移動臺76、移動軌道77、導軌73、滾珠絲槓機構74以及電機75構成標準量規移動機構70。

比較測量區間的分配

在本實施方式中，針對階梯規10的測量對象區間(長度dt)分配出與標準量具20e(長度dr)相對應的多個比較測量區間。

當在測量對象區間分配比較測量區間時，預先使用標準量規長度dr相對於測量對象區間長度dt成為整數比的標準量具20e，將測量對象區間長度dt與標準量規長度dr的差的整數分之一設為錯開量dd，在上述測量對象區間分配出比如下數值多1的分配數量n的比較測量區間：利用測量對象區間長度dt與標準量規長度dr的差除以錯開量dd而得到的數值。

即，作為標準量規長度dr和比較測量區間的分配數量n，使錯開量dd＝(dt-dr)/(n-1)，使測量對象區間長度dt＝dr+(n-1)·dd。

由此，在長度dt的測量對象區間分配出n個長度dr的比較測量區間，各比較測量區間的起點處於依次逐個錯開了錯開量dd的狀態。

並且，將第n個比較測量區間mn的起點設為自測量對象區間的起點(位置p0)偏離了(n-1)個錯開量dd的量的點，第n個比較測量區間的終點是距測量對象區間的起點的距離為長度dr+(n-1)·dd的位置。

作為具體的一例，在本實施方式中，只要階梯規10上的測量對象區間長度dt＝1500mm，就能使用達到比率3：2的標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e。

並且，作為上述測量對象區間長度dt與標準量規長度dr的差500mm的整數分之一，能夠設定為：錯開量ds＝250mm(1/2)，分配數量n＝(500/250)+1＝3。

在圖36中表示本實施方式中的各比較測量區間的配置。

第1比較測量區間m1的起點與測量對象區間的起點(位置p0)一致，第1比較測量區間m1的終點是距測量對象區間的起點的距離為長度dr的位置p4。

第2比較測量區間m2的起點設為自測量對象區間的起點(位置p0)只偏離了錯開量dd的位置p1，第2比較測量區間m2的終點是距測量對象區間的起點的距離為長度dr+1·dd的位置p5。

第3比較測量區間m3的起點設為自測量對象區間的起點(位置p0)偏離了兩個錯開量dd的量的位置p2，第3比較測量區間m3的終點是距測量對象區間的起點的距離為長度dr十2·dd的位置p6。

如此，在本實施方式中，各比較測量區間m1～m3排列在各錯開了錯開量dd的位置，將每個錯開量dd的區間作為分隔界限，使各比較測量區間m1～m3重合。

因而，能以每個錯開量dd的各區間為單位進行在各比較測量區間獲得的區間線膨脹係數的計算，使運算處理高效化。

即，在本實施方式中，當在各比較測量區間計算了區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3後，能夠取得以每個長度dd的各區間重合的比較測量區間的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3的平均值，利用各比較測量區間的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3，能夠高精度且可靠地求出測量對象區間整體的線膨脹係數α。

為此，在本實施方式中，在一連串的測量對象區間分配出多個合計區間。

合計區間的分配

在本實施方式中，在計算測量對象區間(長度dt)整體的線膨脹係數α時，在測量對象區間分配出每隔錯開量dd分隔開的多個合計區間cn。進一步在合計區間cn基於合計區間cn的長度與測量對象區間的長度dt的比率，設定各合計區間cn的加權係數c。另外，由於各合計區間cn的長度相同，所以所有的合計區間cn的加權係數c為相同的值。

通過設定這樣的合計區間cn，能求出在各合計區間cn被分配為合計區間cn的、即在相同的合計區間cn重複的比較測量區間(在本實施方式中為m1～m3)的區間線膨脹係數(m1～m3的α1～α3等)的平均值αn。

而且，針對每個合計區間cn求出區間線膨脹係數的平均值αn與加權係數c的積c·αn，得出所有的合計區間量的積c·αn的總和，從而能夠求出測量對象區間整體的線膨脹係數α。

