JP2012251991A - Material testing machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material testing machine for reducing an error in the amount of movement of a load member.SOLUTION: A signal output by a rotary encoder 51 is input to a pulse rate conversion circuit 60, and then output to a counter 62 and counted. Afterward, the counted value of the counter 62 is converted into the amount of movement (movement distance) of a table 21, and displayed at a display part 36. In a material testing machine according to the present invention, a signal output by the rotary encoder 51 is converted by the pulse rate conversion circuit 60 so that it is possible to reduce the dispersion of the number of output pulses per rotation of the rotary encoder 51 due to an error to be generated in each member configuring a stroke detector 34 such as the diameter error of a pulley 53 or the diameter error due to a difference in thickness of wire 52.

Description

この発明は、試験片に対して引張試験または圧縮試験を行う材料試験機に関する。   The present invention relates to a material testing machine that performs a tensile test or a compression test on a test piece.

このような材料試験機は、テーブルと、このテーブルに支柱を介して連結された上部クロスヘッドと、テーブルと上部クロスヘッドとを同期して昇降させるラムシリンダと、支柱に沿って昇降可能な下部クロスヘッドと、この下部クロスヘッドを昇降させる一対のネジ棹と、テーブルまたは上部クロスヘッドと下部クロスヘッドとの間に負荷される試験力を検出する力検出センサとを備える。   Such a material testing machine includes a table, an upper cross head connected to the table via a column, a ram cylinder that moves the table and the upper cross head synchronously up and down, and a lower unit that can move up and down along the column. A cross head, a pair of screw rods for raising and lowering the lower cross head, and a force detection sensor for detecting a test force applied between the table or the upper cross head and the lower cross head are provided.

この材料試験機において引張試験を行う場合には、上部クロスヘッドに配設された上つかみ具と下部クロスヘッドに配設された下つかみ具により試験片の両端を把持した状態で、ラムシリンダの駆動により下部クロスヘッドに対して上部クロスヘッドを上昇させる。一方、この材料試験機において圧縮試験を行う場合には、下部クロスヘッドとテーブルとの間に試験片を配置した状態で、ラムシリンダの駆動により下部クロスヘッドに対してテーブルを上昇させる。   When performing a tensile test in this material testing machine, the upper end of the ram cylinder is gripped by the upper gripping tool disposed on the upper crosshead and the lower gripping tool disposed on the lower crosshead. The upper crosshead is raised with respect to the lower crosshead by driving. On the other hand, when a compression test is performed in this material testing machine, the table is raised with respect to the lower crosshead by driving the ram cylinder in a state where a test piece is disposed between the lower crosshead and the table.

このような材料試験機においては、ラムシリンダを一定の速度でストロークさせる定速制御試験を行うため、ラムシリンダのストローク量を検出するラムストローク検出装置が備えられている。この種のラムストローク検出装置として、一端がテーブルに固定され他端がテーブルとともに昇降する保持部材に固定されたワイヤーと、この保持部材の連結点に介装される緩衝用弾性体と、ワイヤーが回巻されワイヤーの移動に伴い回転するプーリと、このプーリの回転を検出するロータリエンコーダとを備えるものが知られている（特許文献１参照）。なお、緩衝用弾性体は、ワイヤーの緩みを防止し、ワイヤーに所定の張力を与えるためのものである。このような構成を有するラムストローク検出装置は、いわゆるワイヤー式変位検出器とも呼称されている。   Such a material testing machine is provided with a ram stroke detecting device for detecting a stroke amount of the ram cylinder in order to perform a constant speed control test in which the ram cylinder is stroked at a constant speed. As this type of ram stroke detection device, a wire having one end fixed to a table and the other end fixed to a holding member that moves up and down with the table, a buffer elastic body interposed at a connection point of the holding member, and a wire There is known one that includes a pulley that is wound around and rotates as the wire moves, and a rotary encoder that detects the rotation of the pulley (see Patent Document 1). The buffering elastic body is for preventing loosening of the wire and applying a predetermined tension to the wire. The ram stroke detection device having such a configuration is also called a so-called wire displacement detector.

また、ワイヤー式変位検出器としては、特許文献２に記載された引張試験を行う材料試験機の伸び測定装置が知られている。この伸び測定装置では、ワイヤーは、基台に立設された支柱の上部に固定されたプーリに回巻されている。そして、ワイヤーの一端が、引張荷重を試験片に与えるために昇降するクロスヘッドに、基台に立設されたガイド棒に移動可能に配設されたレバーを介して接続され、ワイヤーの他端には、ワイヤーに所定の張力を与えるための分銅（錘）が接続されている。ワイヤーの移動に伴い回転するプーリの回転は、ロータリエンコーダにより検出される。   As a wire type displacement detector, an elongation measuring device for a material testing machine for performing a tensile test described in Patent Document 2 is known. In this elongation measuring device, the wire is wound around a pulley fixed to an upper portion of a support column erected on the base. Then, one end of the wire is connected to a crosshead that moves up and down to give a tensile load to the test piece via a lever that is movably disposed on a guide bar that is erected on the base, and the other end of the wire Is connected to a weight (weight) for applying a predetermined tension to the wire. The rotation of the pulley that rotates as the wire moves is detected by a rotary encoder.

このようなワイヤー式変位検出器では、テーブルやクロスヘッドなどの負荷部材の昇降によりワイヤーが移動する。そして、ワイヤーの移動に伴ったプーリの回転がロータリエンコーダに伝達され、回転量に応じた数のパルスが制御回路等に出力される。そうすると、テーブルの移動量、すなわちシリンダのストローク量や、クロスヘッドの移動量、すなわち試験片の伸び量（変位量）を知ることができる。なお、プーリ１回転あたりの負荷部材の移動量は、プーリの直径とワイヤーの直径の合計に円周率を乗じた値となる。したがって、ロータリエンコーダ１回転あたりの負荷部材の移動量もあらかじめ計算で求めることができる。   In such a wire type displacement detector, the wire moves by raising and lowering a load member such as a table or a cross head. Then, the rotation of the pulley accompanying the movement of the wire is transmitted to the rotary encoder, and the number of pulses corresponding to the amount of rotation is output to the control circuit or the like. Then, the moving amount of the table, that is, the stroke amount of the cylinder, the moving amount of the crosshead, that is, the elongation amount (displacement amount) of the test piece can be known. The amount of movement of the load member per one rotation of the pulley is a value obtained by multiplying the sum of the diameter of the pulley and the diameter of the wire by the circumference ratio. Therefore, the movement amount of the load member per one rotation of the rotary encoder can be obtained in advance by calculation.

実公平４−２１０９１号公報Japanese Utility Model Publication 4-21091 特開平１１−２８１３４９号公報JP-A-11-281349

ところが、プーリの直径および円周長は加工誤差を含むものであり、ワイヤーの直径はワイヤー自体の伸び率により変化する。このため、ロータリエンコーダ１回転あたりのパルス数が、個々の変位検出器によりばらついてしまい、現実のロータリエンコーダ１回転あたりの負荷部材の移動量も計算値とは微妙に異なっている。このように、ロータリエンコーダ１回転あたりのラムシリンダのストローク精度や試験片の変位検出精度に影響が及んでいる。これに対し、ストローク精度や変位検出精度を規定値以内に収めるために直径の異なるワイヤーを複数用意しておき、目標精度を確保できるワイヤーに適宜張り替える等の対応がなされているが、ワイヤーの張り替えには手間がかかるという問題がある。また、プーリの加工精度をより精密なものとすることも考えられるが、装置が割高になるという問題がある。   However, the pulley diameter and circumferential length include processing errors, and the wire diameter varies depending on the elongation rate of the wire itself. For this reason, the number of pulses per rotation of the rotary encoder varies depending on the individual displacement detectors, and the amount of movement of the load member per rotation of the actual rotary encoder is slightly different from the calculated value. Thus, the stroke accuracy of the ram cylinder per one rotation of the rotary encoder and the displacement detection accuracy of the test piece are affected. On the other hand, in order to keep the stroke accuracy and displacement detection accuracy within the specified values, multiple wires with different diameters are prepared, and appropriate measures such as replacing the wire with a wire that can ensure the target accuracy are made. There is a problem that it takes a lot of time to repaint. Further, although it is conceivable to make the processing accuracy of the pulley more precise, there is a problem that the apparatus becomes expensive.

さらには、プーリの回転中心を、ロータリエンコーダの回転中心に正確に配置することは、技術的に極めて難しい。このため、プーリの回転中心とロータリエンコーダの回転中心との間に微妙なズレが生じている。このようなプーリとロータリエンコーダの回転軸との偏心に起因したロータリエンコーダ１回転未満のワイヤー移動量の誤差も、ストローク精度や変位検出精度に影響を及ぼしている。   Furthermore, it is technically very difficult to accurately arrange the rotation center of the pulley at the rotation center of the rotary encoder. For this reason, there is a slight deviation between the rotation center of the pulley and the rotation center of the rotary encoder. Such an error in the amount of wire movement that is less than one rotation of the rotary encoder due to the eccentricity between the pulley and the rotary shaft of the rotary encoder also affects the stroke accuracy and displacement detection accuracy.

