JP2000258134A - Non-contact extensometer - Google Patents

Non-contact extensometer

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Publication number
JP2000258134A
JP2000258134A JP11061755A JP6175599A JP2000258134A JP 2000258134 A JP2000258134 A JP 2000258134A JP 11061755 A JP11061755 A JP 11061755A JP 6175599 A JP6175599 A JP 6175599A JP 2000258134 A JP2000258134 A JP 2000258134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cameras
distance
test piece
movement
origin
Prior art date
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Pending
Application number
JP11061755A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobunari Takahashi
信成 高橋
Naoto Watanabe
直人 渡邉
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JT Tohsi Inc
Original Assignee
JT Tohsi Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by JT Tohsi Inc filed Critical JT Tohsi Inc
Priority to JP11061755A priority Critical patent/JP2000258134A/en
Publication of JP2000258134A publication Critical patent/JP2000258134A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact extensometer provided with a function capable of easily and highly accurately measuring a distance between two reference lines attached to a test piece provided for a tension test. SOLUTION: This extensometer is provided with first and second cameras 1 and 2 for respectively picking up the images of the two reference lines attached to the test piece and first and second origin sensors 9 and 10 for respectively stipulating the movement origin positions of the respective cameras 1 and 2. In this case, a distance (z0) between the origin sensors 9 and 10 is measured and stored from a moving amount (x0, y0) from the movement origin position of the camera at the time of moving the respective cameras 1 and 2 so as to capture one of the reference lines at a screen center and the distance (z) between the reference lines is measured from the moving amount (x, y) at the time of respectively moving the respective cameras 1 and 2 following the displacement of the respective reference lines accompanying the elongation of the test piece and the distance (z0) between the origin sensors 9 and 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、引っ張り試験に供
される試験片に付された2本の標線間の距離を、簡易に
高精度に計測することのできる機能を備えた非接触伸び
計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact elongation having a function of easily and accurately measuring a distance between two mark lines attached to a test piece to be subjected to a tensile test. About the total.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】材料試験機における各種試験片の
引っ張り試験は、該試験片に引っ張り負荷を加えなが
ら、その引っ張り荷重と試験片の伸びとを計測して行わ
れる。特に最近では、レーザやラインセンサ等を用いて
試験片とは非接触に上記試験片の伸びを計測する非接触
伸び計が注目されている。この種の非接触伸び計は、基
本的には試験片にその伸び方向に所定の距離を隔てて平
行に付した2本の標線を光学的に検出し、これらの標線
間の距離の変化からその伸び量を求めるものである。
2. Related Background Art A tensile test of various test pieces in a material testing machine is performed by measuring the tensile load and the elongation of the test piece while applying a tensile load to the test piece. In particular, recently, a non-contact extensometer that measures the elongation of the test piece without using a laser or a line sensor in a non-contact manner with the test piece has attracted attention. This type of non-contact extensometer basically detects two marked lines parallel to a test specimen at a predetermined distance in the direction of extension, and optically detects the two marked lines. The elongation is obtained from the change.

【0003】さて非接触伸び計の一方式として、例えば
実公平6−31365号公報に開示されるように、試験
片に付した2本の標線をそれぞれ撮像する2台のカメラ
(光学ヘッド)を前記試験片の伸び方向に平行移動可能
に設け、試験片の伸びに伴う前記標線の位置変化に追従
させて前記カメラをそれぞれ移動させながら、各カメラ
により光学的に検出される標線の位置に従って前記試験
片の伸びを計測するものがある。ちなみにこの公報に開
示される非接触伸び計は、カメラより撮像される画像中
の標線の位置が常に該画像の基準位置となるように上記
カメラの位置を移動制御し、このときのカメラ位置から
前記標線間の伸び量を計測するものである。
As one method of a non-contact extensometer, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-31365, two cameras (optical heads) for imaging two marked lines attached to a test piece, respectively. Is provided so as to be able to translate in the direction of extension of the test piece, and while moving the cameras respectively in accordance with the change in the position of the mark associated with the extension of the test piece, the Some of them measure the elongation of the test piece according to the position. Incidentally, the non-contact extensometer disclosed in this publication controls the movement of the camera so that the position of the marked line in the image picked up by the camera always becomes the reference position of the image. To measure the elongation between the marked lines.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで試験片の引っ
張り試験において、その歪み計測や破断伸び計測等を行
うような場合、試験片に付された2本の標線間の距離
(初期標線間距離)をその試験の開始に先立って計測し
ておくことが重要である。従来、この種の初期標線間距
離の計測は、専ら、ノギス等の計測治具を用いて行われ
ているが、その計測に手間が掛かる上、計測精度の点で
も問題があった。
In a tensile test of a test piece, when a strain measurement, a breaking elongation measurement, or the like is performed, a distance between two mark lines attached to the test piece (a distance between the initial mark lines). It is important that distance is measured prior to the start of the test. Conventionally, this kind of measurement of the initial mark-to-mark distance has been performed exclusively using a measuring jig such as a caliper, but the measurement is troublesome and there is a problem in terms of measurement accuracy.

