DE2935118A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der mechanischen eigenschaften eines elastischen materials - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der mechanischen eigenschaften eines elastischen materials

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DE2935118A1 DE19792935118 DE2935118A DE2935118A1 DE 2935118 A1 DE2935118 A1 DE 2935118A1 DE 19792935118 DE19792935118 DE 19792935118 DE 2935118 A DE2935118 A DE 2935118A DE 2935118 A1 DE2935118 A1 DE 2935118A1
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Description

S-
PATENTANWÄLTE 293511
J. REITSTÖTTER
PBOF. DR. DRf DIPL. ING.
W. BUNTE (1958-1976) DR. ING.
- W. KINZEBACH DR. PHIU DIPL. CHBM.
K. P. HÖLLER
DR. RER. NAT. DIPL. CHEM.
TELEFON: (08O) 37 6B 83 TELEX: B21E208 IBAR D
BAUERSTRASSB 22, BOOO MÜNCHEN 40
München, 30. August Ί979
M/20258
M/20295
L ' OREAL 14, rue Royale» F-75008 Paris
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften eines elastischen Materials
Es ist bekannt, daß zur Untersuchung von Materialien und der Änderung ihres Verhaltens während einer Behandlunc es zweckmäßig ist, ihre elastischen Eigenschaften zu messen, insbesondere den Young-Modul und den Koeffizienten der inneren Dämpfung. Zahlreiche Vorrichtungen wurden bereits vorgeschlagen, um diese Messungen bei harten Materialien durchzuführen, es gibt jedoch kein einfaches und praktisches Verfahren zur Messung dieser Eigenschaften bei weichen Materialien. Insbesondere gibt es keine Vorrichtung, die eine einfache Messung des Young-Moduls und/oder des Koeffizienten der inneren Dämpfung der Haut, von Haaren und bestimmten relativ weichen Polymeren ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, den Elastizitätsmodul und/oder den Koeffizienten der inneren Dämpfung zahlreicher dehnbarer Materialien durch ein dynamisches Verfahren zu messen, bei dem das Testmaterial einer Vibration unterworfen und aus der Resonanzspitze bei Vorhandensein und NichtVorhandensein der Testprobe erhalten wird, die Werte der elastischen Eigenschaften abzuleiten, die man messen will.
Wenn man den Young-Modul messen will, wird die Probe zwischen einer beweglichen Anordnung und einem festen Punkt angeordnet und die Resonanzfrequenzen der mechanischen Schwingung der beweglichen Anordnung werden mit und ohne Probe gemessen. Die Größe des Young-Moduls wird dann aus der folgenden mathematischen Formel abgeleitet:
E = 4 7Γ2 ML (V2 -Y ρ2)
s
In dieser Formel stellt M die Schwingungsmasse, L die Länge der Testprobe, s den Querschnitt der Testprobe,
V und "/ die Resonanzfrequenzen mit und ohne Probe dar. Diese Formel setzt voraus, daß die durchgeführten Messungen
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für den Erhalt der Frequenzen V und V bei im wesentlicher, konstanten äußeren Bedingungen durchgeführt werden, insbesondere hinsichtlich der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit. Vorausgesetzt wird auch, daß die viskose Kräfte ebenso wie die Masse der Probe bezüglich der Gesamtmasse der in Schwingung versetzten beweglichen Anordnung vernachlässigt wird.
Mit der Vorrichtung der Erfindung ist es möglich, die Frequenzen γ und V zu messen, indem die mechanische Spannung geändert wird, der die Probe im Ruhezustand ausgesetzt ist, und ggf. die relative Dehnung der Probe einer bestimmten mechanischen Spannung zu messen. Alle diese Messungen können an einer Aufzeichnungseinrichtung in Kurvenform aufgezeichnet werden. Zur Bestimmung der Resonanzfrequenz der beweglichen Anordnung mit oder ohne Testprobe wird ein Frequenzdurchlauf mittels eines Generators veränderbarer Frequenz durchgeführt, wobei die Schwingungsamplituden in Abhängigkeit von der Frequenz aufgezeichnet werden, um die Resonanzspitze zu bestimmen, die bei der Resonanzfrequenz erhalten wird. Um die Messung automatisch durchzuführen, kann eine elektronische. Schaltung vorgesehen werden, die es durch eine Rückkopplung ermöglicht, einen elektromechanischen freischwingenden Oszillator zu schaffen, wobei die GesamtanOrdnung nun automatisch bei der Resonanzfrequenz schwingt. Hierzu hat die bewegliche Anordnung eine elektromagnetische Wicklung, und die Schwingungsamplituden werden durch einen fotoelektrischen Sensor ermittelt, dessen Ausgangssignal nach Durchgang durch einen Verstärker mit steuerbarer Schwingung zur Zuleitung der Wicklung zurückgeführt wird.