在圖36中，在本實施方式中，分配出六個合計區間c1～合計區間c6。

在本實施方式的測量對象區間dt配置有三個比較測量區間m1～m3，分別錯開了錯開量dd地配置，並且將各比較測量區間的長度dr設為錯開量dd的4倍。因而，測量對象區間dt能夠分隔為各自的長度相當於錯開量dd的六個合計區間c1～合計區間c6。

將第1合計區間c1設為從第1比較測量區間m1的起點(位置p0)到第2比較測量區間m2的起點(位置p1)的長度dd的區間。在該合計區間c1隻分配有第1比較測量區間m1。

將第2合計區間c2設為從第2比較測量區間m2的起點(位置p1)到第3比較測量區間m3的起點(位置p2)的長度dd的區間。在該合計區間c2重複分配有第1比較測量區間m1以及第2比較測量區間m2這兩個比較測量區間。

將第3合計區間c3設為從第3比較測量區間m3的起點(位置p2)到測量對象區間的中點(位置p3)的長度dd的區間。在該合計區間c3重複分配有第1比較測量區間m1、第2比較測量區間m2以及第3比較測量區間m3這三個比較測量區間。

將第4合計區間c4設為從測量對象區間的中點(位置p3)到第1比較測量區間m1的終點(位置p4)的長度dd的區間。在該合計區間c4重複分配有第1比較測量區間m1、第2比較測量區間m2以及第3比較測量區間m3這三個比較測量區間。

將第5合計區間c5設為從第1比較測量區間m1的終點(位置p4)到第2比較測量區間m2的終點(位置p5)的長度dd的區間。在該合計區間c5重複分配有第2比較測量區間m2以及第3比較測量區間m3這兩個比較測量區間。

將第6合計區間c6設為從第2比較測量區間m2的終點(位置p5)到第3比較測量區間m3的終點(位置p6)的長度dd的區間。在該合計區間c6隻分配有第3比較測量區間m3。

上述第1合計區間c1～第6合計區間c6的長度分別為dd＝dr/6。因而，將各合計區間c1～合計區間c6的加權係數設定為c＝1/6。

通過設定以上那樣的合計區間c1～合計區間c6，能在各比較測量區間m1～m3計算了區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3後，取得以每個長度dd的各合計區間c1～合計區間c6重合的比較測量區間m1～比較測量區間m3的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3的平均值αn，並且使各合計區間的加權、即在上述的例子中是與六個區間對應的c＝1/6與各區間的區間線膨脹係數的平均值αn相乘，求出所有的合計區間的積c·αn的總和，從而能夠高精度且可靠地求出測量對象區間的整體的線膨脹係數α。

詳細而言，為下述算式。

α＝(1/6)(α1)…合計區間c1量

+(1/6)(α1+α2)/2…合計區間c2量

+(1/6)(α1+α2+α3)/3…合計區間c3量

+(1/6)(α1+α2+α3)/3…合計區間c4量

+(1/6)(α2+α3)/2…合計區間c5量

+(1/6)(α3)…合計區間c6量

線膨脹係數的測量步驟

在圖37中表示使用線膨脹係數測量裝置1測量階梯規10的線膨脹係數的步驟。

在測量開始時，首先，作為線膨脹係數測量裝置1，在三維測量機40上固定恆溫槽30，將階梯規10以及標準量具20e設置在恆溫槽30的內部(處理s1)。

然後，使所有的測量用開口31處於封閉的狀態，將恆溫槽30的內部溫度設定為第1溫度t1，等待預定時間後使溫度穩定(處理s2)。

當恆溫槽30的內部穩定為第1溫度t1後，進行階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定(處理s3)。

詳細而言，將恆溫槽30的測量用開口31開放而導入三維測量機40的測量探針46，檢測階梯規10以及標準量具20e的端面、上表面以及側表面的多個點的坐標，從而取得成為階梯規10以及標準量具20e各自的延伸方向lt、lr的朝向以及位置測量的基準的坐標系。

當完成了階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定(處理s3)後，對各比較測量區間m1～m3進行階梯規10以及標準量具20e的尺寸的比較測量(處理s4～處理s8)。