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、負荷部材の移動量の誤差を低減することができる材料試験機を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a material testing machine capable of reducing an error in the amount of movement of a load member.

請求項１に記載の発明は、互いに対向する負荷部材の間に試験片を配設し、前記負荷部材の一方をアクチュエータにより昇降させることにより引張または圧縮試験を行う材料試験機であって、前記アクチュエータの駆動により昇降する負荷部材に接続され、張力が与えられた状態でプーリに回巻されたワイヤーと、前記プーリに接続され、前記プーリの回転を検出して信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力した信号のパルスレートを変換するパルスレート変換部と、前記パルスレート変換部により変換された信号を計数するとともに、該計数値を前記アクチュエータの駆動により昇降する負荷部材の移動量に換算する計数処理部と、を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a material testing machine that performs a tensile or compression test by disposing a test piece between load members facing each other and raising and lowering one of the load members by an actuator. A wire connected to a load member that moves up and down by driving of an actuator and wound around a pulley in a tensioned state; a detection unit that is connected to the pulley and detects rotation of the pulley and outputs a signal; A pulse rate conversion unit that converts the pulse rate of the signal output from the detection means, and the amount of movement of the load member that counts the signal converted by the pulse rate conversion unit and moves the count value up and down by driving the actuator And a counting processing unit for converting to the above.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記パルスレート変換部は、電子ギアを備え、前記電子ギアの電子ギア分子の値を、予め規定した複数の値の内のいずれかに変更する切換手段を備える。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the pulse rate conversion unit includes an electronic gear, and the value of the electronic gear numerator of the electronic gear is selected from a plurality of predetermined values. Switching means for changing to either is provided.

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記パルスレート変換部は、電子ギアを備え、前記電子ギアの電子ギア分子の値を補正し、補正した電子ギア分子の値を前記パルスレート変換部に与える補正手段をさらに備える。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the pulse rate conversion unit includes an electronic gear, corrects the value of the electronic gear numerator of the electronic gear, and corrects the corrected value of the electronic gear numerator. Is further provided to the pulse rate converter.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記検出手段は、ロータリエンコーダであり、前記補正手段は、予め記憶手段に記憶された前記ロータリエンコーダ１回転分の位相と前記ロータリエンコーダの回転角の関数で表される補正値とを対応付けた校正値テーブルに基づいて、前記ロータリエンコーダの回転角に応じた電子ギア分子の値を決定する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the detecting means is a rotary encoder, and the correcting means is a phase corresponding to one rotation of the rotary encoder stored in the storage means in advance. A value of the electronic gear numerator corresponding to the rotation angle of the rotary encoder is determined based on a calibration value table that associates a correction value expressed by a function of the rotation angle of the rotary encoder.

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記検出手段は、ロータリエンコーダであり、前記補正手段は、予め記憶手段に記憶された前記ロータリエンコーダ１回転分の正弦波の位相と、正弦波の大きさおよびオフセット量を設定し、正弦波の位相と、正弦波の大きさおよびオフセット量に基づいて、前記ロータリエンコーダの回転角の関数として表される補正値を算出し、前記ロータリエンコーダの回転角に応じた電子ギア分子の値を決定する。   The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3, wherein the detection means is a rotary encoder, and the correction means is a sine wave for one rotation of the rotary encoder stored in the storage means in advance. The phase, the magnitude of the sine wave and the offset amount are set, and a correction value expressed as a function of the rotation angle of the rotary encoder is calculated based on the phase of the sine wave and the magnitude and offset amount of the sine wave. The value of the electronic gear numerator is determined according to the rotation angle of the rotary encoder.

請求項６に記載の発明は、請求項２から請求項５のいずれかに記載の発明において、前記パルスレート変換部は、入力された１つの信号ごとに前記切換手段により設定した所定の値を加えた電子ギア分子の正または負の値に該電子ギア分子の正または負の値の逆符号となる電子ギア分母の値を加算する動作を繰り返し、加算後の値を積算値として保持する累算器と、前記検出手段が検出した信号が正転か逆転かにより前記電子ギア分子および前記電子ギア分母の正または負の値を累算器に加える値として選択するセレクタと、を備え、前記積算値に前記電子ギア分子の値を加算したときの値と電子ギア分母の値との比較に基づいて信号を出力するとともに、前記積算値に前記電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値の２倍と等しいまたは電子ギア分母の値の２倍より大きくなるときには１つの入力信号に対して２つの出力信号を出力し、前記積算値に前記電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値と等しいまたは電子ギア分母の値より大きくなるときには１つの入力信号に対して１つの出力信号を出力し、前記積算値に前記電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値より小さくになるときには２つの入力信号に対して１つの出力信号を出力する。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second to fifth aspects, the pulse rate conversion unit sets a predetermined value set by the switching unit for each input signal. The operation of adding the value of the electronic gear denominator that is the opposite sign of the positive or negative value of the electronic gear numerator to the positive or negative value of the added electronic gear numerator is repeated, and the accumulated value is retained as an integrated value. A selector that selects a positive or negative value of the electronic gear numerator and the electronic gear denominator as a value to be added to an accumulator depending on whether the signal detected by the detection means is normal rotation or reverse rotation; A signal is output based on a comparison between a value obtained by adding the value of the electronic gear numerator to the integrated value and a value of the electronic gear denominator, and a positive or negative value of the electronic gear numerator is added to the integrated value. When the absolute value of the value is an electron When two values of the denominator are equal to or greater than twice the value of the electronic gear denominator, two output signals are output for one input signal, and the positive or negative value of the electronic gear numerator is added to the integrated value. When the absolute value of the value when the values are added is equal to or greater than the value of the electronic gear denominator, one output signal is output for one input signal, and the electronic gear is added to the integrated value. When the absolute value of the value obtained by adding the positive or negative values of the numerator becomes smaller than the value of the electronic gear denominator, one output signal is output for two input signals.

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アクチュエータの駆動により昇降する負荷部材は、テーブルである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the load member that moves up and down by driving the actuator is a table.

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アクチュエータは、ラムシリンダである。   The invention described in claim 8 is the invention described in claim 1, wherein the actuator is a ram cylinder.

請求項１から請求項８に記載の発明によれば、プーリの回転を検出する検出手段が出力した信号のパルスレートを、パルスレート変換部により変換することにより、プーリのワイヤーを張り替えることなく、プーリおよびワイヤーの加工誤差を吸収し、ワイヤーの移動量から求められる負荷部材の移動量の誤差を低減することができる。   According to the first to eighth aspects of the present invention, the pulse rate of the signal output from the detection means for detecting the rotation of the pulley is converted by the pulse rate conversion unit, so that the wire of the pulley is not replaced. The processing error of the pulley and the wire can be absorbed, and the error of the moving amount of the load member obtained from the moving amount of the wire can be reduced.

請求項２に記載の発明によれば、パルスレート変換部の電子ギアの電子ギア分子の値を変更する切換手段を備えることから、検出手段から入力されたパルスの変換レートを容易に切り換えることができる。   According to the invention described in claim 2, since the switching means for changing the value of the electronic gear numerator of the electronic gear of the pulse rate conversion section is provided, the conversion rate of the pulse input from the detection means can be easily switched. it can.

請求項３に記載の発明によれば、電子ギア分子の値を補正する補正手段を備えることから、ワイヤー移動量の誤差を、より精密に補正することが可能となる。   According to the invention described in claim 3, since the correction means for correcting the value of the electronic gear numerator is provided, the error of the wire movement amount can be corrected more precisely.

請求項４および請求項５に記載の発明によれば、ロータリエンコーダの回転角の関数として表される補正値を算出し、ロータリエンコーダの回転角に応じた電子ギア分子の値を決定する補正手段を備えることから、プーリとロータリエンコーダの回転軸の偏心によって発生する、ロータリエンコーダ１回転未満のワイヤー移動量の誤差を補正することが可能となる。   According to the invention described in claims 4 and 5, the correction means for calculating the correction value expressed as a function of the rotation angle of the rotary encoder and determining the value of the electronic gear numerator according to the rotation angle of the rotary encoder. Therefore, it is possible to correct an error of the wire movement amount that is less than one rotation of the rotary encoder, which occurs due to the eccentricity of the rotation shafts of the pulley and the rotary encoder.

請求項６に記載の発明によれば、パルスレート変換部は累算器を備え、累算器が保持する積算値に電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値の２倍以上になるときには１つの入力信号に対して２つの出力信号を出力し、積算値に電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値の１倍以上になるときには１つの入力信号に対して１つの出力信号を出力し，積算値に電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値より小さくなるときには２つの入力信号に対して１つの出力信号を出力することから、一連の出力信号の不連続点の位置を等間隔に分配することができ、プーリおよびワイヤーの加工誤差等を一定の間隔に分散して吸収させてパルスの全体的な接続を滑らかなものとすることが可能となる。   According to the sixth aspect of the present invention, the pulse rate conversion unit includes an accumulator, and an absolute value of a value when a positive or negative value of the electronic gear numerator is added to the accumulated value held by the accumulator. When the value of the electronic gear denominator is 2 times or more, two output signals are output for one input signal, and the absolute value of the value when the positive or negative value of the electronic gear numerator is added to the integrated value is the electron When the gear denominator value is 1 or more times, one output signal is output for one input signal, and the absolute value of the value when the positive or negative value of the electronic gear numerator is added to the integrated value is the electronic gear. When it becomes smaller than the denominator value, one output signal is output for two input signals, so that the positions of discontinuous points in a series of output signals can be distributed at equal intervals, and pulley and wire processing errors Etc. are dispersed at regular intervals and absorbed. It is possible to the overall connection as smooth a.

