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» 2020年09月10日 11時00分 公開

ユニバーサルカウンターの基礎知識(1):さまざまな時間測定器やユニバーサルカウンターの測定項目 (1/8)

ユニバーサルカウンターについて解説する第1回。今回は、「カウンターが普及するまでに使われていた時間測定器」「カウンターが登場して以降の主な時間測定器」「ユニバーサルカウンターの主な測定項目」について説明する。

[TechEyesOnline]
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 本記事は、計測器専門の情報サイト「TechEyesOnline」から転載しています。

はじめに

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 時間を正確に測りたいという要求は古くからあり、人類は紀元前4000年頃に日時計を発明した。その後、水時計、燃焼時計、砂時計といった時計を作ってきた歴史がある。なお、日本で671年6月10日に初めて水時計を使って時を太鼓や鐘で知らせたということが日本書紀に書かれていることから、1920年に6月10日が「時の記念日」と制定された。

 機械式の時計はルネサンス時代の13世紀の終わり頃に北イタリアから南ドイツに至る地域で塔時計として登場したといわれている。

 機械式の時計の仕組みなどを使って正確な時間を測定するさまざまな道具が作られたが、その後、アナログ電子回路を使って高い周波数の測定も可能になっていった。第二次世界大戦後に発展したデジタル電子回路により、周波数を数字で読み取ることができるカウンターが登場した。

 現在、多くの電子機器には水晶振動子が搭載され、正確な周波数のクロック信号で電子回路が動作するようになったほか、デジタルオシロスコープなどに時間を測定できる機能が搭載されるようになったことから、過去に比べてカウンターを使って測定することは減ってきた。だが、高分解能で正確な時間を測る要求はセンサー開発や物理学の研究分野などであること、また、生産ラインなどコスト要求が厳しい分野があることなどから、現在でもカウンターは多く使われている。

 時間測定器は歴史が長く、下記にあるようにさまざまな測定器が登場した。時間測定器には周波数計(光波長計は除く)、回転計が含まれる。

図1:さまざまな時間測定器

 今回はユニバーサルカウンターを生産する岩崎通信機の協力によって記事を執筆した。

カウンターが普及するまでに使われていた時間測定器

機械式時間測定器

 時計の仕組みを使った機械式ストップウォッチや、さまざまな機構を使った回転計などがある。例えば、昔の自動車に搭載された回転計や速度計は、下記のような仕組みで作られていた。この回転計は回転軸とともに磁石が回転すると、磁極から出ている磁束も回転し、それを包むドラッグカップに渦電流を発生する。この渦電流によってドラッグカップには回転軸と同方向に力が作用し(積算電力量計と同じ原理)、バネと平衡する角度までメーター指針は回転する。

図2: ドラッグトルク式の自動車の速度計 出典:物理量を変換するのがトランスデューサの役割(TDK Techno Magazine)
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