Wenn man den Koeffizienten der inneren Dämpfung eines Testmaterials messen will, wird die Resonanzspitze aufgezeichnet, die bei der Schwingung der beweglichen Anordnung auftritt. Aus der Breite dieser Spitze bei halber
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Höhe kann die Größe des Koeffizienten durch eine bekannte mathematische Beziehung abgeleitet werden. Statt die Schwingungsamplitude zur Bestimmung der Resonanzspitze zu ermitteln, kann man auch bei konstanter Schwinaungsamplitude arbeiten, die von der Wicklung verbrauchte Energie feststellen, die die Schwingung der beweglichen Anordnung hervorruft, und die Spitze untersuchen, die eine Abnahme dieser Energie nahe der Resonanzfrequenz zeigt, wobei die Untersuchung dieser Spitze ebenfalls zur Messung des Koeffizienten führt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 6 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Messung des Elastizitätsmoduls der Probe mit dem Verfahren der Erfindung ist es nicht notwendig, bis zum Zerreissen der Probe zu verfahren. In den meisten Fällen entfernt man sich nur wenig vom elastischen Bereich, so daß der erhaltene Wert durch wiederholte Messungen an der Probe bestätigt werden kann. Die Vorrichtung der Erfindung ist insbesondere von Bedeutung, wenn sie zur automatischen Messung des Young-Moduls durch direkte Ermittlung der Resonanzfrequenzen verwendet wird, jedoch kann diese Messung durch die Untersuchung der Resonanzspitzen und durch die Untersuchung der mechanischen Spannungen in Abhängigkeit von der Dehnung der Probe erhalten werden, wobei die Probe in der Vorrichtung belassen wird. Der Vergleich dieser drei Meßarten zeigt, daß die direkte Messung des Young-Moduls gegenüber der Zuggeschwindigkeit praktisch insensibel ist, wenn die auf die Probe ausgeübte Zugkraft geändert wird, vorausgesetzt, daß die Zugzeit im Vergleich zur Schwingungsperiode im allgemeinen groß ist.
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Das Verfahren der Erfindung kann vorteilhafterweise zur Untersuchung biologischer Materialien und insbesondere zur Untersuchung der elastischen Eigenschaften der Stratum Corneum der menschlichen Haut verwendet werden, und zwar zur Untersuchung der Haut "in vivo", zur Untersuchung von Haaren", kolagenen Fasern, Pflanzenfasern oder Fasern von Lebewesen, d.h. z.B. Fasern von Flachs, Baumwolle, Papier, Zellulose, Wolle oder Seide. Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung können auch für Materialien verwendet werden, die keinen lebenden Ursprung haben, z.B. für polymere Fasern wie Polyester, Polyamid, Polyäthylen oder Kautschuk, und selbst für harte Materialien wie Eisen oder Wolfram, wobei in letzterem Falle der Querschnitt der in Schwingung versetzten Probe ausreichend gering sein muß.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren _1 bis 6 beispielsweise erläutert» Es zeigt:
Figur 1 einen Querschnitt längs der Linie I-I in Fia„ 2, einer Vorrichtung zur automatischen Messung des Youngmoduls,
Figur 2 eine Aufsicht der Vorrichtung der Fig. 1 längs der Linie II-II in Fig. 1,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung der Befestigung des Endes der Probe in dem Gegenstück^ das mit dem Befestigungselement der Vorrichtung zusammenwirkt, -
Figur 4 die elektronische Schaltung zur Speisung der elektromagnetischen Wicklung der Vorrichtung, um die bewegliche Anordnung bei ihrer Resonanzfrequenz in Schwingung zu versetzen,
Θ30011/08
Figur 5 ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung, die einen Frequenzdurchlauf und die Darstellunc einer Resonanzspitze an einer Aufzeichnungseinrichtung ermöglicht, und
Figur 6 ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung, die durch Frequenzdurchlauf die Aufzeichnung der zur Aufrechterhaltung der Schwingung der beweglichen Anordnung erforderlichen Energie in Abhängigkeit von der Frequenz ermöglicht.