この発明に係る材料試験機の概要図である。1 is a schematic diagram of a material testing machine according to the present invention. 図１のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. ストローク検出器３４をプーリ５３配設側から見た図である。It is the figure which looked at the stroke detector 34 from the pulley 53 arrangement | positioning side. ストローク検出器３４の側面図である。3 is a side view of a stroke detector 34. FIG. この発明の第１実施形態に係る材料試験機におけるテーブル２１の移動量の検出から表示部３６への表示までの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary from the detection of the movement amount of the table 21 to the display on the display part 36 in the material testing machine which concerns on 1st Embodiment of this invention. パルスレート変換回路６０のブロック図である。3 is a block diagram of a pulse rate conversion circuit 60. FIG. パルスレート変換回路６０の動作を説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining the operation of a pulse rate conversion circuit 60. 入力パルスと出力パルスの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an input pulse and an output pulse. この発明の第２実施形態に係る材料試験機におけるテーブル２１の移動量の検出から表示部３６への表示までの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary from the detection of the movement amount of the table 21 to the display on the display part 36 in the material testing machine which concerns on 2nd Embodiment of this invention. ロータリエンコーダ５１の回転角を説明する図である。It is a figure explaining the rotation angle of the rotary encoder 51. FIG. ワイヤー５２を移動させてロータリエンコーダ５１が１回転したときの校正器により検出した変位量とロータリエンコーダ５１の位相との関係を模式的に示すグラフである。4 is a graph schematically showing the relationship between the displacement detected by the calibrator and the phase of the rotary encoder 51 when the wire 52 is moved and the rotary encoder 51 makes one rotation. この発明の第２実施形態に係る材料試験機におけるパルスレート変換回路６０のブロック図である。It is a block diagram of the pulse rate conversion circuit 60 in the material testing machine which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態に係る材料試験機におけるテーブル２１の移動量の検出から表示部３６への表示までの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary from the detection of the moving amount | distance of the table 21 to the display on the display part 36 in the material testing machine which concerns on 3rd Embodiment of this invention. ワイヤー５２を移動させてロータリエンコーダ５１が１回転したときの校正器により検出した変位量とロータリエンコーダ５１の位相との関係を模式的に示すグラフである。4 is a graph schematically showing the relationship between the displacement detected by the calibrator and the phase of the rotary encoder 51 when the wire 52 is moved and the rotary encoder 51 makes one rotation.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る材料試験機の概要図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a material testing machine according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA.

この材料試験機は、テーブル２１と、このテーブル２１に一対の支柱２２を介して連結された上部クロスヘッド２４と、テーブル２１と上部クロスヘッド２４とを同期して昇降させるアクチュエータであるラムシリンダ２５と、テーブル２１と上部クロスヘッド２４の間に昇降可能に配設された下部クロスヘッド２６と、この下部クロスヘッド２６の両端に設けられた図示しない回転駆動機構つきナットと螺合する一対のネジ棹２３と、を備える。なお、下部クロスヘッド２６は、図示しない電動モータもしくは油圧モータによりナットを回転させることにより昇降可能な構成となっている。また、一対のネジ棹２３は、テーブル２１を貫通してベース４１に立設されている。   This material testing machine includes a table 21, an upper cross head 24 connected to the table 21 via a pair of support columns 22, and a ram cylinder 25 that is an actuator that raises and lowers the table 21 and the upper cross head 24 synchronously. A pair of screws that are screwed to a lower crosshead 26 that can be moved up and down between the table 21 and the upper crosshead 24, and nuts with a rotation drive mechanism (not shown) provided at both ends of the lower crosshead 26.棹 23. The lower crosshead 26 can be moved up and down by rotating a nut with an electric motor or a hydraulic motor (not shown). The pair of screw rods 23 are erected on the base 41 through the table 21.

上部クロスヘッド２４には上つかみ具３１が配設されており、下部クロスヘッド２６には下つかみ具３２が配設されている。引張試験がなされる試験片１０は、これらの上つかみ具３１および下つかみ具３２によりその両端を把持される。また、下部クロスヘッド２６には圧盤２８が付設されており、圧縮試験がなされる試験片１１は、この圧盤２８とテーブル２１とによりその上下端部を押圧される。   An upper grip 31 is disposed on the upper cross head 24, and a lower grip 32 is disposed on the lower cross head 26. The test piece 10 to be subjected to the tensile test is gripped at both ends by the upper gripping tool 31 and the lower gripping tool 32. The lower crosshead 26 is provided with a platen 28, and the upper and lower ends of the test piece 11 to be subjected to the compression test are pressed by the platen 28 and the table 21.

ラムシリンダ２５は、シリンダ室２５ａに圧油を供給することによりラム２５ｂが伸長する構成を有する。そして、ラム２５ａが伸長することにより、テーブル２１、一対の支柱２２および上部クロスヘッド２４が同期して上昇する。このテーブル２１および上部クロスヘッド２４の上昇により、引張試験を行うときには上つかみ具３１および下つかみ具３２によりその両端を把持された試験片１０に引張荷重が付与され、圧縮試験を行うときには圧盤２８とテーブル２１との間に配置された試験片１１に圧縮荷重が付与される。このラムシリンダ２５の動作は、ラムシリンダ２５に圧油を供給する油圧源３８により駆動制御される。そして、この油圧源３８は、制御部３５により制御される。   The ram cylinder 25 has a configuration in which the ram 25b extends by supplying pressure oil to the cylinder chamber 25a. Then, as the ram 25a extends, the table 21, the pair of struts 22, and the upper cross head 24 rise in synchronization. Due to the rise of the table 21 and the upper cross head 24, a tensile load is applied to the test piece 10 gripped at both ends by the upper grip 31 and the lower grip 32 when performing a tensile test, and a platen 28 when performing a compression test. A compressive load is applied to the test piece 11 disposed between the table 21 and the table 21. The operation of the ram cylinder 25 is driven and controlled by a hydraulic source 38 that supplies pressure oil to the ram cylinder 25. The hydraulic power source 38 is controlled by the control unit 35.

このときの試験力は、力検出センサとしての圧力センサ３３により測定される。この測定値は、制御部３５に送信され、必要に応じ表示部３６に表示される。また、このときのテーブル２１および上部クロスヘッド２４の移動量は、ストローク検出器３４により検出される。この検出値は、制御部３５に送信され、表示部３６に表示される。なお、制御部３５には、材料試験の情報、試験データなどの各種情報を格納する記憶装置や、材料試験機を動作させるための制御情報を作出するための演算処理装置などが内装されている。   The test force at this time is measured by a pressure sensor 33 as a force detection sensor. This measured value is transmitted to the control unit 35 and displayed on the display unit 36 as necessary. Further, the movement amount of the table 21 and the upper cross head 24 at this time is detected by the stroke detector 34. This detected value is transmitted to the control unit 35 and displayed on the display unit 36. The control unit 35 is equipped with a storage device for storing various information such as material test information and test data, and an arithmetic processing device for generating control information for operating the material testing machine. .

図３は、ストローク検出器３４をプーリ配設側から見た図である。図４は、ストローク検出器３４の側面図である。   FIG. 3 is a view of the stroke detector 34 as viewed from the pulley arrangement side. FIG. 4 is a side view of the stroke detector 34.

このストローク検出器３４は、テーブル２１の下面に垂設されテーブル２１とともに上下動する支持板５４と、ベース４１に立設されたスタンド５５と、スタンド５５に固定され、スタンド５５を介してベース４１に配設されたロータリエンコーダ５１とを備える。ロータリエンコーダ５１の回転軸にはプーリ５３が固定されており、このプーリ５３にはワイヤー５２が巻回されている。ワイヤー５２は、一方端（上端側）がコイルバネ５６を介してラムシリンダ２５の駆動により上下動するテーブル２１に固定されており、他方の端が支持板５４のテーブル２１の接続端とは逆側の端部に固定されている。また、ワイヤー５２の中央部付近はプーリ５３に一回巻きにされ、テーブル２１側に弾性部材であるコイルバネ５６を介装させることにより緩みが出ないようになっている。なお、この実施形態ではワイヤー５２の一端はテーブル２１に直接的に接続されているが、他の部材（たとえば支持板５４）を介して間接的に接続されていてもよい。   The stroke detector 34 is suspended from the lower surface of the table 21 and moves up and down together with the table 21, a stand 55 erected on the base 41, and is fixed to the stand 55. The rotary encoder 51 is provided. A pulley 53 is fixed to the rotary shaft of the rotary encoder 51, and a wire 52 is wound around the pulley 53. One end (upper end side) of the wire 52 is fixed to the table 21 that moves up and down by driving the ram cylinder 25 via the coil spring 56, and the other end is opposite to the connection end of the support plate 54 to the table 21. It is fixed to the end of the. Further, the vicinity of the central portion of the wire 52 is wound around the pulley 53 once, and the coil spring 56 that is an elastic member is interposed on the table 21 side so as not to loosen. In this embodiment, one end of the wire 52 is directly connected to the table 21, but may be indirectly connected through another member (for example, the support plate 54).

