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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dehnungsmessung
eines Prüflings
in berührungsloser
Weise ohne Anbringen von Bezugslinien (oder Bezugspunkten) auf einem
Prüfling
und insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Dehnungsmessung durch Nutzung des Dehnungsmaßes von Interferenzsäumen in
Fleckenmuster, welche im Reflexionslicht von Laserstrahlen, die
auf den Prüfling
abgestrahlt werden, erscheinen.
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Als
Mittel zur Dehnungsmessung eines Prüflings in berührungsloser
Weise gibt es ein Verfahren des Anbringens von Bezugslinien an zwei
Punkten in Dehnungsrichtung des Prüflings, einzeln Fotografieren
der jeweiligen Bezugslinien durch zwei Fernsehkameras, die von einem
Rechner als Markierung für jede
von ihnen auf einem Fernsehbildschirm erkannt werden, Berechnung
des Bewegungsmaßes
der Markierungen auf den Fernsehbildschirmen, welche sich längs der
Dehnung des Prüflings
bewegen, Steuern der Positionen der zwei Fernsehkameras derart,
dass die jeweiligen Marken sich immer an vorbestimmten Positionen,
die auf den Fernsehbildschirmen angezeigt werden, befinden und Messen
der Dehnungsrate auf Basis der Differenz des Abstandes der zwei
Fernsehkameras vor Anlegen einer Zugbelastung und nach Reißen des
Prüflings.
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Außerdem wurden
als Mittel zur Dehnungsmessung eines Prüflings ohne Anbringen von Bezugslinien
in berührungsloser
Weise verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur kontaktlosen
Dehnungsmessung vorgeschlagen, durch Abstrahlen eines Laserstrahls
mit einer Ausdehnung für
eine vorbestimmte Länge
in Richtung der Ausübung
einer Zugbelastung auf die Oberflä che eines Prüflings und Erkennen
des Reflexionslichtes aus dem Bereich entsprechend Bezugspunkten
an zwei Positionen des Prüflings
durch elektrische Signale als variierenden Helligkeitsgrad in dem
Fleckenmuster und Berechnung der Dehnung des Prüflings basierend auf einer
Korrelationsfunktion der elektrischen Signale für das Fleckenmuster durch Verwendung
des Ausgangssignals aus dem Bildsensor, beispielsweise wie in der
japanischen veröffentlichten
ungeprüften Patentanmeldung
Sho 59-52963, in der japanischen veröffentlichten geprüften Patentanmeldung
Sho 61-27681 und der japanischen veröffentlichten ungeprüften Patentanmeldung
Hei 7-4928 offenbart. In EP-0629835
(ein Dokument der Patentfamilie von Hei 7-4928) richten zwei Laser-/Kameraeinheiten Strahlen
auf zwei Positionen auf den Prüfling
und beobachten die Fleckenmuster. In einer Rückkopplungsschleife werden
die Einheiten verschoben, um die Muster fest beizubehalten. Die
Verschiebung zeigt die Dehnung an.
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Das
frühere
Verfahren, das heißt
ein Verfahren unter Verwendung von Fernsehkameras, birgt allerdings
einen starken Nachteil, indem Bezugslinien auf dem Prüfling angebracht
werden müssen.
Das heißt,
das Verfahren des Anbringens von Prüflinien schließt ein Verfahren
des Einkratzens eines Prüflings,
ein Verfahren des Anbringens eines Siegels auf dem Prüfling, ein
Verfahren des Anbringens einer Markierung mit Tinte oder dergleichen,
ein Verfahren des Klammerns des Prüflings mit einer Klemme an den
Bezugspositionen ein. Das Messverfahren des Anbringens von Bezugslinien
birgt Probleme, indem es unerwünschte
Wirkungen auf die Festigkeit des Prüflings ausübt, Abschälen des Siegels, Dehnung der
Bezugslinien an sich, was die Bezugsgrundlage unscharf macht, und
außerdem
verursacht es chemische Änderung
am Prüfling
durch Tinte der Bezugnahme, was Genauigkeit und Effizienz des Tests
verhindert.