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Wie die Fig. 1 bis 4 zeigen, hat die Vorrichtung ein Gehäuse 1, das eine vertikale Querplatte 2 aufweist, in deren zentralen Bereich ein Permanentmagnet 3 angeordnet ist, der in seinem zentralen Bereich einen Raum aufweist, in dem eine elektromagnetische Wicklung 4 angeordnet ist. Die Wicklung 4 wird über Leitungen 5 gespeist und ist im zentralen Bereich von einem rechteckigen Metallblech 6 gehalten, das vertikal angeordnet und an seinen Enden durch eine Schraube 7 an einer Stützstrebe 8 gehalten wird, die von. der Platte 2 getragen wird. Im zentralen Bereich des Blechs 6 ist ein Befestigungselement 9 angeordnet, das aus einer Schiene mit Schwalbenschwanzquerschnitt besteht, deren Achse vertikal verläuft und deren Gleitkanten nach unten konvergieren. Das Befestigungselement 9 wirkt mit einem Gegenstück 10 zusammen, das im einzelnen Fig. 3 zeigt.
Das Gegenstück 10 besteht aus einem Block 11 mit trapezförmigem Querschnitt und einer vertikalen Achse. Die Kanten des Blocks 11 konvergieren leicht nach unten. Der Block 11 ist im Befestigungselement 9 verschiebbar gelagert. Die Konvergenz der Kanten ermöglicht eine Blockierung des Gegenstücks 10 im Befestigungselement 9, wenn man das Gegenstück 10 in das Befestigungselement 9 fallen läßt. Wenn das Blech 6 in Schwingung versetzt wird* tritt daher ein vollkommener Kontakt zwischen dem Befestigungselement 9 und dem Gegenstück 10 auf,, so daß jede Meßstörung vermieden wird. Der Block 11 ist mit einem Klemmbacken 12 verbunden, in den ein Klemmbacken 13 eingreifen kannf der gegen den Klemmbacken 12 mittels einer Schraube 14 gedrückt werden kann, deren Gewinde mit einer Gewindebohrung zusammenwirkt, die in dem Klemmbacken 12 vorgesehen ist. Zwischen die Klemmbacken 12 und 13 kann ein Ende einer Testprobe 15 eingesetzt werden. Der Druck der Schraube 14 ermöglicht es, die Probe 15 mit dem Block 11 und damit mit dem Blech 6 zu verbinden, wenn das Gegenstück 10 in das Befestigungselement 9 eingesetzt xi?ird. Das andere Ende der Probe 15 ist mit einem Befestigungselemente 16
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verbunden, das eine Schiene mit vertikaler Achse und einem Schwalbenschwanzquerschnitt entsprechend der Schiene des Befestigungselements 9 aufweist. Das Befestigungselement 16 nimmt ein Gegenstück 10 gleich dem auf, das mit dem Befestigungselement 9 zusammenwirkt. Dieses Gegenstück ist mit dem entsprechenden Ende der Probe 15 so verbunden, wie es für das mit dem Befestigungselement 9 verbundene Ende erläutert wurde.
Das Befestigungselement 16 wird von einem plattenförmigen Kraftsensor 17 getragen, der an einem relativ zum Gehäuse 1 verschiebbaren Schieber 18 sitzt. Der Schieber 18 kann während des Versuchs am Gehäuse 1 festgehalten oder mittels einer Spindel 19 langsam verschoben werden, die daran durch einen Anschlag 20 befestigt ist und von einem Motor 21 in einer Gewindebohrung einer Platte 22 des Gehäuses gedreht wird. Der Motor 21 ist gegenüber der Platte 22 drehfest, kann jedoch bezüglich der Platte gleichzeitig mit der Spindel 19 verschoben werden. Wenn der Motor 21 gespeist wird, kann der Schieber 18 bezüglich des Gehäuses langsam verschoben und damit kann die Probe 15 einer mehr oder weniger großen Zugkraft unterworfen werden. Durch Markierung der Verschiebung des Schiebers 18 kann man die relative Dehnung der Probe 15 messen, wobei die auf die Probe ausgeübte Zugkraft vom Kraftsensor 17 gemessen wird. Man kann somit leicht eine Registrierung der mechanischen Spannung der Probe in Abhängigkeit von der relativen Dehnung erreichen.