【0005】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、引っ張り試験に供される試験片に付された標
線間の距離を、簡易にして高精度に計測する機能を備
え、歪み計測や破断伸び計測等の高精度化を図ることの
できる非接触伸び計を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a function of easily and accurately measuring the distance between mark lines attached to a test piece to be subjected to a tensile test, It is an object of the present invention to provide a non-contact extensometer capable of achieving high accuracy such as strain measurement and elongation at break.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る非接触伸び計は、試験片の伸び方向に
移動自在に設けられて上記伸び方向に所定の距離を隔て
て該試験片に平行に付された2本の標線をそれぞれ撮像
する第1および第2のカメラと、これらの第1および第
2のカメラの移動原点位置にそれぞれ設けられて前記第
1および第2のカメラの原点位置復帰をそれぞれ検出す
る第1および第2の原点センサとを具備し、前記第1お
よび第2のカメラより撮像される前記標線の一方がその
画像中の予め設定された基準位置にそれぞれ合わせられ
たとき、前記各原点センサによりそれぞれ規定される移
動原点位置からの前記各カメラの移動量から前記移動原
点位置間の距離を計測して記憶する手段と、前記試験片
の伸びに伴う前記各標線の変位に追従させて前記第1お
よび第2のカメラをそれぞれ移動させて各カメラの移動
量を求め、各カメラの移動量と前記移動原点位置間の距
離とから前記標線間の距離を計測する手段とを備えたこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, a non-contact extensometer according to the present invention is provided so as to be movable in a direction in which a test piece extends, and is provided at a predetermined distance in the elongation direction. First and second cameras that respectively capture two marked lines parallel to the piece, and the first and second cameras provided at the movement origin positions of the first and second cameras, respectively. First and second origin sensors for detecting the return of the origin position of the camera, respectively, and one of the reference lines picked up by the first and second cameras is set at a predetermined reference position in the image. When respectively adjusted, the means for measuring and storing the distance between the movement origin positions from the movement amounts of the respective cameras from the movement origin positions respectively defined by the respective origin sensors, and elongation of the test piece. Accompanying said The first and second cameras are respectively moved in accordance with the displacement of the marked line to determine the moving amount of each camera, and the distance between the marked lines is calculated from the moving amount of each camera and the distance between the movement origin positions. And means for measuring

【0007】即ち、本発明に係る非接触伸び計は、試験
片に付された2本の標線をそれぞれ撮像する第1および
第2のカメラの移動原点位置を規定する第1および第2
の原点センサを備え、前記標線の一方を前記第1および
第2のカメラの画像中心に撮像したときの各カメラの移
動量xo,yoから、前記原点センサ間(各カメラの移動
原点位置間)の距離zoを、例えば[zo=yo−xo]と
して計測し、また試験片の伸びに伴う標線の変位に追従
させて前記カメラを移動したときの各カメラの移動量
x,yから、前記2本の標線間の距離zを、例えば[z
=zo+x−y]として計測するようにしたことを特徴
としている。
That is, the non-contact extensometer according to the present invention comprises a first and a second camera for defining the moving origin positions of the first and second cameras which respectively image the two marked lines attached to the test piece.
Between the origin sensors (between the movement origin positions of the cameras) based on the movement amounts xo and yo of the cameras when one of the mark lines is imaged at the image center of the first and second cameras. ) Is measured, for example, as [zo = yo−xo], and from the movement amount x, y of each camera when the camera is moved while following the displacement of the marked line accompanying the elongation of the test piece, The distance z between the two marked lines is, for example, [z
= Zo + xy].

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る非接触伸び計について説明する。図1は
この実施形態に係る非接触伸び計の概略構成を示してお
り、Sは図示しない材料試験機本体に装着されて引っ張
り試験に供せられる試験片、R1,R2は上記試験片S
に、予めその伸び方向に所定の距離を隔てて平行に付さ
れた2本の標線である。これらの標線R1,R2は、前記
試験片Sの平行部に、例えば50mmの距離を隔てて塗
料等を用いて描かれた直線マークからなる。尚、複数本
の試験片Sがロットを単位として供給されて引っ張り試
験に供される場合には、これらの各試験片Sの略同一位
置に前記各標線R1,R2がそれぞれ付される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-contact extensometer according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a non-contact extensometer according to this embodiment, where S is a test piece mounted on a material testing machine main body (not shown) and subjected to a tensile test, and R1 and R2 are test pieces S
Are two marked lines which are previously provided in parallel with a predetermined distance in the direction of extension. These marking lines R1 and R2 are linear marks drawn using paint or the like at a distance of, for example, 50 mm on the parallel portion of the test piece S. When a plurality of test pieces S are supplied in lots and subjected to a tensile test, the mark lines R1 and R2 are respectively attached to substantially the same positions of these test pieces S.