ラムシリンダ２５の駆動によりテーブル２１が昇降すると、ワイヤー５２が移動し、プーリ５３を回転させる。ロータリエンコーダ５１はプーリ５３の回転を検出する検出手段として機能し、信号を後述するパルスレート変換回路６０に出力する。なお、このパルスレート変換回路６０は、この発明のパルスレート変換部として機能し、制御部３５に配置された、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）により実現される。   When the table 21 is moved up and down by driving the ram cylinder 25, the wire 52 is moved and the pulley 53 is rotated. The rotary encoder 51 functions as a detection unit that detects the rotation of the pulley 53 and outputs a signal to a pulse rate conversion circuit 60 described later. The pulse rate conversion circuit 60 functions as a pulse rate conversion unit of the present invention, and is realized by an FPGA (Field-Programmable Gate Array) arranged in the control unit 35.

図５は、この発明の第１実施形態に係る材料試験機におけるテーブル２１の移動量の検出から表示部３６への表示までの概要を示す図である。ロータリエンコーダ５１が出力した信号は、パルスレート変換回路６０に入力された後、カウンタ６２に出力されて計数される。しかる後、カウンタ６２の計数値がテーブル２１の移動量（移動距離）に換算され、表示部３６に表示される。なお、カウンタ６２と制御部３５に内装された演算処理装置により、この発明の計数処理部が実現される。この発明に係る材料試験機では、ロータリエンコーダ５１が出力した信号を、パルスレート変換回路６０により変換することにより、プーリ５３の直径誤差やワイヤー５２の太さに違いによる直径誤差等、ストローク検出器３４を構成する各部材が有する誤差に起因したロータリエンコーダ５１の１回転あたりの出力パルス数のばらつきを低減している。   FIG. 5 is a diagram showing an outline from detection of the movement amount of the table 21 to display on the display unit 36 in the material testing machine according to the first embodiment of the present invention. The signal output from the rotary encoder 51 is input to the pulse rate conversion circuit 60 and then output to the counter 62 and counted. Thereafter, the count value of the counter 62 is converted into the movement amount (movement distance) of the table 21 and displayed on the display unit 36. Note that the counting processing unit of the present invention is realized by the arithmetic processing unit incorporated in the counter 62 and the control unit 35. In the material testing machine according to the present invention, the signal output from the rotary encoder 51 is converted by the pulse rate conversion circuit 60, so that the stroke error such as the diameter error of the pulley 53 or the diameter error due to the difference in the thickness of the wire 52 is detected. 34, the variation in the number of output pulses per rotation of the rotary encoder 51 due to the error of each member constituting the member 34 is reduced.

パルスレート変換回路６０におけるパルスの変換レートは、ロータリスイッチ６１により変更可能となっている。このロータリスイッチ６１は、後述する電子ギアの電子ギア分子の値に加算する４ビット符号付の整数を有し、変換レートを−８から＋７までの１６段階の中から選択して切り換える切換手段として機能する。   The pulse conversion rate in the pulse rate conversion circuit 60 can be changed by the rotary switch 61. This rotary switch 61 has a 4-bit signed integer added to the value of the electronic gear numerator of the electronic gear, which will be described later, and serves as switching means for selecting and switching the conversion rate from 16 levels from -8 to +7. Function.

図６は、パルスレート変換回路６０のブロック図であり、図７は、パルスレート変換回路６０の動作を説明するフローチャートである。   FIG. 6 is a block diagram of the pulse rate conversion circuit 60, and FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the pulse rate conversion circuit 60.

このパルスレート変換回路６０は、電子ギアと累算器であるアキュムレータ７２を備え、ロータリエンコーダ５１から入力された信号の１パルスごとに電子ギアを利用した出力調整を行い、パルスレートの変換を行う。このパルスレート変換回路６０の電子ギアの電子ギア分母には、たとえば、固定値として２０００が設定されている。また、ロータリスイッチ６１が０に設定されている場合は電子ギアの電子ギア分子／電子ギア分母＝２０００／２０００であり、ロータリスイッチ６１の設定を変えることで、電子ギア分子の値を１９９２〜２００７まで変更できる。なお、電子ギア分母の値は、この材料試験機においてプーリ５３やワイヤー５２の直径誤差に起因するロータリエンコーダ５１の１回転あたりの出力パルス数のばらつきを吸収可能な値として実験的に求められたものであり、この実施形態に示す値に限定されるものではない。   The pulse rate conversion circuit 60 includes an electronic gear and an accumulator 72 that is an accumulator, performs output adjustment using the electronic gear for each pulse of the signal input from the rotary encoder 51, and converts the pulse rate. . In the electronic gear denominator of the electronic gear of the pulse rate conversion circuit 60, for example, 2000 is set as a fixed value. Further, when the rotary switch 61 is set to 0, the electronic gear numerator / electronic gear denominator of the electronic gear = 2000/2000. By changing the setting of the rotary switch 61, the value of the electronic gear numerator is set to 1992-2007. Can be changed. The value of the electronic gear denominator was experimentally determined as a value capable of absorbing the variation in the number of output pulses per rotation of the rotary encoder 51 caused by the diameter error of the pulley 53 and the wire 52 in this material testing machine. However, the present invention is not limited to the values shown in this embodiment.

以下、ロータリエンコーダ５１が正方向に回転（正転）し、ロータリスイッチ６１が＋２に設定されている場合を例に説明する。ロータリエンコーダ５１が回転し、Ａ／Ｂ相の位相が変化すると、ロータリエンコーダ５１が出力したＡ／Ｂ相のパルスをこのパルスレート変換回路６０で利用可能なＵ／Ｄ信号（ＵＰ／ＤＯＷＮパルス）に変換する変換器７８を介してＵＰパルスが、制御回路７１に入力される。なお、制御回路７１はこのパルスレート変換回路６０の動作を制御するものである。   Hereinafter, a case where the rotary encoder 51 rotates in the forward direction (forward rotation) and the rotary switch 61 is set to +2 will be described as an example. When the rotary encoder 51 rotates and the phase of the A / B phase changes, the U / D signal (UP / DOWN pulse) that can be used by the pulse rate conversion circuit 60 for the A / B phase pulse output from the rotary encoder 51. The UP pulse is input to the control circuit 71 through the converter 78 that converts the signal into the control circuit 71. The control circuit 71 controls the operation of the pulse rate conversion circuit 60.

ロータリスイッチ６１が＋２に設定されている場合、電子ギア分子の値は２００２である。ＵＰパルスが制御回路７１に入力されると（ステップＳ１）、加算器７７とレジスタ７６からなるアキュムレータ７２に＋「分子」である＋２００２がセレクタ７３により選択され加えられる（ステップＳ２）。このときアキュムレータ７２の値は＋２００２（積算値０＋電子ギア分子２００２＝２００２）となり、この値はレジスタ７６に保持される。なお、制御回路７１にＤＯＷＮパルスが入力された場合（ステップＳ３）は、アキュムレータ７２には−「分子」（たとえば−２００２）が加えられる（ステップＳ４）。すなわち、セレクタ７３は制御回路７１に入力パルスがＵＰパルスであるかＤＯＷＮパルスであるかに応じて、正負のどちらの値をアキュムレータ７２に加えるべきか選択している。   When the rotary switch 61 is set to +2, the value of the electronic gear numerator is 2002. When the UP pulse is input to the control circuit 71 (step S1), +2002 which is + “numerator” is selected by the selector 73 and added to the accumulator 72 including the adder 77 and the register 76 (step S2). At this time, the value of the accumulator 72 becomes +2002 (integrated value 0 + electronic gear numerator 2002 = 2002), and this value is held in the register 76. When a DOWN pulse is input to the control circuit 71 (step S3),-"numerator" (for example, -2002) is added to the accumulator 72 (step S4). That is, the selector 73 selects whether the positive or negative value is to be added to the accumulator 72 according to whether the input pulse is an UP pulse or a DOWN pulse.

アキュムレータ７２の値が＋２００２のときに、ＵＰパルスおよびＤＯＷＮパルスのいずれもが入力されないタイミングで出力タイミング信号（７５０Ｈｚ）が発生されると（ステップＳ５）、ステップＳ２での加算の後にレジスタ７６に保持されたアキュムレータの値＋２００２と電子ギア分母の値＋２０００とが第１比較器７４で比較される（ステップＳ６）。なお、出力タイミング信号には、カウンタ６２が許容できるこのパルスレート変換回路６０からの最大出力パルスレートである７５０Ｈｚを設定している。   When the output timing signal (750 Hz) is generated at the timing when neither the UP pulse nor the DOWN pulse is input when the value of the accumulator 72 is +2002 (step S5), the output is held in the register 76 after the addition in step S2. The accumulator value +2002 and the electronic gear denominator value +2000 are compared by the first comparator 74 (step S6). The output timing signal is set to 750 Hz, which is the maximum output pulse rate from the pulse rate conversion circuit 60 that the counter 62 can accept.