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Andererseits
wurde das letztere Verfahren, d.h. jedes der vorliegenden Verfahren
zur Dehnungsmessung durch Nutzen des Fleckenmusters, zur opto-elektronischen
Umwandlung von Reflexionslicht, erhalten durch das Abstrahlen des
Laserstrahls auf einen Bereich eines mithilfe eines Bildsensors
oder dergleichen zu messenden Prüflings
unter Gewinnung von elektrischen Signalen gemäß dem Fleckenmuster und Bestimmen
des Bewegungsmaßes
des Fleckenmusters, basierend auf der Korrelationsfunktion von Signalen
vor und nach der Dehnung des Prüflings,
geschaffen. Das heißt,
da das durch den Bildsensor erkannte Fleckenmuster umgewandelt wird
und als elektrische Signale verwendet wird, ist es schwierig, eine
hohe Messgenauigkeit zu erlangen, sofern nicht präzise optische
Teile und Umwandlungsbauelemente eingesetzt werden.
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Außerdem ist
die bestehende Dehnungsmessung durch Nutzen des Fleckenmusters geschaffen,
um vorher das Fleckenmuster in Dehnungsrichtung des Prüfstücks vor
der Verformung (vollständiges
Fleckenmuster) als elektrische Signale zu speichern und das Bewegungsausmaß des Fleckenmusters
durch kontinuierliches Entscheiden der Korrelationsfunktion für das Fleckenmuster
nach Verformung in Bezug auf die elektrischen Signale zu ermitteln.
Wenn das Prüfstück und der
Laserstrahl seitlich in Bezug zueinander während der Messung verschoben
werden, wird daher das Fleckenmuster als Bezugsgrundlage ungenau,
wobei das Problem entsteht, dass es überhaupt keine Verlässlichkeit
für den gemessenen
Wert gibt. Da die Zugbelastung während
der Messung auf den Prüfling
angelegt wird und etwas seitliche Abweichung unvermeidbar ist, wird dieses
Problem für
die Messung gravierend.
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Außerdem wird
als allgemeines Problem der bestehenden Dehnungsmessung, da die
Dehnung bis zum Bruch auf der Grundlage der Entfernung zwischen
den Bezugslinien vor Anlegen der Zugbelastung und der letzten Entfernung
zwischen den Referenzlinien nach Reißen des Prüflings durch die Zugbelastung
ermittelt wird, die Zugbelastung angelegt, bis Reißen im Prüfling auftritt.
Da aber der Prüfling nach
Zerreißen
in Abhängigkeit
von dem Material zersplittert, besteht die Gefahr, dass ein Bediener
einen Sicherheitsschutzraum aufsuchen muss, nachdem der Prüfling in
eine Dehnungsmessvorrichtung einge legt wurde, was ein Hindernis
für die
Bedienungseffizienz darstellt.
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Folglich
ist es eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Dehnungsmessung
in kontaktloser Weise bereitzustellen, das kein Anbringen von Bezugspunkten
am Prüfstück erfordert,
ohne Verwendung von präzisen
optischen Vorrichtungen oder Umwandlungsvorrichtungen bzw. Bauelementen
und ungeachtet seitlicher Verschiebung des Prüflings genaue Messwerte erzielen
kann und außerdem
automatisierbar ist sowie eine Vorrichtung zur Dehnungsmessung für die Ausführung des
Verfahrens.
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Eine
zweite Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
zur vorstehend beschriebenen Dehnungsmessung, das Gerätschaften zur
Bildverarbeitung, Berechnung und Steuerung, die bislang in bestehender
Vorrichtung unter Verwendung von Fernsehkameras verwendet wurden,
nutzt wie sie sind, sowie eine Vorrichtung zur Dehnungsmessung für die Ausführung des
Verfahrens.