【0009】さて材料試験機本体に組み込まれて上記試
験片Sの伸びを、該試験片Sと非接触に計測する非接触
伸び計は、前記各標線R1,R2をそれぞれ撮像する高倍
率の第1および第2のカメラ1,2と、これらの各カメ
ラ1,2の側部に装着されて該カメラ1,2による撮像領
域(試験片Sの各標線部分)を照明する光源3,4とを
備えている。これらの各カメラ1,2は第1および第2
の移動ステージ5,6にそれぞれ支持されて、前記試験
片Sの伸び方向に平行移動自在に設けられている。ちな
みに上記各ステージ5,6は、パルスモータ7,8により
駆動される送りねじ7a,8aに噛合し、前記パルスモー
タ7,8の回転制御の下で前記試験片Sの伸び方向に移
動(上下動)されて位置調整されるようになっている。
A non-contact extensometer which is incorporated in the main body of the material testing machine and measures the elongation of the test piece S in a non-contact manner with the test piece S is a high-magnification high-magnification device which images the mark lines R1 and R2. A first and a second camera 1, 2; and a light source 3, which is mounted on the side of each of the cameras 1 and 2 and illuminates an imaging area (each marked line portion of the test piece S) by the cameras 1 and 2. 4 is provided. Each of these cameras 1, 2 has a first and a second
Are supported by the movable stages 5 and 6, respectively, and are provided so as to be movable in parallel in the extending direction of the test piece S. Incidentally, each of the stages 5, 6 meshes with a feed screw 7a, 8a driven by a pulse motor 7, 8, and moves in the extension direction of the test piece S under the rotation control of the pulse motor 7, 8 (up and down). Movement) to adjust the position.

【0010】尚、前記カメラ1,2は、例えばCCDイ
メージセンサ(エリアセンサ)を撮像素子として内蔵
し、前記各標線R1,R2をそれぞれ含む前記試験片Sの
部分的な表面像を、例えば略等倍の撮像倍率で近接撮像
(マクロ撮影)して高解像度の画像信号を得る如く構成
される。またカメラ1,2による前記各標線R1,R2を含
む表面像の撮像は合焦点状態で行われ、これによって常
に鮮明な画像が求められるようになっている。
The cameras 1 and 2 incorporate, for example, a CCD image sensor (area sensor) as an image sensor, and capture a partial surface image of the test piece S including the reference lines R1 and R2, for example. It is configured to obtain a high-resolution image signal by performing close-up imaging (macro imaging) at approximately the same magnification. The imaging of the surface image including the reference lines R1 and R2 by the cameras 1 and 2 is performed in a focused state, whereby a clear image is always obtained.

【0011】しかして前記各ステージ5,6の移動原点
位置には、該ステージ5,6の移動原点位置への復帰を
検出するための第1および第2の原点センサ9,10が
設けられている。これらの各原点センサ9,10は、例
えば図2に示すように「コ」の字形状をなすスリット部
にフォトカプラ(図示せず)を組み込んだもので、ステ
ージ5,6に取り付けられたセンシング片5a,6aが上
記スリット部に位置付けられたとき、これを光学的に検
出して該センシング片5a,6aの存在を、ひいては当
該原点センサ9,10の取り付け位置への前記ステージ
5,6の位置付けを検出するものである。
Thus, first and second origin sensors 9 and 10 for detecting the return of the stages 5 and 6 to the origin positions are provided at the origin positions of the stages 5 and 6, respectively. I have. Each of these origin sensors 9 and 10 is, for example, a photocoupler (not shown) incorporated in a slit having a U-shape as shown in FIG. When the pieces 5a, 6a are positioned in the slits, they are optically detected to determine the presence of the sensing pieces 5a, 6a, and thus the stages 5, 6 to the position where the origin sensors 9, 10 are attached. This is to detect positioning.

【0012】尚、これらの原点センサ9,10により規
定される前記ステージ5,6の移動原点位置、ひいては
各ステージ5,6にそれぞれ装着された前記カメラ1,2
の移動原点位置は、予め試験機本体の仕様等に応じて初
期設定される。そしてこれらの原点センサ9,10の取
り付け位置間の距離(移動原点位置間距離)は、後述す
るように標線の一方を前記カメラ1,2によりそれぞれ
撮像したときの前記各カメラ1,2の移動量に基づいて
高精度に計測され、後述するメモリ17に記憶される。
この移動原点位置間距離の計測とその計測距離の前記メ
モリ17への記憶は、前記原点センサ9,10を取り付
けたとき、或いはその取り付け位置を調整したときに実
行される。
The positions of the moving origins of the stages 5, 6 defined by these origin sensors 9, 10 and, consequently, the cameras 1, 2 mounted on the stages 5, 6 respectively.
Is initially set in advance according to the specifications of the tester main body and the like. The distance between the mounting positions of these origin sensors 9 and 10 (the distance between the moving origin positions) is, as described later, the distance between the cameras 1 and 2 when one of the marked lines is imaged by the cameras 1 and 2 respectively. It is measured with high accuracy based on the movement amount, and is stored in the memory 17 described later.
The measurement of the distance between the movement origin positions and the storage of the measured distance in the memory 17 are executed when the origin sensors 9 and 10 are attached or when the attachment positions are adjusted.