この例では、第１比較器７４での比較の結果、電子ギア分母の値２０００が＋２００２よりも小さい値であるため、ステップＳ２で加算された電子ギア分子の正の値とは逆符号の電子ギア分母の負の値（−「分母」）である−２０００がセレクタ７３により選択されて加算器７７に加えられ（ここでアキュムレータ７２の値は２となり、この値は積算値として保持される）、制御回路７１を介してＵＰパルスが出力される（ステップＳ７）。出力されたＵＰパルスはＵ／Ｄ信号をＡ／Ｂ相のパルスに変換する変換器７９により変換された後、カウンタ６２に送られ計数される。なお、比較器で電子ギア分母の値と比較が行われるアキュムレータ７２の値が、たとえば−２００２のような負の値の場合は、レジスタ７６に保持されたアキュムレータ７２の値−２００２と−「分母」の値である−２０００とが第２比較器で比較される（ステップＳ８）。この場合には、アキュムレータ７２の−２００２が−「分母」の−２０００より小さいことから、セレクタ７３により＋「分母」の＋２０００が選択されて加算器７７に加えられ、制御回路７１からＤＯＷＮパルスが出力される（ステップＳ９）。すなわち、このパルスレート変換回路６０の、第１比較器７４はＵＰパルス用の比較器として、第２比較器７５は、ＤＯＷＮパルス用の比較器としてそれぞれ機能している。   In this example, as a result of the comparison by the first comparator 74, the value 2000 of the electronic gear denominator is a value smaller than +2002, and therefore, an electron whose sign is opposite to the positive value of the electronic gear numerator added in step S2. A negative value of the gear denominator (-"denominator") -2000 is selected by the selector 73 and added to the adder 77 (here, the value of the accumulator 72 becomes 2, and this value is held as an integrated value). Then, an UP pulse is output through the control circuit 71 (step S7). The output UP pulse is converted by the converter 79 that converts the U / D signal into an A / B phase pulse, and then sent to the counter 62 for counting. If the value of the accumulator 72 to be compared with the value of the electronic gear denominator by the comparator is a negative value such as −2002, for example, the values −2002 and − “denominator” of the accumulator 72 held in the register 76 are used. -2000, which is a value of "", is compared by the second comparator (step S8). In this case, since −2002 of the accumulator 72 is smaller than −2000 of − “denominator”, +2000 of “denominator” is selected by the selector 73 and added to the adder 77, and a DOWN pulse is sent from the control circuit 71. Is output (step S9). That is, in the pulse rate conversion circuit 60, the first comparator 74 functions as a UP pulse comparator, and the second comparator 75 functions as a DOWN pulse comparator.

また、アキュムレータ７２の値に−「分母」または＋「分母」が加算（ステップＳ７，Ｓ９）された後、次のＵＰパルスまたはＤＯＷＮパルスの入力よりも速く出力タイミング信号が発生し、レジスタ７６に保持されたアキュムレータの値が、分母より小さい、または、−分母より大きい値（ステップＳ６、Ｓ８）となる場合には、アキュムレータ７２に−「分母」または＋「分母」が加えられることなく次の信号の入力を待つ状態に戻る。   In addition, after adding “-denominator” or + “denominator” to the value of the accumulator 72 (steps S 7 and S 9), an output timing signal is generated faster than the input of the next UP pulse or DOWN pulse. When the stored accumulator value is smaller than the denominator or larger than the − denominator (steps S6 and S8), the next “-denominator” or + “denominator” is not added to the accumulator 72. Return to the state waiting for signal input.

ロータリエンコーダ５１が正方向に回転し、アキュムレータ７２の積算値が＋２のときに、さらにロータリエンコーダ５１から変換器７８を介してＵＰパルスが制御回路７１に入力されると（ステップＳ１）、アキュムレータ７２に＋「分子」である＋２００２がセレクタ７３により選択されて加えられる（ステップＳ２）。このときアキュムレータ７２の値は＋２００４（積算値２＋電子ギア分子２００２＝２００４）となる。ここで出力タイミング信号が発生されると（ステップＳ５）、レジスタ７６に保持されたアキュムレータ７２の値＋２００４と電子ギア分母の値２０００とが第１比較器７４で比較される（ステップＳ６）。この場合には、電子ギア分母が＋２００４よりも小さい値であるため、−「分母」である−２０００がセレクタ７３で選択されて加算器７７に加えられ（ここでアキュムレータ７２の値は４となる）、制御回路７１を介してＵＰパルスが出力される（ステップＳ７）。   When the rotary encoder 51 rotates in the positive direction and the accumulated value of the accumulator 72 is +2, when the UP pulse is further input from the rotary encoder 51 via the converter 78 to the control circuit 71 (step S1), the accumulator 72 +2002 which is + “molecule” is selected by the selector 73 and added (step S2). At this time, the value of the accumulator 72 is +2004 (integrated value 2 + electronic gear numerator 2002 = 2004). When the output timing signal is generated (step S5), the value +2004 of the accumulator 72 held in the register 76 and the value 2000 of the electronic gear denominator are compared by the first comparator 74 (step S6). In this case, since the electronic gear denominator is smaller than +2004, −2000, which is − “denominator”, is selected by the selector 73 and added to the adder 77 (here, the value of the accumulator 72 becomes 4). ), An UP pulse is output via the control circuit 71 (step S7).

以上のように、ロータリエンコーダ５１が正方向に回転（正転）している場合は、パルスレート変換回路６０にロータリエンコーダ５１の信号が入力されると、図７のフローチャートのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７を経てカウンタ６２に信号が出力される。また、ロータリエンコーダ５１が逆方向に回転（逆転）している場合では、パルスレート変換回路６０にロータリエンコーダ５１の信号が入力されると、図７のフローチャートのステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ９を経てカウンタ６２に信号が出力される。   As described above, when the rotary encoder 51 rotates in the forward direction (forward rotation), when the signal of the rotary encoder 51 is input to the pulse rate conversion circuit 60, steps S1, S2, A signal is output to the counter 62 through S5, S6, and S7. Further, when the rotary encoder 51 is rotating (reversely rotating) in the reverse direction, when the signal of the rotary encoder 51 is input to the pulse rate conversion circuit 60, steps S3, S4, S5, S8, A signal is output to the counter 62 through S9.

ロータリスイッチ６１の設定が＋２の場合に、パルスレート変換回路６０の動作が繰り返されると、＋「分子」の値＋２００２（ＵＰパルス入力のとき）または−「分子」の値−２００２（ＤＯＷＮパルス入力のとき）を加算器７７に加えたとき（ステップＳ２）に、アキュムレータ７２の値が＋４０００または−４０００、すなわち積算値に電子ギア分子の正または負の値を加えた値の絶対値が電子ギア分母の値の２倍と等しくなるときが来る。また、ロータリスイッチ６１の設定が＋３の場合に、パルスレート変換回路６０の動作が繰り返されると、＋「分子」の値＋２００３（ＵＰパルス入力のとき）または−「分子」の値−２００３（ＤＯＷＮパルス入力のとき）を加算器７７に加えたとき（ステップＳ２）に、アキュムレータ７２の値が＋４００１または−４００１、すなわち積算値に電子ギア分子の正または負の値を加えた値の絶対値が電子ギア分母の値の２倍より大きくなるときが来る。   When the setting of the rotary switch 61 is +2 and the operation of the pulse rate conversion circuit 60 is repeated, + “numerator” value +2002 (when UP pulse is input) or − “numerator” value −2002 (DOWN pulse input) Is added to the adder 77 (step S2), the value of the accumulator 72 is +4000 or -4000, that is, the absolute value of the value obtained by adding the positive or negative value of the electronic gear numerator to the integrated value is the electronic gear. The time comes when it becomes equal to twice the value of the denominator. Further, when the operation of the pulse rate conversion circuit 60 is repeated when the setting of the rotary switch 61 is +3, + “numerator” value +2003 (when UP pulse is input) or − “numerator” value −2003 (DOWN) (When pulse input) is added to the adder 77 (step S2), the value of the accumulator 72 is +4001 or -4001, that is, the absolute value of a value obtained by adding the positive or negative value of the electronic gear numerator to the integrated value. The time will come when it will be larger than twice the value of the electronic gear denominator.