首先，使標準量規移動機構70的移動臺76移動而將標準量具20e配置在第1比較測量區間m1中(處理s4)。

然後，使與第1比較測量區間m1的起點位置(位置p0)最近的測量用開口31開放，從此測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20e各自的與第1比較測量區間m1的起點位置對應的部位(這裡為第1表面11以及第1基準表面2a)的位置(處理s5)。

接著，使與第1比較測量區間m1的終點位置(位置p4)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20e各自的與第1比較測量區間m1的終點位置對應的部位(標準量具20e的第1基準表面2a以及階梯規10的對應的凸部19)的位置(處理s6)。

由此，在第1比較測量區間m1計測階梯規10以及標準量具20e各自的起點位置以及終點位置。並且，通過進行將標準量具20e作為基準的比較測量運算，來測量第1溫度t1下的階梯規10的第1比較測量區間m1的長度dt11(處理s7)。

當完成了第1比較測量區間m1的比較測量後，判定反覆狀態(處理s8)，對第2比較測量區間m2以及第3比較測量區間m3反覆進行同樣的處理s4～處理s8。

並且，當對所有的比較測量區間m1～比較測量區間m3測量了第1溫度t1下的階梯規10的長度dt11～長度dt31後，結束第1溫度t1下的測量，進入第2溫度下的測量。

即，使所有的測量用開口31處於封閉的狀態，將恆溫槽30的內部溫度設定為第2溫度t2，等待預定時間後使溫度穩定(處理s9)。

當恆溫槽30的內部穩定為第2溫度t2後，進行階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定(處理s10)。另外，處理s10與上述的處理s3相同。

接著，對第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3進行階梯規10以及標準量具20e的尺寸的比較測量(處理s11～處理s15)。另外，處理s11～處理s15與上述的處理s4～處理s8相同。

由此，當對所有的比較測量區間m1～比較測量區間m3完成了第2溫度t2下的階梯規10的長度dt12～長度dt32的測量後，結束第2溫度t2下的測量。

由此，在對第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3分別完成了第1溫度下的階梯規10的長度dt11～長度dt31以及第2溫度t2下的階梯規10的長度dt12～長度dt32的測量後，計算各比較測量區間的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3(處理s16)。

α1＝[(dt11-dt12)/dt11]/(t1-t2)

α2＝[(dt21-dt22)/dt21]/(t1-t2)

α3＝[(dt31-dt32)/dt31]/(t1-t2)

而且，當完成了各比較測量區間m1～m3的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3的計算後，計算測量對象區間的線膨脹係數α(處理s17)。

在進行該計算時，使用上述的第1合計區間c1～第6合計區間c6。即，取得以每個長度dd的各合計區間c1～合計區間c6重合的比較測量區間m1～比較測量區間m3的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3的平均值αn，並且使各比較測量區間的加權係數c＝1/6與各區間的區間線膨脹係數的平均值αn相乘，求出所有的合計區間的積c·αn的總和，從而計算測量對象區間的整體的線膨脹係數α。

第11實施方式的效果

在本實施方式中，能以覆蓋階梯規10的整個測量對象區間的方式配置多個比較測量區間m1～比較測量區間m3，進行各比較測量區間的階梯規10的長度dt11～長度dt31、長度dt12～長度dt32的比較測量，根據第1溫度t1以及第2溫度t2下的各比較測量區間的長度的差，計算各比較測量區間的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3，從而能夠計算整體的線膨脹係數α。

因而，在本實施方式中，即使階梯規10的測量對象區間dt的長度比標準量具20e的長度dr長，也能在各比較測量區間m1～比較測量區間m3內進行使用了標準量具20e的比較測量。

在比較測量區間m1～比較測量區間m3的各比較測量區間的階梯規10的長度的比較測量中，使用三維測量機40進行相對於標準量具20e的長度dr的比較測量，所以不使用昂貴的光波幹涉儀，就能以低成本進行高精度的測量。

在本實施方式中，使用三維測量機40，並且進行相對於標準量具20e的長度的比較測量，所以長度測量的結果不依賴於三維測量機40的標度的精度，只依賴於標準量具20e的精度。並且，即使階梯規10的測量對象區間較長，也能使各比較測量區間m1～比較測量區間m3比該測量對象區間短，所以能將現有的標準量具20e用作標準量規，實現低成本。