【0013】さて上述した如く各カメラ1,2により撮
像された前記各標線R1,R2を含む試験片Sの部分的な
表面像(画像)は、画像処理部11,12を介してCP
Uからなる演算処理部13に取り込まれると共に、所定
の画像処理が施されてディスプレイ14上に表示され
る。ディスプレイ14は、例えば平行に並べて設定した
2つの画像表示領域に、上記演算処理部13にて画像処
理が施された前記各標線イメージをそれぞれ含む画像
(処理画像)を表示する如く構成される。尚、前記各カ
メラ1,2が撮像した生の画像をTVモニタ(図示せ
ず)に直接的に表示しながら、前記演算処理部13にて
求めた前記標線R1,R2をそれぞれ含む処理画像を前記
ディスプレイ14上に表示するようにしても良い。
As described above, partial surface images (images) of the test piece S including the marked lines R1 and R2 captured by the cameras 1 and 2 are output to the CPs via the image processing units 11 and 12, respectively.
The image data is taken into the arithmetic processing unit 13 made of U, subjected to predetermined image processing, and displayed on the display 14. The display 14 is configured to display, in, for example, two image display areas set side by side in parallel, images (processed images) each including each of the marked line images subjected to the image processing by the arithmetic processing unit 13. . In addition, while the raw images captured by the cameras 1 and 2 are directly displayed on a TV monitor (not shown), the processed images including the reference lines R1 and R2 obtained by the arithmetic processing unit 13 are displayed. May be displayed on the display 14.

【0014】また前記ディスプレイ14には、例えばカ
メラ1,2(ステージ5,6)の移動をマニュアル操作す
る為のソフトスイッチや、カメラ1,2に対する初期設
定等を指示する為のソフトスイッチを表示したオペレー
ション領域や、引っ張り試験により計測された荷重と伸
びとの関係をグラフ表示するグラフ表示領域等が設けら
れる。このようなディスプレイ14の表示画面をインタ
ーフェースとして、引っ張り試験に対する各種条件等の
設定入力や、更には伸び計に対する初期設定処理等が行
われる。
The display 14 displays, for example, a soft switch for manually operating the movement of the cameras 1 and 2 (stages 5 and 6) and a soft switch for instructing initial settings and the like for the cameras 1 and 2. And a graph display area for graphically displaying the relationship between the load measured by the tensile test and the elongation. Using such a display screen of the display 14 as an interface, setting input of various conditions and the like for a tensile test and further, initial setting processing for an extensometer and the like are performed.

【0015】一方、図1における前記演算処理部13
は、予め準備された伸び計測用のソフトウェア・アプリ
ケーションに従って前記各カメラ1,2により撮像され
た画像中における標線イメージを検出し、後述するよう
に該標線イメージの重心位置を求める機能を備えてい
る。そして各画像において求められた標線イメージの重
心位置と、予め設定された各画像中の基準位置(例えば
画像中心)との差(画像上の距離)から前記標線が上記
基準位置に位置付けられていた状態からの該標線のずれ
量、ひいては試験片Sの伸びに伴う標線R1,R2の変位
位置を検出するものとなっている。ちなみにこの演算
は、例えば前記カメラ1,2による撮像倍率と前記CC
Dイメージセンサの画素配列ピッチとに従って前記画像
における1画素間の当たりの距離(単位距離)を予め求
めておき、この単位距離を前記差(画像上の距離)に乗
じることによりなされる。尚、前記カメラ1,2により
求められた画像信号を、適宜、内挿演算を施しながら拡
大処理し、この拡大処理された画像から標線R1,R2の
変位位置を検出することによりその計測精度を高くする
ことも可能である。
On the other hand, the arithmetic processing unit 13 shown in FIG.
Has a function of detecting a mark image in an image captured by each of the cameras 1 and 2 according to a software application for elongation measurement prepared in advance and obtaining a center of gravity of the mark image as described later. ing. The reference line is positioned at the reference position from the difference (distance on the image) between the barycenter position of the reference line image obtained in each image and a preset reference position (eg, image center) in each image. The amount of deviation of the marked lines from the state in which they were moved, and thus the displacement positions of the marked lines R1 and R2 due to the elongation of the test piece S are detected. Incidentally, this calculation is based on, for example, the imaging magnification of the cameras 1 and 2 and the CC.
The distance (unit distance) between pixels in the image is determined in advance according to the pixel array pitch of the D image sensor, and the unit distance is multiplied by the difference (distance on the image). It should be noted that the image signals obtained by the cameras 1 and 2 are enlarged while appropriately performing an interpolation operation, and the displacement positions of the reference lines R1 and R2 are detected from the enlarged image to obtain the measurement accuracy. Can also be increased.