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Eine
dritte Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Dehnungsmessverfahrens,
das den Zustand vor dem Reißen
des Prüflings
erfassen kann und einen Messwert für die Dehnung im Wesentlichen
gleich mit jenen nach dem Zerreißen ohne Zerbrechen des Prüfstücks ermitteln
kann, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
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Die
erste Aufgabe der Erfindung kann gelöst werden gemäß einem
ersten Verfahren zur Dehnungsmessung in einer berührungslosen
Weise, während
auf einen Prüfling
eine Zugbelastung aufgebracht wird, wobei das Verfahren umfasst:
Abstrahlen von Laserstrahlen aus zwei Sensorteilen, die jeweils
integriert einen Laserprojektor und eine CCD-Kamera aufweisen, zu
vorgeschriebenen Bezugslinienpositionen (A, B) an zwei jeweils entlang der
Dehnungsrichtung auf dem Prüfling
festgelegten Positionen, Fotografieren des Laserreflexionslichts mittels
der CCD-Kameras jeweils als Fleckenmuster, von denen jedes eine
Mehrzahl von Interferenzsäumen
umfasst, Erkennen von Interferenzsäumen an vorbestimmten Positionen
der Fleckenmuster als Ziele, die den jeweiligen vorgeschriebenen
Bezugslinienpositionen (A, B) an den beiden Positionen auf der Koordinate
der CCD-Kamera-Bildschirme entsprechen, Erfassen des Bewegungsmaßes der Zielinterferenzsäume in den
jeweiligen Fleckenmustern, die sich in Übereinstimmung mit der Dehnung des
Prüflings
bewegen, auf Basis der Pixeleinheit der Koordinate, Vornehmen einer
Nachführsteuerung
für die
zwei Sensorteile entlang der Dehnungsrichtung des Prüflings mittels
der Erfassungssignale bei jeder Bewegung, sodass sich die Zielinterferenzsäume immer
an den vorbestimmten Positionen der Bildschirme befinden, Bestimmen
von Dehnungsinformationen für
den Prüfling
in Anbetracht des Abstandes zwischen den beiden Sensorteilen, der
Größe von jeweiligen
Bewegungserfassungssignalen oder des Bewegungsmaßes der jeweiligen Zielinterferenzsäume auf
Basis der Pixeleinheit, und Feststellen eines Anhaltens von Bildern
oder einer Verzerrung von Bildern von Fleckenmustern, die kurz vor
einem Zerreißen
des Prüflings
erscheinen, um die Zugbelastung des Prüflings anzuhalten.
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Das
erste erfindungsgemäße Verfahren kann
gemäß einer
ersten Vorrichtung zur Dehnungsmessung eines Prüflings ausgeführt werden,
umfassend ein Paar Sensorteile, wobei jeder Sensorteil einen Laserprojektor
aufweist, um vorgeschriebene Bezugslinienpositionen (A, B) an zwei
Positionen entlang der Dehnungsrichtung eines in eine Zugfestigkeitsprüfvorrichtung
eingesetzten Prüflings
mit Laserstrahlen zu bestrahlen, sowie eine CCD-Kamera, um jeweilige
Laserreflexionen als Fleckenmuster zu fotografieren, wobei jedes
Fleckenmuster eine Mehrzahl von Interferenzsäumen umfasst, wobei die Vorrichtung
weiter umfasst: ein Paar Sensorantriebsteile, um das Paar der Sensorteile
entlang von jeweiligen Führungen
beweglich zu halten und um die Sensorteile jeweils in Übereinstimmung
mit Eingangssignalen entlang der Führungen zu bewegen; einen Steuerteil,
der angepasst ist, um an vorbestimmten Positionen die Interferenzsäume der
von den CCD-Kameras fotografierten Fleckenmuster als Zielinterferenzsäume zu erkennen,
die je weils den vorgeschriebenen Bezuglinienpositionen (A, B) entsprechen,
um das Bewegungsmaß der
Zielinterferenzsäume,
die sich in Übereinstimmung
mit der Dehnung des Prüflings
bewegen, auf Basis der Pixeleinheit der fotografierten Bilder zu
erfassen und um das Paar Sensorantriebsteile durch die Erfassungssignale
so zu steuern, dass sich die Zielinterferenzsäume jeweils an den vorbestimmten
Positionen der Fleckenmuster befinden; einen Betriebsteil, um die
Dehnungsinformationen für
den Prüfling
in Anbetracht des Abstandes zwischen den beiden Sensorteilen, der
Größe der jeweiligen
Bewegungserfassungssignale oder des Bewegungsmaßes der Zielinterferenzsäume auf
Basis der Pixeleinheit zu bestimmen; sowie eine Belastungssteuervorrichtung,
um ein Anhalten der Bilder und eine Störung der Bilder der Fleckenmuster
der CCD-Kameras festzustellen, die kurz vor dem Zerreißen des
Prüflings
erscheinen, und um ein Zugbelastungsanhaltesignal für den Prüfling auszugeben.