而且，作為標準量規的標準量具20e以及作為測量對象物的階梯規10均被容納在恆溫槽30內，在由三維測量機40進行的各比較測量區間的長度的比較測量中，僅開閉恆溫槽30的測量用開口31而導入或取出測量探針46即可。

並且，通過準備與各比較測量區間m1～比較測量區間m3相對應的標準量具20e，不必在測量作業的中途將標準量具20e放入到恆溫槽30中或從恆溫槽30中取出標準量具20e，從而能使測量作業中的恆溫槽30內的溫度變化限於最小程度，也能使測量作業時間為最小程度。

由此，採用本實施方式，即使是超過了標準量規(標準量具20e)的長度的寬大的尺寸標準器(階梯規10)，也能高精度且便宜地進行遍布該尺寸標準器的全長的線膨脹係數的測量。

在本實施方式中，將長度dr的比較測量區間m1～比較測量區間m3設定為分配數量n＝3，使各比較測量區間逐個錯開了錯開量dd地排列，從而能夠覆蓋長度dt的整個測量對象區間。

並且，能夠取得比較測量區間m1～比較測量區間m3彼此重合的區間的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3的平均值，從而能夠高精度且可靠地求出測量對象區間的整體的線膨脹係數α。

特別是在本實施方式中，在測量對象區間分配出多個合計區間c1～合計區間c6，在各合計區間取得區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3的平均值，並且在利用合計區間c1～合計區間c6的加權係數c對各平均值加權後求和，從而能夠高效地測量高精度的線膨脹係數α。

在本實施方式中，將標準量規移動機構70設置在恆溫槽30內，利用移動臺76使標準量具20e向多個比較測量區間m1～比較測量區間m3的各比較測量區間移動，所以能使標準量具20e依次向多個比較測量區間m1～比較測量區間m3移動。

因此，能在多個比較測量區間m1～比較測量區間m3中共用一個標準量具20e，也能防止測量精度的不均。

在本實施方式中，利用極低膨脹係數或零膨脹係數的材質製造標準量具20e，所以能夠省略進行第1溫度t1與第2溫度t2之間的標準量具20e的長度的溫度校正。

另外，在利用膨脹係數已知的材質製造標準量具20e的情況下，在第1溫度t1以及第2溫度t2下通過溫度校正來計算各溫度下的高精度的標準量規的長度，從而能夠高精度地進行比較測量。

比較測量區間的不同的設定例

在上述的第11實施方式中，設定了三個比較測量區間m1～比較測量區間m3。

如圖38所示，在第11實施方式中，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝1500mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量為dd＝250mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝1500mm成2：3這樣的整數比。

錯開量dd＝250mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差500mm的1/2(整數分之一)。

對於在測量對象區間分配比較測量區間的分配數量n，設為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差500mm除以錯開量dd＝250mm而得到的數值2多1的分配數量n＝3。

作為合計區間，測量對象區間的長度dt＝1500mm，錯開量dd＝250mm，所以設定了dt/dd＝六個的合計區間c1～合計區間c6。

相對於此，能夠進行以下這樣的不同的設定。

如圖39所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝1500mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量dd＝500mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝1500mm成2：3這樣的整數比。

錯開量dd＝500mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差500mm的1/1(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差500mm除以錯開量dd＝500mm而得到的數值1多1的分配數量n＝2即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝三個的合計區間c1～合計區間c3即可。

如圖40所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝1500mm，使用標準量規長度dr＝750mm的標準量具20e，使錯開量dd＝250mm。

標準量規長度dr＝750mm與測量對象區間的長度dt＝1500mm成1：2這樣的整數比。

錯開量dd＝250mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差750mm的1/3(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差750mm除以錯開量dd＝250mm而得到的數值3多1的分配數量n＝4即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝六個的合計區間c1～合計區間c6即可。

如圖41所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝2000mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量dd＝500mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝2000mm成1：2這樣的整數比。