【0016】また前記演算処理部13は、前記カメラ
1,2によってそれぞれ撮像される画像中から前記標線
イメージが外れるような場合、換言すれば試験片の伸び
により標線R1,R2の位置が変位して前記各カメラ1,2
による撮像範囲の限界に達するようなとき、位置制御部
15,16を起動する。そしてそのときに画像上から求
められている標線イメージの重心位置と前記基準位置と
の差(画像上の距離)に従って、前記位置制御部15,
16の制御の下で前記パルスモータ7,8をそれぞれ駆
動し、前記試験片Sの伸びに伴う標線R1,R2の移動方
向にカメラ1,2をそれぞれ移動させている。上記位置
制御部15,16による前記各カメラ1,2の移動は、各
カメラ1,2によりそれぞれ撮像される画像中の標線イ
メージの重心位置が前記各画像における前記基準位置と
なるように、即ち、撮像画像における基準位置に前記標
線R1,R2を捉えるように前記各カメラ1,2の位置を制
御して行われる。具体的には各画像から求められる前記
標線イメージの重心位置と前記画面の基準位置との差に
相当する分、前記パルスモータ7,8を駆動することで
カメラ1,2を移動させ、これによって試験片Sの伸び
に伴う標線R1,R2の移動に追従してカメラ1,2の位置
を変化させるものとなっている。
When the mark image deviates from the images picked up by the cameras 1 and 2, respectively, in other words, the position of the mark lines R1 and R2 is determined by the elongation of the test piece. Each camera 1 and 2
When the limit of the imaging range is reached, the position controllers 15 and 16 are activated. Then, according to the difference (distance on the image) between the barycentric position of the mark image obtained from the image and the reference position at that time, the position control unit 15,
Under the control of 16, the pulse motors 7 and 8 are respectively driven to move the cameras 1 and 2 in the moving directions of the marking lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S, respectively. The movement of each of the cameras 1 and 2 by the position controllers 15 and 16 is performed such that the center of gravity of the mark image in the image captured by each of the cameras 1 and 2 becomes the reference position in each of the images. That is, the position of each of the cameras 1 and 2 is controlled so that the reference lines R1 and R2 are captured at the reference position in the captured image. Specifically, the pulse motors 7 and 8 are driven to move the cameras 1 and 2 by an amount corresponding to the difference between the barycenter position of the mark image obtained from each image and the reference position of the screen. Accordingly, the positions of the cameras 1 and 2 are changed following the movement of the reference lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S.

【0017】さて上述した如く構成された非接触伸び計
において本発明が特徴とする第1の点は、前述したよう
に原点センサ9,10の取り付け位置間の距離(移動原
点位置間距離)zoを予め高精度に計測し、その計測距
離zoを前記メモリ17に記憶するところにある。そし
て上記距離zoと、試験片の伸びに伴って変位する前記
標線R1,R2の変位量、例えばこれらの各標線R1,R2を
画面中心に捉えるように前記各カメラ1,2を追従させ
て移動させる場合には、これらのカメラ1,2の移動量
x,yから前記標線R1,R2間の距離(伸び)を計測する
ことを第2の特徴点としている。
The first feature of the present invention in the non-contact extensometer configured as described above is that, as described above, the distance between the mounting positions of the origin sensors 9 and 10 (the distance between the moving origin positions) zo. Is measured in advance with high accuracy, and the measured distance zo is stored in the memory 17. Then, the cameras 1 and 2 are caused to follow the distance zo and the displacement amount of the mark lines R1 and R2 displaced with the elongation of the test piece, for example, such that the mark lines R1 and R2 are centered on the screen. In the case of moving the cameras 1 and 2, the second feature point is to measure the distance (elongation) between the reference lines R1 and R2 from the movement amounts x and y of the cameras 1 and 2.

【0018】即ち、上記移動原点位置間距離zoの計測
は、図3にその概念を示すように試験片Sに付された2
本の標線の一方、例えば試験機本体に装着されて上側に
位置付けられる標線R1を、その画面中心(画面上の基
準位置)に捉えるように前記各カメラ1,2を移動さ
せ、このときの各カメラ1,2の移動原点位置(原点セ
ンサ9,10の取り付け位置)からの移動量xo,yoをそ
れぞれ求める。そしてこれらの移動量xo,yoから前記
移動原点位置間距離zoをzo=yo−xoとして算出し、
この計測距離zoを前記メモリ17に記憶することを特
徴としている。
That is, the measurement of the distance zo between the movement origin positions is performed by measuring the distance zo applied to the test piece S as shown in FIG.
Each of the cameras 1 and 2 is moved so that one of the marked lines, for example, the marked line R1 mounted on the tester main body and positioned on the upper side is positioned at the center of the screen (a reference position on the screen). The movement amounts xo and yo from the movement origin positions of the cameras 1 and 2 (where the origin sensors 9 and 10 are attached) are obtained. Then, the distance zo between the movement origin positions is calculated as zo = yo−xo from these movement amounts xo and yo,
The measurement distance zo is stored in the memory 17.

【0019】より具体的には、図4にその処理手順を示
すように、試験機本体に試験片Sを装着した後、先ず上
部のカメラ1を移動して[ステップS1]、該カメラ1
が撮像する画像中の所定間基準位置、例えば画面中心に
前記試験片Sに付された標線R1を捉えるようにする
[ステップS2]。そしてこのときのカメラ1の前記原
点センサ9の取り付け位置として規定される移動原点位
置からの移動量xoを求める[ステップS3]。このカ
メラ1の移動量xoは、前記パルスモータ7によるカメ
ラの1の移動量(回転数)等として求められる。
More specifically, as shown in FIG. 4, after the test piece S is mounted on the main body of the tester, the upper camera 1 is first moved [Step S1].
A reference line R1 attached to the test piece S is captured at a reference position for a predetermined time in an image to be captured, for example, at the center of the screen [Step S2]. Then, the movement amount xo from the movement origin position defined as the attachment position of the origin sensor 9 of the camera 1 at this time is obtained [Step S3]. The movement amount xo of the camera 1 is obtained as the movement amount (number of rotations) of the camera 1 by the pulse motor 7 or the like.