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Die
zweite Aufgabe der Erfindung kann auch gemäß einem zweiten Verfahren zur
Dehnungsmessung in einer berührungslosen
Weise gelöst
werden, während
auf einen Prüfling
eine Zugbelastung aufgebracht wird, wobei das Verfahren umfasst:
Abstrahlen von Laserstrahlen aus zwei Sensorteilen, die jeweils
integriert einen Laserprojektor und eine CCD-Kamera aufweisen, zu vorgeschriebenen
Bezugslinienpositionen (A, B) an zwei jeweils entlang der Dehnungsrichtung
auf dem Prüfling
festgelegten Positionen, Fotografieren des Laserreflexionslichts mittels
der CCD-Kamera jeweils als Fleckenmuster, von denen jedes eine Mehrzahl
von Interferenzsäumen
umfasst, Erkennen von Interferenzsäumen an vorbestimmten Positionen
der Fleckenmuster als Ziele, die den jeweiligen vorgeschriebenen
Bezugslinienpositionen (A, B) an den beiden Positionen entsprechen,
jeweils Bildumwandeln von Zielinterferenzsäumen in Markierungen an vorbestimmten
Positionen von zwei Fernsehkamerabildschirmen, Erfassen des Bewegungsmaßes der
Markierungen der Fernsehbildschirme, die sich in Übereinstimmung
mit der Dehnung des Prüflings
bewegen, auf Basis der Pixeleinheit, Steuern der Bewegung der beiden
Sensorteile jeweils entlang der Dehnungsrichtung des Prüflings durch
die Erfassungssignale bei jeder Bewegung, sodass sich die Markierungen
immer an den vorbestimmten Positionen der Fernsehbildschirme befinden,
Bestimmen der Dehnungsinformationen für den Prüfling in Anbetracht des Abstandes
zwischen den beiden Sensorteilen, der Größe der jeweiligen Markierungsbewegungserfassungssignale
oder des Bewegungsmaßes
der jeweiligen Fernsehbildmarkierungen auf Basis der Pixeleinheit,
und Feststellen eines Anhaltens von Bildern oder einer Verzerrung von
Bildern von Fleckenmustern, die kurz vor einem Zerreißen des
Prüflings
erscheinen, um die Zugbelastung des Prüflings anzuhalten.
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Das
zweite erfindungsgemäße Verfahren kann
gemäß einer
zweiten Vorrichtung zur Dehnungsmessung eines Prüflings ausgeführt werden, umfassend
ein Paar Sensorteile, wobei jeder Sensorteil einen Laserprojektor
aufweist, um vorgeschriebene Bezugslinienpositionen (A, B) an zwei
Positionen entlang der Dehnungsrichtung eines in eine Zugfestigkeitsprüfvorrichtung
eingesetzten Prüflings
mit Laserstrahlen zu bestrahlen, sowie eine CCD-Kamera, um jeweilige
Laserreflexionen als Fleckenmuster zu fotografieren, wobei jedes
Fleckenmuster eine Mehrzahl von Interferenzsäumen umfasst, wobei die Vorrichtung
weiter umfasst: ein Paar Sensorantriebsteile, um das Paar Sensorteile
entlang von jeweiligen Führungen
beweglich zu halten und um die Sensorteile jeweils in Übereinstimmung
mit Eingangssignalen entlang der Führungen zu bewegen; ein Paar Bildumwandlungsvorrichtungen,
die jeweils in Bezug zu den Sensorteilen angeordnet sind, um jeweils
die von den CCD-Kameras fotografierten Zielinterferenzsäume als
Markierungen an vorbestimmten Positionen auf den Fernsehkamerabildschirmen
aufzuzeichnen; einen Steuerteil, der angepasst ist, um die von den
Fernsehkameras fotografierten Markierungen als Bezugslinien zu erkennen,
die den vorgeschriebenen Bezugslinienpositionen (A bzw. B) entsprechen,
um das Bewegungsmaß der
Markierungen, die sich in Übereinstimmung
mit der Dehnung des Prüflings
bewegen, auf Basis der Pixeleinheit des Fernsehbildschirms zu erfassen,
und um das Paar von Sensorantriebsteilen durch die Erfassungssignale
so zu steuern, dass sich die Markierungen an den vorbestimmten Positionen
der Fernsehbildschirme befinden; einen Betriebsteil, um die Dehnungsinformationen
für den
Prüfling
in Anbetracht des Abstandes zwischen den beiden Sensorteilen, der
Größe der jeweiligen
Markierungsbewegungserfassungssignale bzw. des Bewegungsmaßes der
Fernsehbildmarkierungen auf Basis der Pixeleinheit zu bestimmen,
sowie eine Belastungssteuerungsvorrichtung, um ein Anhalten der
Bilder und eine Störung der
Bilder der Fleckenmuster der CCD-Kameras festzustellen, die kurz
vor dem Zerreißen
des Prüflings erscheinen,
und um ein Zugbelastungsanhaltesignal für den Prüfling auszugeben.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1 ist
eine schematische Aufbauansicht einer ersten Dehnungsmessvorrichtung
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
eine schematische Aufbauansicht einer zweiten Dehnungsmessvorrichtung
gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung. 3 ist eine schematische Aufbauansicht
einer dritten Dehnungsmessvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung.