錯開量dd＝500mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差1000mm的1/2(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差1000mm除以錯開量dd＝500mm而得到的數值2多1的分配數量n＝3即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝四個的合計區間c1～合計區間c4即可。

如圖42所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝2000mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量dd＝250mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝2000mm成1：2的這樣整數比。

錯開量dd＝250mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差1000mm的1/4(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差1000mm除以錯開量dd＝250mm而得到的數值4多1的分配數量n＝5即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝八個的合計區間c1～合計區間c8即可。

如圖43所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝2000mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量dd＝1000mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝2000mm成1：2這樣的整數比。

錯開量dd＝1000mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差1000mm的1/1(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差1000mm除以錯開量dd＝1000mm而得到的數值1多1的分配數量n＝2即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝兩個的合計區間c1～合計區間c2即可。

另外，在圖43的設定例中，比較測量區間m1、m2僅並列，並未相互重合。並且，合計區間c1、c2與比較測量區間m1、m2相同，在各合計區間c1、c2中，比較測量區間m1、m2未重合，所以也可以省略合計區間的平均值的計算以及伴隨加權的總和計算。

如圖44所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝3000mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量dd＝500mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝3000mm成1：3這樣的整數比。

錯開量dd＝500mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差2000mm的1/4(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差2000mm除以錯開量dd＝500mm而得到的數值4多1的分配數量n＝5即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝六個的合計區間c1～合計區間c6即可。

如圖45所示，也可以是，相對於階梯規10的測量對象區間的長度dt＝3000mm，使用標準量規長度dr＝1000mm的標準量具20e，使錯開量dd＝1000mm。

標準量規長度dr＝1000mm與測量對象區間的長度dt＝3000mm成1：3這樣的整數比。

錯開量dd＝1000mm為標準量規長度dr與測量對象區間的長度dt的差2000mm的1/2(整數分之一)。

在該情況下，分配數量n為比利用測量對象區間的長度dt與標準量規長度dr的差2000mm除以錯開量dd＝1000mm而得到的數值2多1的分配數量n＝3即可。

另外，合計區間設定為dt/dd＝三個的合計區間c1～合計區間c3即可。

另外，在圖45的設定例中，比較測量區間m1～比較測量區間m3僅排列，未相互重合。並且，合計區間c1～合計區間c3與比較測量區間m1～比較測量區間m3相同，在各合計區間，比較測量區間m1～比較測量區間m3未重合，所以也可以省略合計區間的平均值的計算以及伴隨加權的總和計算。

第12實施方式

在圖46～圖48中表示本發明的第12實施方式。

本第12實施方式的基本結構與上述的第11實施方式的基本結構相同，為了簡化說明，對於相同的部分省略重複的說明，以下只說明與第11實施方式不同的部分。

在上述的第11實施方式中，作為標準量規，使用標準量具20e，利用標準量規移動機構70使標準量具20e移動，從而配置在第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3。

相對於此，在第12實施方式中，如圖46以及圖47所示，作為標準量規，使用具有與第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3對應的三對端面的標準量具20f。

通過將三個量具201、202、203束縛在一起並利用螺栓204固定而構成標準量具20f。

量具201、202、203是分別具有長度dr的現有的量具，彼此錯開了錯開量dd地疊合。

因而，量具201成為第1比較測量區間m1內的比較測量的基準，同樣，量具202、203成為第2比較測量區間m2以及第3比較測量區間m3的比較測量的基準。

在量具201、202、203各自的與另一端面相對應的位置形成有貫通孔205。

在各比較測量區間m1～比較測量區間m3的比較測量中，在使三維測量機40的測量探針46與階梯規10接觸的情況下，通過使測量探針46通過上述量具201、202、203的貫通孔205，能使測量探針46到達被上側的量具202、203覆蓋的下側的量具201、202的端面以及進一步到達下方的階梯規10的各部分。