【0020】このようにしてカメラ1の移動量xoが求
められたならば、次に前記カメラ1を上方位置に退避さ
せる[ステップS4]。そして今度は下部のカメラ2を
移動させ[ステップS5]、該カメラ1が撮像する画像
中の画面中心に前記標線R1を捉えるようにする[ステ
ップS6]。そしてこのときのカメラ1の前記原点セン
サ10の取り付け位置として規定される移動原点位置か
らの移動量yoを求める[ステップS7]。
After the movement amount xo of the camera 1 is obtained in this way, the camera 1 is retracted to an upper position [Step S4]. Then, the lower camera 2 is moved [Step S5], and the mark R1 is captured at the center of the screen in the image captured by the camera 1 [Step S6]. Then, the movement amount yo from the movement origin position defined as the mounting position of the origin sensor 10 of the camera 1 at this time is obtained [Step S7].

【0021】しかして前記各カメラ1,2が、その画面
中心に前記標線R1をそれぞれ捉えるときの各カメラ1,
2の、前記原点センサ9,10からの移動量xo,yoがそ
れぞれ求められたならば、これらの移動量xo,yoに従
って前記原点センサ9,10の距離、即ち、各カメラ1,
2の移動原点位置間距離zoを zo=yo−xo として算出し[ステップS8]、この計測距離zoを前
記メモリ17に記憶する[ステップS9]。即ち、試験
片Sに付された2本の標線R1,R2の一方を前記各カメ
ラ1,2にてそれぞれ捉えるように各カメラ1,2を移動
させ、これらのカメラ1,2の移動量xo,yoを求めれ
ば、これらの移動量xo,yoの差として上記移動原点位
置間距離zoを高精度に求めることが可能となる。
When the cameras 1 and 2 respectively capture the mark R1 at the center of the screen, the cameras 1 and 2
When the movement amounts xo and yo from the origin sensors 9 and 10 are obtained, the distance between the origin sensors 9 and 10 according to the movement amounts xo and yo, that is, each camera 1,
The distance zo between the movement origin positions is calculated as zo = yo-xo [Step S8], and the measured distance zo is stored in the memory 17 [Step S9]. That is, the cameras 1 and 2 are moved so that the cameras 1 and 2 respectively capture one of the two marked lines R1 and R2 attached to the test piece S, and the amount of movement of these cameras 1 and 2 If xo and yo are obtained, the distance zo between the movement origin positions can be obtained with high accuracy as a difference between these movement amounts xo and yo.

【0022】さて上述した如くして移動原点位置間距離
zoが求められたならば、この移動原点位置間距離zoを
用いて次のようにして引っ張り試験における試験片Sの
伸び量計測が行われる(第2の特徴点)。この伸び量の
計測は、図5に示すように試験片Sの伸びに伴う2本の
標線R1,R2の変位に追従させて、該標線標線R1,R2を
その画面中心に捉えるように前記各カメラ1,2を移動
させ、これらの各カメラ1,2の移動量x,yを計測して
実行される。
When the distance zo between the origins of movement is determined as described above, the elongation of the test piece S in the tensile test is measured using the distance zo between the origins of movement as follows. (Second feature point). This elongation measurement is performed by following the displacement of the two marked lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S as shown in FIG. 5 and capturing the marked line marks R1 and R2 at the center of the screen. Then, the cameras 1 and 2 are moved, and the movement amounts x and y of the cameras 1 and 2 are measured and executed.

【0023】より具体的には、図6にその処理手順を示
すように、試験機本体に試験片Sを装着した後、先ず上
方のカメラ1を移動して[ステップS11]、その画面
中心に前記標線R1を捉えるようにする[ステップS1
2]。また下方のカメラ2を移動して[ステップS1
3]、その画面中心に前記標線R2を捉えるようにする
[ステップS14]。以上の処理により引っ張り試験に
対する初期設定が完了する。
More specifically, as shown in FIG. 6, after the test piece S is mounted on the tester main body, first, the upper camera 1 is moved [Step S 11], and the center of the screen is set. The line R1 is captured [Step S1
2]. In addition, the camera 2 below is moved to [Step S1
3] The mark line R2 is captured at the center of the screen [Step S14]. With the above processing, the initial setting for the tensile test is completed.