Wenn die Spule 4 elektrisch gespeist wird, befindet sie sich in einem Magnetfeld und hat das Bestreben, sich längs ihrer Achse zu verschieben. Wenn man die Wicklung mittels eines sinusförmigen Stroms speist, wird somit eine Vibration des Blechs hervorgerufen, mit dem die Wicklung verbunden ist. Die Vibrationsamplitude kann mittels eines mit dem Gehäuse verbundenen fotoelektrischen Sensors 23 markiert werden. Die Lichtemission kann durch eine Foto-
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diode und der Empfang durch einen Fototransistor erfolaen. Der so gebildete fotoelektrische Sensor speist einen NF-Verstärker 25, dessen Verstärkung von einer Vorrichtung 24 gesteuert wird und dessen Ausgang die Wicklung 4 speist. Durch diese Schaltung wird die Wicklung 4 automatisch bei der Resonanzfrequenz der beweglichen Anordnung gespeist, die aus der Wicklung 4, dem Blech 6, dem Befestigungselement 9, dem Gegenstück 10 und der Probe 15 besteht. Man bestimmt so die Resonanzfrequenz V bei Vorhandensein der Probe, und der Betrieb der Vorrichtung ohne Probe ermöglicht es, in gleicher Weise die Resonanzfrequenz
γ ohne Probe zu bestimmen. Bei der beschriebenen Ausführungsform beträgt die Masse der beweglichen Anordnung etwa 13g und die Eigenresonanzfrequenz der beweglichen Anordnung ohne Probe liegt bei etwa 250 Hz, wobei das Blech 6 eine Länge von 139 mm, eine Breite von 5,5 mm und eine Dicke von 1 mm hat, und aus rostfreiem Stahl besteht.
Wenn man die zuvor angegebene matheiff tische Formel anwendet, kann man ausgehend von den Frequenzen V und » den Young-Modul verschiedener Testmaterialien berechnen. Dabei genügt es, die Vibrationsfrequenz an einem an den Eingang des NF-Verstärkers 25 angeschlossenen Frequenzmesser 26 abzulesen. Wenn man während des Versuchs den Motor 21 speist, kann man die mechanische Spannung der Probe 15 ändern. Für jede Stellung des Schiebers 18 wird dabei eine relative Dehnung der Probe 15 bestimmt; diese Information wird einer Aufzeichnungseinrichtung zugeführt. Gleichzeitig mißt man die mechanische Spannung der Probe mittels des Kraftsensors 17, so daß an der Aufzeichnungseinrichtung 27 eine erste Kurve erhalten werden kann, die die Zugkräfte in Abhängigkeit von den Dehnungen darstellt. Außerdem wird die der Frequenz V* entsprechende Information mittels eines Frequenz/Spannungs-Wandlers 28 umgesetzt? das_Signal des Wandlers 28 wird auf die Aufzeichnungs- einrichtung 27 gegeben, um eine zweite Kurve zu erhalten„ die die Änderung der Frequenz γ in Abhängigkeit von der relativen Dehnung der- Probe darstellt« Man kann somit ohne
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Schwierigkeit an der Aufzeichnungseinrichtung 27 zwei Kurven erhalten, aufgrund derer man das elastische Verhalten der Testprobe vollständig bestimmen kann. Die durchgeführte Messung ist aufgrund ihrer dynamischen Charakteristik gegen die Zuggeschwindigkeit praktisch insensibel, da die Zugzeit bezüglich der Schwingungsperiode im allgemeinen groß ist.
Mittels der beschriebenen Vorrichtung kann man den Elastizitätsmodul der Stratum Corneum der menschlichen Haut "in vitro" messen. Man stellte 3 χ 109 dyn/cm2 bei 30°C und 70 % relativer Feuchtigkeit fest. Man kann auch die Auswirkung bestimmter, auf die Haut aufgebrachter Elemente feststellen, soweit die elastischen Eigenschaften der Stratum Corneum betroffen sind. Es wurde auch der Elastizitätsmodul eines natürlichen Haars bei 20 C und 30 %
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Luftfeuchtigkeit gemessen; dabei wurden 10 χ 10 dyn/cm festgestellt. Man kann auf diese Weise die Auswirkung einer Entfärbung oder eine kosmetischen Behandlung auf den Elastizitätsmodul des Haars untersuchen.