線膨脹係數的測量步驟

在圖48中表示本實施方式中的階梯規10的線膨脹係數的測量步驟。

在測量開始時，首先，作為線膨脹係數測量裝置1，將恆溫槽30固定於三維測量機40，將階梯規10以及標準量具20e設置在恆溫槽30的內部(處理s21)。

並且，使所有的測量用開口31處於封閉的狀態，將恆溫槽30的內部溫度設定為第1溫度t1，等待預定時間後使溫度穩定(處理s22)。

當恆溫槽30的內部穩定為第1溫度t1後，進行階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定(處理s23)。

這裡，與上述的第11實施方式的處理s1～處理s3相同。

當完成了階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定(處理s23)後，對各比較測量區間m1～比較測量區間m3進行階梯規10以及標準量具20e的尺寸的比較測量(處理s24～處理s26)。

首先，作為處理s24，使與第1比較測量區間m1的起點位置(位置p0)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20f各自的與第1比較測量區間m1的起點位置對應的部位的位置。在標準量具20f上，量具201的端面相當於該位置。

接著，使與第2比較測量區間m2的起點位置(位置p1)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20f各自的與第2比較測量區間m2的起點位置對應的部位的位置。在標準量具20f上，量具202的端面相當於該位置。

進一步使與第3比較測量區間m3的起點位置(位置p2)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20f各自的與第3比較測量區間m3的起點位置對應的部位的位置。在標準量具20f上，量具203的端面相當於該位置。

接著，作為處理s25，使與第1比較測量區間m1的終點位置(位置p4)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20f各自的與第1比較測量區間m1的終點位置對應的部位的位置。在標準量具20f上，量具201的端面相當於該位置。

接著，使與第2比較測量區間m2的終點位置(位置p5)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20f各自的與第2比較測量區間m2的終點位置對應的部位的位置。在標準量具20f上，量具202的端面相當於該位置。

進一步使與第3比較測量區間m3的終點位置(位置p6)最近的測量用開口31開放，從該測量用開口31導入三維測量機40的測量探針46，計測階梯規10以及標準量具20f各自的與第3比較測量區間m3的終點位置對應的部位的位置。在標準量具20f上，量具203的端面相當於該位置。

由此，在第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3上，分別計測階梯規10以及標準量具20e各自的起點位置以及終點位置。並且，在各區間，進行將標準量具20e作為基準的比較測量運算，測量第1溫度t1下的階梯規10的第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3的長度dt11～長度dt31(處理s26)。

當測量了第1溫度t1下的階梯規10的長度dt11～長度dt31後，結束第1溫度t1下的測量，進入第2溫度下的測量。

即，使所有的測量用開口31處於封閉的狀態，將恆溫槽30的內部溫度設定為第2溫度t2，等待預定時間後使溫度穩定(處理s27)。

當恆溫槽30的內部穩定為第2溫度t2後，進行階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定(處理s28)。

當完成了階梯規10以及標準量具20e的坐標系決定後(處理s28)，對各比較測量區間m1～比較測量區間m3進行階梯規10以及標準量具20e的尺寸的比較測量(處理s29～處理s31)。

另外，處理s27～處理s31與上述的處理s22～處理s26相同。

由此，當對所有的比較測量區間m1～比較測量區間m3完成了第2溫度t2下的階梯規10的長度dt12～長度dt32的測量後，結束第2溫度t2下的測量。

由此，當在第1比較測量區間m1～第3比較測量區間m3分別測量了第1溫度下的階梯規10的長度dt11～長度dt31以及第2溫度t2下的階梯規10的長度dt12～長度dt32後，計算各比較測量區間的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3(處理s32)。

而且，在計算了各比較測量區間m1～比較測量區間m3的區間線膨脹係數α1～區間線膨脹係數α3後，計算測量對象區間的線膨脹係數α(處理s33)。

上述的處理s32、s33與上述的第11實施方式的處理s16、s17相同。

採用這樣的本實施方式，也能獲得與上述的第11實施方式同樣的效果。

而且，在本實施方式中，能夠利用一個標準量具20f應對多個比較測量區間m1～比較測量區間m3，從而能夠省略使標準量具20f移動等的操作。

通過將具有與比較測量區間m1～比較測量區間m3的長度對應的標準量規長度dr的量具201～量具203束縛在一起，並彼此錯開了錯開量dd地固定而構成本實施方式的標準量具20f，能夠簡單地製造標準量具20f，並且通過使用現有的量具作為各量具201～量具203，能在比較測量區間m1～比較測量區間m3同等地確保高精度。