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4 ist
eine schematische Aufbauansicht einer modifizierten Dehnungsmessvorrichtung
gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung.
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5 ist
eine schematische Aufbauansicht einer bestehenden Dehnungsmessvorrichtung
zum Fotografieren von Bezugspunkten mit Fernsehkameras.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht für
den Betrieb einer Bildumwandlungsvorrichtung bzw. eines Bildumwandlungsbauelements.
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Die
Erfindung sieht die Dehnungsmessung eines Prüflings 2, eingelegt
in einen Zugfestigkeitstester 1, vor, wo bei der Zugfestigkeitstester 1 geschaffen
ist, um beide Enden des Prüflings
mit Klemmbacken 3 und 4 zu befestigen und eine
Zugbelastung am Prüfling 2 durch
Ziehen an einer oder beiden Klemmbacken 3 und 4 anzulegen.
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1 zeigt
die Skizze für
eine bevorzugte Ausführungsform
der Dehnungsmessvorrichtung, wie sie zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzt wird. Die Messvorrichtung 5 enthält ein paar
Sensorteile 8 und 9, jeweils integral umfassend
einen Laserprojektor 6a oder 6b und eine CCD-Kamera 7a oder 7b,
ein paar Sensorantriebsteile 10 und 11 zur vertikalen
Bewegung der Sensorteile 8 bzw. 9 in Zugrichtung
des Prüflings 2,
ein Steuerteil 12 zur Ausgabe von Antriebssignalen für die Sensorantriebsteile 10 und 11 auf
der Grundlage der Information aus den Sensorteilen 8 und 9 und
ein Verarbeitungsteil 13 zur Berechnung der Dehnungsinformationen,
wie Dehnungsrate und Dehnungsgrad des Prüflings 2, basierend
auf verschiedenen Daten, wobei die Steuerteile 12 und das
Verarbeitungsteil 13 in einer zentralen Verarbeitungseinheit
(nachstehend als Rechner bezeichnet) 14 enthalten sind.
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Die
Sensorteile 8 und 9 werden von Führungsstäben 15 und 16 der
entsprechenden Sensorantriebsteile 10 bzw. 11 getragen,
wobei der Sensorteil 8 einen Laserstrahl aus dem Laserprojektor 6a auf
die vorgeschriebene Referenzlinienposition A des Prüflings abstrahlt
und das Laserreflexionslicht als Fleckenmuster, welches eine Vielzahl
von Interferenzsäumen
umfasst, mit der CCD-Kamera 7a fotografiert. In gleicher
Weise strahlt Sensorteil 9 einen Laserstrahl aus dem Laserprojektor 6b auf
die andere vorgeschriebene Bezugslinienposition B des Prüflings ab
und fotografiert das Laserreflexionslicht als Fleckenmuster mit
der CCD-Kamera 7b.
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Die
Sensorantriebsteile 10 und 11 umfassen ein Paar
Antriebsvorrichtungen, beispielsweise ein Paar Führungsstäbe 15 und 16,
zum Tragen der Sensorteile 8 bzw. 9 und Schrittmotoren 17 und 18 entsprechend
dazu und sind geschaffen, um die Sensorteile 8 bzw. 9 vertikal
entlang der Führungsstäbe 15 und 16 durch
die Signale aus dem Steuerteil 12, der später beschrieben
wird, zu bewegen. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Führungsstäbe 15 und 16 als
Vorschubstäbe,
die durch die Schrittmotoren 17 und 18 gedreht
werden, ausgebildet, sodass sie vertikal die Sensorteile 8 und 9 durch Drehung
der Führungsstäbe 15 und 16 bewegen.