ロータリエンコーダ５２が正方向に回転し、ロータリスイッチ６１が＋２に設定されている場合、アキュムレータ７２の値が＋４０００となったときに、アキュムレータ７２の値に−「分母」の値−２０００を加算（ステップＳ７）した後のアキュムレータ７２の値は＋２０００となる。さらにその後に、ＵＰパルスまたはＤＯＷＮパルスの入力がなく出力タイミング信号が発生（ステップＳ５）した場合、レジスタ７６に保持されている値は＋２０００であるため、第１比較器７５による比較結果はレジスタ＝分母となる（ステップＳ６）。そうすると、セレクタ７３より−「分母」の−２０００が選択されて加算器７７に加えられ、ＵＰパルスが出力される（ステップＳ７）。すなわち、ロータリエンコーダ５１が正方向に回転し、ロータリスイッチ６１が＋２に設定されている場合の例では、２０００回の入力信号のうちの２回は、１の入力パルスに対してＵＰパルスを２出力することがあることになる。これは、ロータリエンコーダ５１のパルスレートが電子ギア分子／電子ギア分母＝２００２／２０００の電子ギア比率での変換を受けていると言える。なお、ロータリエンコーダ５１が逆方向に回転し、ＤＯＷＮパルスが入力された場合や、ロータリスイッチ６１の設定により電子ギア分子の値が異なる場合でも、同様の考え方が成立する。   When the rotary encoder 52 rotates in the forward direction and the rotary switch 61 is set to +2, when the value of the accumulator 72 becomes +4000, the value of “-denominator” −2000 is added to the value of the accumulator 72 ( The value of the accumulator 72 after step S7) is +2000. Thereafter, when the output timing signal is generated without the input of the UP pulse or the DOWN pulse (step S5), the value held in the register 76 is +2000. Therefore, the comparison result by the first comparator 75 is the register = It becomes the denominator (step S6). Then, -2000 of-"denominator" is selected by the selector 73, added to the adder 77, and an UP pulse is output (step S7). That is, in the example in which the rotary encoder 51 rotates in the positive direction and the rotary switch 61 is set to +2, two of the 2000 input signals are 2 UP pulses for one input pulse. There will be output. It can be said that the pulse rate of the rotary encoder 51 has undergone conversion at an electronic gear ratio of electronic gear numerator / electronic gear denominator = 2002/2000. Note that the same concept holds true even when the rotary encoder 51 rotates in the reverse direction and a DOWN pulse is input, or when the value of the electronic gear numerator differs depending on the setting of the rotary switch 61.

上述の例では、ロータリスイッチ６１の設定が＋２で電子ギア分子の値が電子ギア分母の値より大きい場合を説明したが、ロータリスイッチ６１の設定が−８〜−１のいずれかで電子ギア分子の値が電子ギア分母の値より小さい場合には、パルスレート変換回路６０の動作の繰り返しによりアキュムレータ７２の値、すなわち積算値に電子ギア分子の正または負の値を加えた値の絶対値が電子ギア分母の値より小さくなるときが来ることになる。このときには、パルスレート変換回路６０は、２の入力パルスに対し、１の出力パルスを出力することになる。たとえば、ロータリスイッチ６１が−２に設定され、電子ギア分母に固定値２０００が設定されている場合、電子ギア分子の値は１９９８である。この条件でパルスレート変換回路６０の動作が繰り返されると、いずれ積算値は０となる。この状態でＵＰパルスまたはＤＯＷＮパルスの入力に対して＋「分子」または−「分子」が加算（ステップＳ２、Ｓ４）され、出力タイミング信号が発生した（ステップＳ５）としても、このときにレジスタ７６に保持されている値（＋１９９８または−１９９８）は分母より小さく（ステップＳ６）、または、−分母より大きい（ステップＳ８）値になる。すなわち、積算値に電子ギア分子の正または負の値を加えた値の絶対値は、電子ギア分母の値より小さい。このときにはパルスの出力が見送られ、次のＵＰパルスまたはＤＯＷＮパルスの入力によりステップＳ７、Ｓ９が行われることになる。したがって、２の入力パルスに対し、１の出力パルスが出力されることになる。   In the above example, the case where the setting of the rotary switch 61 is +2 and the value of the electronic gear numerator is larger than the value of the electronic gear denominator has been described. However, the setting of the rotary switch 61 is any one of −8 to −1. Is smaller than the value of the electronic gear denominator, the value of the accumulator 72 is obtained by repeating the operation of the pulse rate conversion circuit 60, that is, the absolute value of the integrated value plus the positive or negative value of the electronic gear numerator. The time will come when it becomes smaller than the value of the electronic gear denominator. At this time, the pulse rate conversion circuit 60 outputs one output pulse with respect to two input pulses. For example, when the rotary switch 61 is set to −2 and the fixed value 2000 is set to the electronic gear denominator, the value of the electronic gear numerator is 1998. If the operation of the pulse rate conversion circuit 60 is repeated under this condition, the integrated value will eventually become zero. In this state, + “numerator” or − “numerator” is added to the input of the UP pulse or DOWN pulse (steps S2 and S4), and an output timing signal is generated (step S5). The value (+1998 or −1998) held in is smaller than the denominator (step S6) or larger than the − denominator (step S8). That is, the absolute value of the value obtained by adding the positive or negative value of the electronic gear numerator to the integrated value is smaller than the value of the electronic gear denominator. At this time, the output of the pulse is postponed, and steps S7 and S9 are performed by inputting the next UP pulse or DOWN pulse. Therefore, one output pulse is output for every two input pulses.

図８は、入力パルスと出力パルスの関係を示すグラフである。横軸はパルスレート変換回路６０に入力された入力パルス数を示し、縦軸はパルスレート変換回路６０から出力された出力パルス数を示している。なお、このグラフは、グラフ中に黒四角で示す各点を１つのパルスとして、電子ギア比の違いによる入力パルスと出力パルスの関係の違いを模式的に示すものである。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the input pulse and the output pulse. The horizontal axis indicates the number of input pulses input to the pulse rate conversion circuit 60, and the vertical axis indicates the number of output pulses output from the pulse rate conversion circuit 60. This graph schematically shows the difference in the relationship between the input pulse and the output pulse due to the difference in the electronic gear ratio, with each point indicated by a black square in the graph as one pulse.

電子ギア＝１は、ロータリスイッチ６１の設定が０で、上述の電子ギア分母の値が２０００の例では、電子ギア分子／電子ギア分母＝２０００／２０００のときの電子ギア比での入力パルスと出力パルスの関係を示している。電子ギア比が１のときには、１の入力パルスに対して１の出力パルスがある。   In an example in which the setting of the rotary switch 61 is 0 and the value of the above-described electronic gear denominator is 2000, the input pulse at the electronic gear ratio when the electronic gear numerator / electronic gear denominator = 2000/2000 The relationship of output pulses is shown. When the electronic gear ratio is 1, there is 1 output pulse for 1 input pulse.

電子ギア＞１は、ロータリスイッチ６１の設定が１〜７のいずれかのとき、すなわち、上述の電子ギア分母の値が２０００の例では、電子ギア分子の値が２００１〜２００７になるときの電子ギア比での入力パルスと出力パルスの関係を示している。電子ギア比が１より大きい場合には、１の入力パルスに対して２の出力パルスがあるタイミング（入力パルスと出力パルスの関係が不連続となる点）が一定の間隔で現れる。この不連続点の位置を等間隔に分配することにより、パルスの全体的な接続は滑らか（直線的）になっている。   The electronic gear> 1 is an electron when the setting of the rotary switch 61 is any one of 1 to 7, that is, when the value of the electronic gear denominator is 2000, the value of the electronic gear numerator is 2001 to 2007. The relationship between the input pulse and the output pulse in the gear ratio is shown. When the electronic gear ratio is larger than 1, timings at which there are two output pulses for one input pulse (a point at which the relationship between the input pulse and the output pulse becomes discontinuous) appear at regular intervals. By distributing the positions of the discontinuous points at equal intervals, the overall connection of the pulses is smooth (linear).

電子ギア＜１は、ロータリスイッチ６１の設定が−８〜−１のいずれかのとき、すなわち、上述の電子ギア分母の値が２０００の例では、電子ギア分子の値が１９９２〜１９９９になるときの電子ギア比での入力パルスと出力パルスの関係を示している。電子ギア比が１より小さい場合には、２の入力パルスに対して１の出力パルスがあるタイミングが一定の間隔で現れる。この場合も、不連続点の位置を等間隔に分配することにより、パルスの全体的な接続を滑らかなものとしている。   When the setting of the rotary switch 61 is any one of −8 to −1, that is, when the value of the electronic gear denominator is 2000, the value of the electronic gear numerator is 1992 to 1999. The relationship between the input pulse and the output pulse at the electronic gear ratio is shown. When the electronic gear ratio is smaller than 1, the timing with one output pulse for two input pulses appears at regular intervals. Also in this case, the overall connection of pulses is made smooth by distributing the positions of discontinuous points at equal intervals.

この発明に係る材料試験機では、ロータリエンコーダ５１とカウンタ６２の間にパルスレート変換回路６０を介在させることで、図８に示すように、１の入力パルスに対し１の出力パルスとはならない不連続点の位置を等間隔に分配し、ロータリエンコーダ５１の１回転あたりのパルス数を微小に調整するのと同等の効果が得られている。また、このパルスレート変換回路６０では、１の入力パルスごとに回路を動作させて出力パルスの出力タイミングを調整していることから、回路内に入力信号を溜めることがない、回路への負担が低減される構成となっている。そして、調整後の計算上のテーブル２１の移動量と実際のテーブル２１の移動量との誤差も、従来のようにストローク精度を規定値以内に収めるためにワイヤー５２を目標精度にあったものに張り替えた場合よりも小さくすることができる。   In the material testing machine according to the present invention, by interposing the pulse rate conversion circuit 60 between the rotary encoder 51 and the counter 62, as shown in FIG. An effect equivalent to that of distributing the positions of the continuous points at equal intervals and finely adjusting the number of pulses per rotation of the rotary encoder 51 is obtained. Further, in the pulse rate conversion circuit 60, the output timing of the output pulse is adjusted by operating the circuit for each input pulse, so that the input signal is not accumulated in the circuit, and the load on the circuit is reduced. The configuration is reduced. Further, the error between the calculated movement amount of the table 21 and the actual movement amount of the table 21 is also set so that the wire 52 matches the target accuracy in order to keep the stroke accuracy within a specified value as in the prior art. It can be made smaller than when it is replaced.