【0024】しかる後、試験機本体を駆動して前記試験
片Sに引っ張り荷重を加えてその試験を開始する[ステ
ップS15]。そしてこの引っ張り試験の実行中におい
ては上記試験片Sの伸びに伴う前記標線R1,R2の変位
に追従させて、該標線R1,R2を画面中心に捉えるよう
に前記カメラ1,2をそれぞれ移動させる[ステップS
16]。この際、カメラ1の移動量x、およびカメラ2
の移動量yをそれぞれ計測する[ステップS17,S1
8]。そしてこれらの各カメラ1,2の移動量x,yと、
メモリ17に記憶されている前記移動原点位置間距離z
oとに基づき、前記標線R1,R2間の距離zを z=zo+x−y として算出する[ステップS19]。このような標線R
1,R2間の距離zの計測は、当該試験の終了が判定され
るまで繰り返し実行される[ステップS20]。
Thereafter, the tester main body is driven to apply a tensile load to the test piece S to start the test [Step S15]. During the execution of the tensile test, the cameras 1 and 2 are respectively moved so as to follow the displacement of the marking lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S and to capture the marking lines R1 and R2 at the center of the screen. Move [Step S
16]. At this time, the movement amount x of the camera 1 and the camera 2
Are measured respectively [Steps S17, S1
8]. Then, the movement amounts x and y of these cameras 1 and 2,
The distance z between the movement origin positions stored in the memory 17
Based on o, the distance z between the reference lines R1 and R2 is calculated as z = zo + xy (step S19). Such a mark R
The measurement of the distance z between R1 and R2 is repeatedly executed until the end of the test is determined [Step S20].

【0025】かくして上述した如くして移動原点位置間
距離zoを計測し、また標線R1,R2間の距離zを計測す
る機能を備えた非接触伸び計によれば、非常に簡易に、
且つ高精度に移動原点位置間距離zoを求めることがで
きるので、その計測精度を大幅に高めることができる。
しかもその計測手段であるカメラ1,2を有効に活用し
て、換言すれば伸び量の計測系と同じ計測系を用いてカ
メラ1,2の移動原点位置間距離zoを計測するので、計
測系の異なりによる誤差要因が混入することがない。
As described above, according to the non-contact extensometer having the function of measuring the distance zo between the movement origin positions and the distance z between the reference lines R1 and R2,
In addition, since the distance zo between the moving origin positions can be obtained with high accuracy, the measurement accuracy can be greatly increased.
In addition, the distance between the movement origin positions zo of the cameras 1 and 2 is measured by effectively utilizing the cameras 1 and 2 which are the measuring means, in other words, by using the same measuring system as the measuring system of the amount of elongation. No error factor due to the difference is mixed.

【0026】また各カメラ1,2の移動原点位置を規定
する原点センサ9,10を設けると言う簡易な構成だけ
で、移動原点位置間距離zoの高精度な計測と、標線R
1,R2間の距離zを高精度な計測を実現し得る等の実用
上多大なる効果が奏せられる。また上述した移動原点位
置間距離zoの計測は、原点センサ9,10の位置設定時
に1度だけ実行すれば良いので、これによって試験効率
が損なわれる虞がなく、またその計測を演算処理部13
による制御に委ねることができるので(自動化すること
ができるので)、その手間も殆ど掛からない等の効果が
奏せられる。
Also, with a simple configuration of providing the origin sensors 9 and 10 for defining the origin positions of the cameras 1 and 2, it is possible to measure the distance zo between the origin positions with high accuracy and to obtain the mark R
There are many practical effects such as realizing highly accurate measurement of the distance z between R1 and R2. Since the measurement of the distance zo between the moving origin positions described above only needs to be performed once when the positions of the origin sensors 9 and 10 are set, there is no possibility that the test efficiency is impaired by this.
(Because it can be automated), there is an effect that the labor is hardly required.

【0027】尚、試験片Sに付された2本の標線R1,R
2の初期標線間距離を計測する場合には、例えば試験開
始に先立って、各カメラ1,2により上記各標線R1,R2
をそれぞれその画面中心に捉え流ように初期調整を実行
したとき、各カメラ1,2の移動原点位置からの移動量
x,yをそれぞれ求めるようにすれば良い。また標線R
1,R2間の距離zを求めるに際しては、例えば前記各カ
メラ1,2を移動することなく、各カメラ1,2によりそ
れぞれ撮像される画面中における各標線イメージの変位
量から、前記各標線R1,R2の変位量x,yを求め、これ
らの変位量x,yから前述した如く計算することも可能
である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
The two mark lines R1, R attached to the test piece S
In the case of measuring the initial distance between the marked lines 2, for example, prior to the start of the test, the cameras 1 and 2 use the marked lines R 1 and R 2.
When the initial adjustment is performed so that each of the cameras 1 and 2 is captured at the center of the screen, the movement amounts x and y from the movement origin positions of the cameras 1 and 2 may be obtained. Marking line R
When calculating the distance z between R 1 and R 2, for example, without moving the cameras 1 and 2, each of the markers 1 and 2 is calculated based on the displacement amount of each mark image in the screen imaged by each of the cameras 1 and 2. It is also possible to obtain the displacement amounts x and y of the lines R1 and R2, and calculate from the displacement amounts x and y as described above. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
験片に付された2本の標線をそれぞれ撮像するカメラの
移動原点をそれぞれ規定する原点センサを設け、これら
の原点センサ間の距離を上記カメラによる計測系を用い
て予め計測し、これを記憶するので、人手を煩わすこと
なく前記標線間の距離を簡易にして高精度に計測するこ
とができる。そして引っ張り試験における伸び量計測等
を高精度に行うことを可能とする等の実用上多大なる効
果が奏せられる。
As described above, according to the present invention, there are provided origin sensors for respectively defining the moving origins of the cameras for imaging the two marked lines attached to the test piece, respectively. Since the distance is measured in advance by using the measurement system by the camera and stored, the distance between the marked lines can be measured simply and with high accuracy without any need for labor. In addition, a great effect in practical use can be obtained, for example, the measurement of elongation in a tensile test can be performed with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る非接触伸び計の要部
概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a non-contact extensometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す非接触伸び計に組み込まれる原点セ
ンサの例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an origin sensor incorporated in the non-contact extensometer shown in FIG.