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Steuerteil 12 speichert
vorbestimmte Interferenzsäume
in den Fleckenmustern, welche durch CCD-Kameras 7a und 7b in
jedem der Sensorteile 8 und 9 fotografiert wurden,
als Zielinterferenzsäume bei
vorbestimmten Positionen auf der Koordinate auf der Basis der Pixel
des Bildschirms, und wenn jeder Zielinterferenzsaum sich auf dem
Bildschirm bewegt, erfasst das Steuerteil 12 davon die
Menge an Pixeleinheitsbasis, sendet den erfassten Wert als Impulssignal
zu jedem der Schrittmotoren 17 und 18 der Sensorantriebsteile 10 und 11 und
führt eine
Nachfolgesteuerung der Sensoren 8 und 9 aus, sodass
jeder der Zielinterferenzsäume
sich an der vorbestimmten Position in dem Bildschirm befindet.
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Hierzu
umfasst Steuerteil 12 eine zentrale Verarbeitungseinheit 19 zur
Ausführung
der Aufgaben der Messvorrichtung, ein Eingabe-/Ausgabeteil 20 zur
Eingabe/Ausgabe der Statusinformationen des Zugtesters 1,
Bildverarbeitungsteile 11 und 22 zur Analog-/Digitalumwandlung
von Videosignalen des Fleckenmusters, das von Sensorteilen 8 und 9 eingegeben
wurde, und Ausführung
der Binärisierung
ausgeschlossener Zwischentöne,
um die Fleckenmuster besser unterscheidbar zu machen, und Schrittmotorsteuerteile 23 und 24 zur
Speicherung der Interferenzsäume,
wobei jeder davon einen geeigneten Bereich aus den Fleckenmustern
als Zielinterferenzsäume
entsprechend der vorgeschriebenen Referenzlinienpositionen A und
B des Prüflings
aufweist, Erfassen des Bewegungsmaßes von jedem der Zielinterferenzsäume, die
sich entlang der Dehnung des Testprüflings 2 als Bewegungsmaß auf der Koordinate
bewegen, entsprechend den Pixeln auf dem Bildschirm, und Senden
der erfassten Signale zu den Schrittmotoren 17 und 18 der
Sensorantriebsteile 10 und 11.
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Das
Verarbeitungsteil
13 ist geschaffen zur Berechnung der
Dehnungsrate und des Dehnungsgrads des Prüflings basierend auf verschiedenen Standards
zwischen dem Start des Anlegens einer Zugbelastung und dem Reißen des
Testprüflings
2. Beispielsweise
wird die Dehnungsrate δ des
Testprüflings
2 gemäß nachstehender
Gleichung ermittelt:
worin L
0 einen
Abstand zwischen den Sensorteilen
8 und
9 vor
Anlegen der Zugbelastung wiedergibt und L einen Abstand zwischen
den Sensorteilen
8 und
9 nach Reißen des
Prüfstücks wiedergibt.
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Außerdem kann
Verarbeitungsteil 13 die Dehnungsrate (oder den Dehnungsgrad)
basierend auf dem Bewegungsmaß des
Zielinterferenzsaumes im Hinblick auf das Verhältnis zwischen dem Bewegungsmaß von jedem
der Zielinterferenzsäume
und dem Bewegungsmaß der
Sensorteile 8 und 9 berechnen oder kann dieselben
auf der Basis der Impulssignale im Hinblick auf das Verhältnis zwischen
den Impulssignalen und dem Bewegungsmaß der Sensorteile 8 und 9 berechnen.