而且，在本實施方式的標準量具20f上，在量具201～量具203的中間部且面向其他量具的端部的位置形成有貫穿標準量具20f的正反面的貫通孔205，所以即使在被標準量具20f遮擋的位置存在測量對象物的比較測量區間的情況下，也能經過貫通孔205導入三維測量機40的測量探針46。

其他實施方式

本發明並不限定於上述的各實施方式，能夠達到本發明的目的的範圍內的變形等包含在本發明中。

例如，在第1實施方式～第5實施方式中，在標準量規第1支承臺61、61a以及標準量規第2支承臺62、62a上，利用加壓部件609可靠地維持下表面側的接觸部601、602、603的接觸。

作為這種加壓部件609，不限定於使用了壓縮螺旋彈簧617、627的機械性的部件，也可以是利用了流體壓力、流體流和電磁力等的非接觸的施力部件等。

而且，若標準量具2的重量是足夠的重量，則也可以省略加壓部件609。

在上述的第1實施方式中，測量了從第1表面11到第2表面12的長度dx來作為階梯規10的長度。但是，通過使階梯規10的兩端面作為第1表面11以及第2表面12，能夠測量階梯規10的長度以及兩端面間的線膨脹係數。另外，如在圖10中所述的那樣，通過將第1表面11以及第2表面12設定在階梯規10的中間部分的凸部19的端面等上，也能測量該中間部分的長度以及線膨脹係數。

在上述的第1實施方式～第5實施方式中，將階梯規10作為測量對象物，但作為測量對象物，也可以是量具或其他的尺寸標準器。

另外，作為標準量規，不限定於標準量具2，也可以使用專用的標準量規或與測量對象物同樣的階梯規10，並且也可以使用被高精度地校準了的校對規。

此時，作為標準量規，希望為利用在第1溫度t1與第2溫度t2之間的溫度變化上可以忽略精度上的膨脹的極低膨脹係數或零膨脹係數的材質製成的量規和利用膨脹係數已知的材質製成的量規中的任一種。

另外，在上述的第1實施方式～第5實施方式中，將作為標準量規的標準量具2的第2基準表面2b與作為測量對象物的階梯規10的第2表面12對齊在同一平面上，但也可以將第1基準表面2a與第1表面11對齊，或形成為不將標準量規以及測量對象物的兩端對齊的配置。

但是，通過對齊標準量規和測量對象物的任一方的端部，在與處於同一平面的一側相反的一側的端部，標準量規與測量對象物的長度的差達到最大，能使利用三維測量機的探針進行表面檢測時的富餘達到最大。

在上述的第6實施方式～第10實施方式中，分別設定3組測量區間以及基準區間的組合，測量了各區間的線膨脹係數α11～線膨脹係數α13。即，在作為測量對象物的階梯規10上設定第1測量區間s11～第3測量區間s13、測量起點11s～測量起點13s以及測量終點11e～測量終點13e，在標準量具20上設定第1基準區間s21～第3基準區間s23、基準起點21s～基準起點23s以及基準終點21e～基準終點23e。

但是，上述測量區間以及基準區間的組合不限定於3組，也可以為兩組，或為4組以上。並且，上述的各區間不限定於彼此重合的結構以及一部分重合的結構，也可以是不沿延伸方向lt重合地並列的多個區間。

另外，在上述的第6實施方式～第10實施方式中，將階梯規10作為測量對象物，但測量對象物不限定於階梯規10，也可以是具有沿延伸方向lt賦與多個長度基準的形狀的其他的尺寸標準器。

在上述的第11實施方式～第12實施方式中，將階梯規10作為測量對象物，但測量對象物不限定於階梯規10，也可以是具有沿延伸方向lt賦與多個長度基準的形狀的其他的尺寸標準器。

另外，作為標準量規，不限定於標準量具20e、20f，也可以使用專用的標準量規或與測量對象物同樣的階梯規10，並且也可以使用被高精度地校準了的校對規等。