Fig. 5 zeigt das Schaltbild einer etwas abgewandelten elektronischen Schaltung. Diese hat einen in der Frequenz modulierbaren NF-Generator 29, der einen NF-Verstärker 30 speist, dessen Ausgang mit der Wicklung 4 der Vorrichtung verbunden ist. Der fotoelekitrische Sensor 23, der die Schwingungsamplitude erfaßt, gibt ein Signal auf einen Amplitudendemodulator 31, durch den die Schwingungsamplitude ermittelt werden kann. Der Ausgang des Demodulators ist mit einer Aufzeichnungseinrichtung 32 verbunden. Die vom Generator 29 abgegebene Frequenz wird von einem Frequenzmesser 33 gemessen und von "einem Frequenz/Spannungs-Wandler 34 in ein Signal umgewandelt, das ebenfalls der Aufzeichnungseinrichtung 32 zugeführt wird. Die Aufzeichnungseinrichtung 32 kann so eine Kurve aufzeichnen, die die Schwingungsamplitude-in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt, d.h.,"man erhält eine Spitze für die Resonanz-
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frequenz. Die Untersuchung dieser Spitze ermöglicht es nicht nur, mittels des maximalen Abszissenwertes die Resonanzfrequenz sondern auch durch diese den Young-Mödul, jedoch auch mittels der Breite der Spitze bei halber Höhe den Koeffizienten der inneren Dämpfuno des Testmaterials zu bestimmen.
Fig. 6 zeigt eine Abwandlung, bei der an einer Aufzeichnungseinrichtung 35 ebenfalls eine Spitze im Moment des Durchgangsdurch die Resonanzfrequenz erhalten werden kann. Bei dieser Schaltung wird wie-bei der Schaltung der Fig.. mittels eines in der Frequenz modulierbaren NF-Generators 36 ein Frequenzdurchlauf erreichte Der Generator 36 speist einen NF-Verstärker 37, dessen Ausgang mit der Wicklung und mit einer Einrichtung 38 verbunden ist, die die Messung des Erregungsstroms der Wicklung 4 ermöglicht. Das Ausgangssignal der Einrichtung 38 ist ein Signal, das der von der Wicklung 4 aufgenommenen Energie proportional ist und das zur Aufzeichnungseinrichtung 35 geleitet wird. Die Frequenz des Speisestroms der Wicklung 4 wird von einem Frequenzmesser 39 gemessen, und die der Frequenz ,entsprechende Information wird der Aufzeichnungseinrichtung 35 mittels eines Frequenz/Spannungs-Wandlers 40 zugeführt. Beim Durchlaufen der Resonanzfrequenz erscheint auf _der Aufzeichnungseinrichtung 35 eine negative Spitze, da die der Wicklung 4 zugeführte Energie bei der Resonanzfrequenz ein Minimum durchläuft. Die Untersuchung dieser Spitze ermöglicht es, wie die Untersuchung der an der Aufzeichnungseinrichtung 32 der Schaltung der Fig. 5 erhaltene Spitze den Koeffizienten der inneren Dämpfung des Testmaterials ■ zu bestimmen.
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Claims (15)

  1. A h ι I
    Ansprüche -"Λ " -".-■
    !./Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer mechanischer Eigenschaft eines elastischen Materials, insbesondere^ eines dehnbaren Materials geringer Festigkeit, bei dem ein Bereich des Testmaterials einer Schwingung ausgesetzt und die Resonanzfrequenz der der Schwingung untersetzten Gesamtanordnung und/oder die Dehnung des Testmaterials in Abhängigkeit von der Zeit oder den angewandten Frequenzen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Material derart angeordnet wird, daß die Resonanz eines mechanischen Resonators geändert wird/ und daß aus der Änderung der Resonanz wenigsten eine elastische Eigenschaft des Testmaterials aus der den Young-Modul und den Koeffizienten der inneren Dämpfung umfassenden Gruppe abgeleitet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß der der Schwingung ausgesetzte Bereich des Testmaterials ein Hautbereich eines lebenden Objekts ist, wobei die Messung "in vivo" durchgeführt wird.