Somit erkennt die in 1 gezeigte Vorrichtung die vorgeschriebenen Bezugslinienpositionen
an zwei Positionen des Testprüfstücks 2 als
Zielinterferenzsäume
bei vorbestimmten Positionen in dem Fleckenmuster, bestimmt die
Bewegung der vorgeschriebenen Bezugslinienpositionen A und B, die
sich entlang der Dehnung des Testprüfstücks 2 bewegen, als
Bewegung der Zielinterferenzsäume
auf der Koordinate in dem Videobildschirm der Fleckenmuster, erfasst
das Bewegungsmaß auf
Pixeleinheitsbasis von dem Fernsehbildschirm, führt Nachfolgesteuerung der
Positionen der Sensorteile 8 und 9 durch die Erfassungssignale
aus, sodass jeder der Zielinterferenzsäume sich auf der vorbestimmten
Position in dem vorstehend beschriebenen Bildschirm befindet, und
misst die Dehnung durch das Verhältnis
des Bewegungsmaßes
oder Abstandes zwischen den Sensorteilen 8 und 9 vor
Anlegen des Zugs und nach Reißen
des Testprüfstücks, die
Menge von Impulssignalen oder die Zahl von Pixeln, entlang der sich
die Zielinterferenzsäume
bewegen.
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2 zeigt
ein zweites Dehnungsmessverfahren zur Lösung der zweiten Aufgabe der
Erfindung sowie eine zweite Dehnungsmessvorrichtung, wie sie zur
Ausführung
dieses Verfahrens eingesetzt wird. Vor der Erläuterung dieser Ausführungsform
ergeht eine Beschreibung für
die bestehende Messvorrichtung, die zum Fotografieren von Bezugspunktmarkierungen,
die auf dem Testprüfling
angebracht sind, durch Fernsehkameras geschaffen ist.
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5 zeigt
ein Beispiel. Bei dieser Vorrichtung werden Bezugspunktmarkierungen
A' und B' an zwei speziellen
Positionen des Testprüflings 2 angebracht,
die Bezugspunktmarkierungen A' und
B' bei zwei Positionen
werden einzeln durch zwei Fernsehkameras 25 bzw. 26 fotografiert,
Bildverarbeitung zur Berechnung des Bewegungsmaßes der Markierung auf Pixeleinheitsbasis
wird durch Bildverarbeitungsteile 21' und 22' eines Steuerteils 12' für die Markierungen
auf jedem der Kamerabildschirme während des Zugtests ausgeführt und
die Signale werden auf der Basis des berechneten Bewegungsmaßes von den
Schrittmotorsteuerteilen 23' und 24' entsprechend
den Fernsehkameras 25 bzw. 26 zu Schrittmotoren 17' und 18' der Kameraantriebsteile 10' und 11' der Fernsehkameras 25 und 26 geschickt,
und die Fernsehkameras 25 bzw. 26 werden derart
gesteuert, dass jede der Bezugspunktmarkierung A' und B' sich in der Mitte von jedem der Fernsehbildschirme befindet,
wodurch die Dehnung des Testprüflings 2 auf
der Basis des Abstandes zwischen den Fernsehkameras gemessen wird.
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Die
Dehnungsmessvorrichtung unter Verwendung der Fernsehkameras beinhaltet
Nachteile, die vorstehend beschrieben wurden, da die Bezugspunktmarkierungen
A und B auf dem Testprüfling 2 angebracht
werden müssen.
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Die
in 2 veranschaulichte Erfindung liefert ein zweites
Dehnungsmessverfahren und eine zweite dafür eingesetzte Messvorrichtung
durch Anwenden dieser Erfindung, die vorstehend mit Bezug auf 1 erläutert wurde,
für die
Messvorrichtung auf dem Fernsehkamerasystem, ohne Anbringen der Bezugspunktmarkierung
A' und B', unter Nutzen eines
Steuerteils 12',
Bildverarbeitungsteile 21' und 22' und Schrittmotorsteuerungsteile 23' und 24' und dergleichen
einer Zentralverarbeitungseinheit 14 und eines Verarbeitungsteils 13', die in bestehenden
Messvorrichtungen des Fernsehkamerasystems, wie sie sind, eingesetzt
werden.