また、ロータリエンコーダ５１とカウンタ６２の間にパルスレート変換回路６０を備えたことで、パルスレート変換回路６０によりプーリ５３およびワイヤー５２の加工誤差等を吸収できることから、プーリ５３の加工精度を従来よりも粗いものとすることができるとともに、ストローク検出器３４のストローク精度を規定値以内に収めるためにワイヤー５２を目標精度にあったものに張り替えなくてもよくなるという効果も得られる。   In addition, since the pulse rate conversion circuit 60 is provided between the rotary encoder 51 and the counter 62, the pulse rate conversion circuit 60 can absorb the processing error of the pulley 53 and the wire 52. In addition, it is possible to obtain an effect that the wire 52 does not have to be replaced with a wire that meets the target accuracy in order to keep the stroke accuracy of the stroke detector 34 within a specified value.

なお、上述した実施形態では、負荷部材としてテーブル２１の移動量をロータリエンコーダ５１により検出する材料試験機について説明したが、たとえば、特開平８−１５２３８９号公報に記載されたような下つかみ具を支持する負荷部材を昇降させることにより試験片に試験力を付与する材料試験機において、下つかみ具を支持する負荷部材の移動量を検出する検出器としてベルト部材が巻き取り機構により伸縮するタイプのワイヤー式変位検出器を採用する場合にも、この発明のパルスレート変換回路６０を備えることにより、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the material testing machine that detects the movement amount of the table 21 as the load member by the rotary encoder 51 has been described. However, for example, a lower gripping tool as described in JP-A-8-152389 is used. In a material testing machine that applies a test force to a test piece by raising and lowering a supporting load member, the belt member is a type that expands and contracts by a winding mechanism as a detector that detects the amount of movement of the load member that supports the lower gripping tool. Even when the wire displacement detector is employed, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained by providing the pulse rate conversion circuit 60 of the present invention.

上述した実施形態においては、パルスレート変換回路６０の電子ギアにおける電子ギア分子の値を、ロータリスイッチ６１により、予めロータリスイッチ６１の接点数に対応する１６個の値のいずれかに切り換えることで、パルスレート変換回路６０における変換レートが変更される構成としている。以下に説明する実施形態では、このロータリスイッチ６１を使用せず、ロータリエンコーダ５１の位相に応じて補正した電子ギア分子の値をパルスレート変換回路６０に与える構成としている。   In the above-described embodiment, the value of the electronic gear numerator in the electronic gear of the pulse rate conversion circuit 60 is switched by the rotary switch 61 to any one of 16 values corresponding to the number of contacts of the rotary switch 61 in advance. The conversion rate in the pulse rate conversion circuit 60 is changed. In the embodiment described below, the rotary switch 61 is not used, and the value of the electronic gear numerator corrected according to the phase of the rotary encoder 51 is provided to the pulse rate conversion circuit 60.

図９は、この発明の第２実施形態に係る材料試験機における、テーブル２１の移動量の検出から表示部３６への表示までの概要を示す図である。図１０は、ロータリエンコーダ５１の回転角を説明する概要図である。図１１は、ワイヤー５２を移動させてロータリエンコーダ５１が１回転したときの校正器により検出した変位量とロータリエンコーダ５１の位相との関係を模式的に示すグラフである。また、図１２は、この実施形態に係る材料試験機におけるパルスレート変換回路６０のブロック図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。   FIG. 9 is a diagram showing an outline from detection of the movement amount of the table 21 to display on the display unit 36 in the material testing machine according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the rotation angle of the rotary encoder 51. FIG. 11 is a graph schematically showing the relationship between the displacement detected by the calibrator and the phase of the rotary encoder 51 when the wire 52 is moved and the rotary encoder 51 makes one rotation. FIG. 12 is a block diagram of the pulse rate conversion circuit 60 in the material testing machine according to this embodiment. In addition, about the structure similar to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図９に示すように、この実施形態では、アドレス生成部８１と、メモリ９１とを有する補正回路９０を備える。この補正回路９０は、この発明における補正手段として機能する。メモリ９１は、図１２に示す電子ギア分子の値として、主にプーリ５３とロータリエンコーダ５１の偏心に起因したロータリエンコーダ５１の１回転分のワイヤー５２の移動量の誤差を補正可能な補正値を与えるための、校正値テーブルを記憶する、この発明の記憶手段として機能する。   As shown in FIG. 9, this embodiment includes a correction circuit 90 having an address generation unit 81 and a memory 91. The correction circuit 90 functions as correction means in the present invention. As the value of the electronic gear numerator shown in FIG. 12, the memory 91 has a correction value that can correct an error in the movement amount of the wire 52 for one rotation of the rotary encoder 51 mainly due to the eccentricity of the pulley 53 and the rotary encoder 51. It functions as a storage means of the present invention for storing a calibration value table for giving.

まず、メモリ９１に記憶される校正値テーブルの作成について、図１０および図１１を参照して説明する。このロータリエンコーダ５１は、Ａ／Ｂ２相出力のインクリメンタル式のエンコーダであり、Ｚ相信号出力時の回転角を０度とする。たとえば、ロータリエンコーダ５１が２０００（パルス／１回転）のものであったとすると、パルスカウンタのカウント値が５００のとき、ロータリエンコーダ５１の回転角は９０度、カウント値が１５００のとき、ロータリエンコーダ５１の回転角は２７０度である。さらに、ロータリエンコーダ５１を４逓倍で使用すると、図１０に示すように、パルスカウンタのカウント値が２０００のとき、ロータリエンコーダ５１の回転角は９０度、カウント値が６０００のとき、ロータリエンコーダ５１の回転角は２７０度、カウント値が７９９９のとき、ロータリエンコーダ５１の回転角は３５９．９５５度となる。このように、ロータリエンコーダ５１の位相を絶対座標に対応付けることができる。   First, creation of a calibration value table stored in the memory 91 will be described with reference to FIGS. The rotary encoder 51 is an A / B 2-phase output incremental encoder, and the rotation angle at the time of Z-phase signal output is 0 degree. For example, if the rotary encoder 51 is 2000 (pulses per rotation), when the count value of the pulse counter is 500, the rotary angle of the rotary encoder 51 is 90 degrees, and the count value is 1500, the rotary encoder 51 The rotation angle is 270 degrees. Further, when the rotary encoder 51 is used at a multiplication factor of 4, as shown in FIG. 10, when the count value of the pulse counter is 2000, the rotation angle of the rotary encoder 51 is 90 degrees, and the count value is 6000, the rotary encoder 51 When the rotation angle is 270 degrees and the count value is 7999, the rotation angle of the rotary encoder 51 is 359.955 degrees. Thus, the phase of the rotary encoder 51 can be associated with the absolute coordinates.

まず、校正器を用いて、ワイヤー５２を移動させたときの、ロータリエンコーダ５１から初めてＺ相信号が出力された時点（カウント値＝０）から、ロータリエンコーダ５１から出力される信号を、パルスカウンタを利用したアドレス生成部８１においてカウントする。そして、カウント値が７９９９になるまで、各カウント値について校正器により検出した変位量（ワイヤー５２の移動量）と校正器の校正基準値との差分を計算し、図９に示すメモリ９１に記憶させる。そして、ロータリエンコーダ５１の１回転分について、ロータリエンコーダ５１の回転角の関数ｆ（θ）で表される電子ギア分子の補正値を８０００アドレス分テーブル化し、それを予め校正値としてメモリ９１に記憶させておく。すなわち、ロータリエンコーダ５１の１回転分の各絶対角度θをアドレスとし、電子ギア分子の校正値（関数ｆ（θ））をデータとしてメモリ９１に記憶させる。   First, the signal output from the rotary encoder 51 from the time when the Z-phase signal is output from the rotary encoder 51 for the first time (count value = 0) when the wire 52 is moved using the calibrator is changed to the pulse counter. Is counted in the address generation unit 81 using Then, until the count value reaches 7999, the difference between the displacement amount (movement amount of the wire 52) detected by the calibrator for each count value and the calibration reference value of the calibrator is calculated and stored in the memory 91 shown in FIG. Let Then, for one rotation of the rotary encoder 51, the correction value of the electronic gear numerator represented by the function f (θ) of the rotation angle of the rotary encoder 51 is tabulated for 8000 addresses and stored in the memory 91 as a calibration value in advance. Let me. That is, the absolute angle θ for one rotation of the rotary encoder 51 is used as an address, and the calibration value (function f (θ)) of the electronic gear numerator is stored in the memory 91 as data.