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  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schwingung ausgesetzte Bereich des Ttstmaterials eine Probe ist, die zwischen einem festen Element und dem Schwingungselement gespannt wird, wobei die Messung "in vitro" durchgeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Bestimmung der Resonanzfrequenz ein Frequenzdurchlauf durchgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nacn einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Resonanzfrequenzen dadurch bestimmt werden, daß die Schwingunasanordnung durch Rückkopplung selbstschwingend ausgebildet wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein festes Gehäuse (1), das eine bewegliche Anordnung trägt, die bezüglich des Gehäuses mittels einer elektromagnetischen Steuereinrichtung (3, 4) in Schwingung versetzt wird, daß die bewegliche Anordnung mit einem Befestigungselement (9) und einem Befestigungselement (16) verbunden ist, daß die Testprobe zwischen den Befestigungselementen (9, 16) angeordnet ist, daß eines (16) der Befestigungselemente zur Änderung der mechanischen Spannung der Probe verschiebbar ist, daß der elektromagnetischen Steuereinrichtung eine elektronische Schaltung zugeordnet ist, die wenigstens eine Wicklung (4) der elektromagnetischeTi Steuereinrichtung mit einem elektrischen Strom geeigneter Frequenz speist, und daß wenigstens eine Einrichtung zum Ablesen bzw. Aufzeichnen der von der elektronischen Schaltung gelieferten Informationen vorhanden ist.
    03Ö01T/0837
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das eine (16) Befestigunqselement von einem Kraftsensor (17) gehalten ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegliche Anordnung aus einem Metallblech besteht, daß an seinen beiden Enden befestigt ist und in seinem, zertralen Bereich eine elektromagnetische Wicklung trägt, die im Feld eines Permanentmagneten (3) angeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet , daß eines oder beide Befestigungselemente (9, 16) eine vertikale Schiene (10) mit Schwalbenschwanzquer schnitt aufweisen,, deren Gleitkanten nach unten konvergieren.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die elektronische Schaltung wenigstens einen fotoelektrischen Sensor (23) aufweist, der die Schwingungen der beweglichen Anordnung ermittelt.
  11. 11. Vorrichtung nach-Anspruch 10 zur-automatischen Messung des Young--Moduls des Testmaterials, dadurch g-e k en η zeichnet , daß der fotoelektrische Sensor (23) der elektronischen Schaltung einen NF-Verstärker (25) speist, dessen Verstärkung automatisch steuerbar ist und der die Wicklung der elektromagnetischen Steuereinrichtung speist.
  12. 12". Vorrichtung nach Anspruch 11,, dadurch gekennzeichnet , daß ein Frequenz/Spannungs-Wandler (28) als Information die Frequenz des ErregungsStroms der Wicklung (4) erhält und eine Aufzeichnungseinrichtung (27) speist, die ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der mechanischen Spannung der Probe
    030011/083?
    und/oder ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der relativen Dehnung der der Spannung unterworfenen Probe empfängt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Bestimmung des Koeffizienten der inneren Dämpfung des Testmaterials, dadurch gekennzeichnet , daß der fotoelektrische Wandler (23) mittels eines Amplitudendemodulators (31) eine Aufzeichnungseinrichtung (32) speist, und daß die Wicklung (4) von einem Stromgenerator regelbarer Frequenz gespeist wird, deren Verlauf mittels eines Frequenz/ Spannungs-Wandlers auf die Aufzeichnunqseinrichtung gegeben wird.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die elektronische Schaltung einen Stromgenerator (36) regulierbarer Frequenz aufweist, deren Verlauf mittels eines Frequenz/ Spannungs-Wandlers (40) auf eine Aufzeichnungseinrichtung (35) gegeben wird, daß der Generator die Wicklung (4) der elektromagnetischen Steuereinrichtung -speist, und daß ein Amplitudendemodulator die Amplitude des ErregungsStroms der Wicklung mißt und diese Information der Aufzeichnungseinrichtung zuführt.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, g e kennz eichnet ..durch einen Frequenzmesser (33, 39), der die Frequenz des Erregungsstroms der Wicklung der elektromagnetischen Steuereinrichtung mißt.
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DE19792935118 1978-08-31 1979-08-30 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der mechanischen eigenschaften eines elastischen materials Granted DE2935118A1 (de)

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