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Das
heißt,
das Dehnungsmessverfahren wandelt die Fleckenmuster, die durch die
CCD-Kameras 7a und 7b der Sensorteile 8 und 9 der
in 1 gezeigten Vorrichtung fotografiert wurden, in
Markierungen bei vorbestimmten Positionen auf den jeweiligen zwei
Fernsehbildschirmen, erfasst das Bewegungsausmaß der Markierungen in jedem
der Fernsehbildschirme auf der Pixeleinheitsbasis, der sich entlang
der Dehnung des Testprüflings 2 bewegt, steuert
Schrittmotoren 17 und 18 des Sensorantriebsteils 10 und 11 durch
die Erfassung von Impulssignalen, führt Nachführungssteuerung für die Sensorteile 8 und 9 derart
aus, dass die Markierungen immer sich auf den vorbestimmten Positionen
der jeweiligen Fernsehbildschirme befinden, und misst die Länge des
Testprüflings 2 auf
der Basis des Bewegungsausmaßes
oder der Strecke der zwei Sensorteile 8 und 9,
der Menge an Markierungsbewegungserfassungsimpulsen oder des Bewegungsmaßes der Markierungen
auf Pixeleinheitsbasis.
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Hierfür wird in
der in 2 gezeigten Vorrichtung die Ausgabe der CCD-Kameras 7a und 7b der
Sensorteile 8 und 9 mithilfe von Bildumwandlungsvorrichtungen
bzw. Bildumwandlungsbauteilen 27 und 28 mit der
Eingabe der Bildverarbeitungsteile 21' und 22' des Steuerteils 12' verbunden,
welcher unter dem für
den Bildschirm ausgelegten Programm betrieben wird, und Impulssignale
aus den Schrittmotorsteuerteilen 23' und 24', ausgelegt für die Fernsehbildschirme, werden
in die Schrittmotoren 17 und 18 der Sensorantriebsteile 10 bzw. 11 eingegeben. Die
Bildumwandlungsvorrichtungen 27 und 28 zeigen
die Fleckenmuster auf den Fotografierbildschirmen der CCD- Kameras mithilfe
von Bildumwandlungsteilen für
die Bildschirme der Fernsehkameras als Bezugsmarkierungen, wie in 6 gezeigt.
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Somit
ist die in 2 gezeigte Vorrichtung derart
geschaffen, dass die Fleckenmuster für jede der vorgeschriebenen
Bezugslinienpositionen, fotografiert durch die CCD-Kameras 7a und 7b der
Sensorteile 8 und 9, in jede der Markierungen
in den zwei Fernsehbildschirmen bildumgewandelt wird, und die Sensorteile 8 und 9 werden
hinsichtlich ihrer Position gemäß der Dehnung
des Testprüflings 2 unter
Nutzung vorliegender Programme für
die Fernsehbildschirme gesteuert.
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Die
Erfinder haben außerdem
im Verlauf verschiedener Versuche gefunden, dass das Fleckenmuster
des Testprüflings 2,
der der Zugbelastung unterliegt, auf einmal stillsteht und dann
das Muster unmittelbar vor Zerreißen des Testprüflings zerstört wird,
und haben ein neues Konzept erreicht, indem ein Messwert für die Dehnung,
im Wesentlichen gleich mit dem Wert nach Zerreißen, ohne Zerreißen des
Testprüflings
erhalten werden kann, durch Anhalten der Zugbelastung nach Aufnahme
des vorstehend genannten Phänomens
und Messen der Dehnung in dem Fall. Das heißt, das Dehnungsmessverfahren
hat ein weiteres Merkmal durch Feststellen von Anhalten und Zerstören des
Fleckenmusters unmittelbar vor Zerreißen des Testprüflings und
Anhalten des Anlegens von Zugbelastung von dem Zugfestigkeitstester 1.
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3 und 4 zeigen
schematisch Aufbauten der Vorrichtungen, die für das vorstehend beschriebene
Messverfahren eingesetzt werden, wobei die Vorrichtung, die in 3 gezeigt
wird, den gleichen Aufbau hat wie jener der in 1 gezeigten Vorrichtung
mit der Ausnahme des Zusatzes eines Belastungssteuerungsteils 29 zum
Feststellen des Anhaltens der Bilder und der Verzerrung der Bilder des
Fleckenmusters unmittelbar vor dem Zerreißen und Anhalten des Anlegens
der Zugbelastung von dem Zugfestigkeitstester 1, und die
in 4 dargestellte Vorrichtung hat denselben Aufbau
wie jener der Vorrichtung in 2 mit der
Ausnahme des Zusatzes eines Belastungssteuerungsteils 29.
In der veranschaulichten Ausführungsform
ist das Belastungssteuerungsteil 29 in die zentrale Verarbeitungseinheit 14 eingebaut.