【図3】本発明の第1の特徴点である原点センサ間(カ
メラの移動原点位置間)の距離計測の概要を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of distance measurement between origin sensors (between camera origin positions), which is a first characteristic point of the present invention.

【図4】図3に示す移動原点位置間距離zoの計測の処
理手順を示す図。
FIG. 4 is a view showing a processing procedure for measuring a distance zo between movement origin positions shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第2の特徴点である標線間距離計測の
概要を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of measurement of a distance between marked lines, which is a second feature point of the present invention.

【図6】図5に示す標線間距離計測の処理手順を示す
図。
FIG. 6 is a view showing a processing procedure of a reference line distance measurement shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1のカメラ 2 第2のカメラ 5 第1の移動テーブル 6 第2の移動テーブル 7,8 パルスモータ 9,10 原点センサ 11,12 画像処理部 13 演算処理部 14 ディスプレイ 15,16 位置制御部 S 試験片 R1,R2 標線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st camera 2 2nd camera 5 1st moving table 6 2nd moving table 7,8 Pulse motor 9,10 Origin sensor 11,12 Image processing part 13 Operation processing part 14 Display 15,16 Position control part S Test piece R1, R2 Marked line

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA02 AA07 AA09 AA17 BB13 BB27 CC00 DD00 DD06 FF04 FF67 GG04 GG13 HH12 JJ03 JJ05 JJ26 PP02 PP22 QQ23 QQ24 QQ25 SS01 SS02 SS13 TT00 2G061 AA01 BA01 EA02 EB07 EC05Continuation of the front page F term (reference) 2F065 AA02 AA07 AA09 AA17 BB13 BB27 CC00 DD00 DD06 FF04 FF67 GG04 GG13 HH12 JJ03 JJ05 JJ26 PP02 PP22 QQ23 QQ24 QQ25 SS01 SS02 SS13 TT00 2G061 AA01 EB07 EA02

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 引っ張り試験に供される試験片の伸びを
該試験片と非接触に光学的に検出する非接触伸び計であ
って、 前記試験片の伸び方向に移動自在に設けられ、該伸び方
向に所定の距離を隔てて該試験片に平行に付された2本
の標線をそれぞれ撮像する第1および第2のカメラと、 これらの第1および第2のカメラの移動原点位置にそれ
ぞれ設けられ、該第1および第2のカメラの原点位置復
帰をそれぞれ検出する第1および第2の原点センサと、 これらの第1および第2のカメラより撮像される前記標
線の一方がその画像中の予め設定された基準位置にそれ
ぞれ合わせられたとき、前記各原点センサによりそれぞ
れ規定される移動原点位置からの前記各カメラの移動量
から前記移動原点位置間の距離を計測して記憶する手段
と、 前記試験片の伸びに伴う前記各標線の変位に追従させて
前記第1および第2のカメラをそれぞれ移動させて各カ
メラの移動量を求め、各カメラの移動量と前記移動原点
位置間の距離とから前記標線間の距離を計測する手段と
を具備したことを特徴とする非接触伸び計。
1. A non-contact extensometer for optically detecting the elongation of a test piece subjected to a tensile test in a non-contact manner with the test piece, wherein the non-contact extensometer is provided so as to be movable in the elongation direction of the test piece. First and second cameras that respectively image two marked lines parallel to the test piece at a predetermined distance in the elongation direction, and at a movement origin position of the first and second cameras. A first and a second origin sensor respectively provided for detecting a return of the origin position of the first and second cameras, and one of the reference lines imaged by the first and second cameras is When adjusted to a preset reference position in an image, the distance between the movement origin positions is measured and stored based on the movement amount of each camera from the movement origin position defined by each of the origin sensors. Means; The first and second cameras are respectively moved by following the displacement of each of the marked lines accompanying the elongation of the test piece to determine the amount of movement of each camera, and the distance between the amount of movement of each camera and the movement origin position And a means for measuring the distance between the reference lines from (a) to (c).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148269A (en) * 2000-11-08 2002-05-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd Ball movement measuring instrument
JP2006200900A (en) * 2005-01-18 2006-08-03 Juki Corp Technique and device for recognizing object
JP2012137391A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Kobelco Kaken:Kk Strain measurement device and strain measurement method

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