校正器により検出した変位量とロータリエンコーダ５１の位相との関係をグラフにしたものが図１１に示すグラフである。図１１においては、縦軸を変位量の差分（校正器が保持する校正基準値との差）、横軸をロータリエンコーダ５１の位相に対応するカウント値（アドレス）として示しているが、図示の都合上、横軸のロータリエンコーダ５１の１回転分のカウント値を２０とし、２０カウント分の差分をグラフにして示している。ここでの変位量の差分とは、ロータリエンコーダ５１の１カウント分における実変位の変化分であり、ロータリエンコーダ５１の１カウント分の重みに相当する。   A graph showing the relationship between the displacement detected by the calibrator and the phase of the rotary encoder 51 is shown in FIG. In FIG. 11, the vertical axis represents the displacement difference (difference from the calibration reference value held by the calibrator), and the horizontal axis represents the count value (address) corresponding to the phase of the rotary encoder 51. For convenience, the count value for one rotation of the rotary encoder 51 on the horizontal axis is 20, and the difference for 20 counts is shown as a graph. The difference in the displacement amount here is a change in actual displacement in one count of the rotary encoder 51 and corresponds to a weight of one count in the rotary encoder 51.

材料試験を開始し、ロータリエンコーダ５１によりテーブル２１の変位を計測する場合には、まず、試験を開始する前に、装置に電源が入ってから最初のＺ相信号の入力があるまで、手動などでワイヤー５２を移動させる。これは、ロータリエンコーダ５１のカウント値と位相のゼロ点を合わせるためである。すなわち、ロータリエンコーダ５１の回転角が０度となる位置を特定する。なお、ロータリエンコーダ５１が電池を内蔵したアブソリュート式エンコーダであれば、このようなゼロ点合わせは不要である。   When the material test is started and the displacement of the table 21 is measured by the rotary encoder 51, first, before starting the test, until the first Z-phase signal is input after the apparatus is turned on, etc. To move the wire 52. This is to match the count value of the rotary encoder 51 with the zero point of the phase. That is, the position where the rotation angle of the rotary encoder 51 is 0 degree is specified. If the rotary encoder 51 is an absolute encoder with a built-in battery, such zero point alignment is unnecessary.

ロータリエンコーダ５１からＺ相信号が出力された時点から、ロータリエンコーダ５１が出力した信号は、図９に示すように、パルスレート変換回路６０に入力された後、カウンタ６２に出力されて計数される。しかる後、カウンタ６２の計数値がテーブル２１の移動量（移動距離）に換算され、表示部３６に表示される。一方で、ロータリエンコーダ５１が出力した信号は、パルスカウンタを利用したアドレス生成部８１において、そのときのロータリエンコーダ５１の回転角、すなわち、メモリ９１に記憶した校正値テーブルから読み込む電子ギア分子の値のアドレス値を生成する。   The signal output from the rotary encoder 51 from the time when the Z-phase signal is output from the rotary encoder 51 is input to the pulse rate conversion circuit 60 and then output to the counter 62 and counted, as shown in FIG. . Thereafter, the count value of the counter 62 is converted into the movement amount (movement distance) of the table 21 and displayed on the display unit 36. On the other hand, the signal output from the rotary encoder 51 is the rotation angle of the rotary encoder 51 at that time, that is, the value of the electronic gear numerator read from the calibration value table stored in the memory 91 in the address generation unit 81 using a pulse counter. Generate an address value for.

なお、アドレス生成部８１ではパルスカウンタを利用しているが、このパルスカウンタは、メモリ９１に記憶した校正値を呼び出すアドレスが得られるものであればよく、パルスカウンタに限定されない。このパルスカウンタは、上述したパルスレート変換器６０からの出力パルスを計数するカウンタ６２とは別のものである。   Although the address generation unit 81 uses a pulse counter, this pulse counter is not limited to a pulse counter as long as an address for calling a calibration value stored in the memory 91 can be obtained. This pulse counter is different from the counter 62 that counts the output pulses from the pulse rate converter 60 described above.

アドレス生成部８１でアドレス値が生成されると、メモリ９１に記憶した校正値テーブルからそのアドレス値に対応する電子ギア分子の値が読み出され、パルスレート変換回路６０に与えられる。すなわち、図１２において、電子ギア分子に与えられる補正値が、補正回路９０により求められる。なお、この補正回路９０は、制御部３５に配置された、ＦＰＧＡを用いて実現される。   When the address value is generated by the address generation unit 81, the value of the electronic gear numerator corresponding to the address value is read from the calibration value table stored in the memory 91 and provided to the pulse rate conversion circuit 60. That is, in FIG. 12, the correction value given to the electronic gear numerator is obtained by the correction circuit 90. The correction circuit 90 is realized using an FPGA arranged in the control unit 35.

パルスレート変換回路６０は、たとえば、電子ギア分子に固定値として２０００が設定され、電子ギア分子に２００２（補正値）が与えられたとすると、図６から図８を参照して説明した第１実施形態と同様に、ロータリエンコーダ５１の出力を、電子ギア分子／電子ギア分母＝２００２／２０００の電子ギア比でパルスレートを変換してカウンタ６２に出力するようになる。   In the pulse rate conversion circuit 60, for example, if the electronic gear numerator is set to 2000 as a fixed value and the electronic gear numerator is given 2002 (correction value), the first embodiment described with reference to FIGS. Similar to the embodiment, the output of the rotary encoder 51 is converted to a pulse rate with an electronic gear ratio of electronic gear numerator / electronic gear denominator = 2002/2000 and output to the counter 62.

このように、この実施形態では、第１実施形態と同様にパルスレート変換回路６０によりロータリエンコーダ５１の１回転あたりのワイヤー５２の移動量の誤差を補正できる。これに加えて、補正回路９０により、プーリ５３とロータリエンコーダ５１の回転軸の偏心に起因したロータリエンコーダ５１の１回転未満でのワイヤー５２の移動量の誤差も補正できる。このため、この材料試験機のラムストローク検出器のような、いわゆるワイヤー式変位検出器を、より微少な変位を検出するための変位検出器として使用することが可能となる。   Thus, in this embodiment, the error of the movement amount of the wire 52 per rotation of the rotary encoder 51 can be corrected by the pulse rate conversion circuit 60 as in the first embodiment. In addition, the correction circuit 90 can also correct an error in the movement amount of the wire 52 in less than one rotation of the rotary encoder 51 due to the eccentricity of the rotating shafts of the pulley 53 and the rotary encoder 51. For this reason, a so-called wire displacement detector such as the ram stroke detector of this material testing machine can be used as a displacement detector for detecting a finer displacement.

また、この実施形態では、ロータリエンコーダ５１の１回転分における１パルスの重みをパルスレート変換回路６０に与える補正回路９０について説明したが、メモリ９１に記憶させておく校正値テーブルを作成しておけば、多回転ロータリエンコーダの全回転分（ストローク変位検出器の全ストローク分）について、各パルス位置における１パルスの重みを電子ギア分子の値としてパルスレート変換回路６０に与えることも可能である。   In this embodiment, the correction circuit 90 that gives the pulse rate conversion circuit 60 the weight of one pulse for one rotation of the rotary encoder 51 has been described. However, a calibration value table to be stored in the memory 91 can be created. For example, the weight of one pulse at each pulse position can be given to the pulse rate conversion circuit 60 as the value of the electronic gear numerator for the entire rotation of the multi-rotary rotary encoder (the entire stroke of the stroke displacement detector).

図１３は、この発明の第３実施形態に係る材料試験機におけるテーブル２１の移動量の検出から表示部３６への表示までの概要を示す図である。図１４は、ワイヤー５２を移動させてロータリエンコーダ５１が１回転したときの校正器により検出した変位量とロータリエンコーダ５１の位相との関係を模式的に示すグラフである。なお、上述した実施形態の同様の構成は、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。   FIG. 13 is a diagram showing an outline from detection of the movement amount of the table 21 to display on the display unit 36 in the material testing machine according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a graph schematically showing the relationship between the displacement detected by the calibrator and the phase of the rotary encoder 51 when the wire 52 is moved and the rotary encoder 51 makes one rotation. In addition, the same structure of embodiment mentioned above attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits detailed description.

この実施形態では、上述した第２実施形態と同様に、ロータリエンコーダ５１の位相に応じて補正した電子ギア分子の値をパルスレート変換回路６０に与える構成としている。一方で、この実施形態では、パルスレート変換回路６０に与える電子ギア分子の値を求める補正回路９０に、メモリ９２、乗算器９３および加算器９４を備え、さらにメモリ９２、乗算器９２、加算器９３のそれぞれに、ロータリスイッチ９５、９６、９７が接続されている。なお、ロータリスイッチ９５、９６、９７は、上述した第１実施形態におけるロータリスイッチ６１と同様に、１６段階に切換可能な構成となっている。しかし、これらロータリスイッチ９５、９６、９７の切換数は、１６段階に限定されるものではない。   In this embodiment, the value of the electronic gear numerator corrected according to the phase of the rotary encoder 51 is given to the pulse rate conversion circuit 60 as in the second embodiment described above. On the other hand, in this embodiment, the correction circuit 90 for obtaining the value of the electronic gear numerator to be supplied to the pulse rate conversion circuit 60 includes a memory 92, a multiplier 93 and an adder 94, and further includes a memory 92, a multiplier 92, and an adder. The rotary switches 95, 96, and 97 are connected to the respective 93. The rotary switches 95, 96, and 97 have a configuration that can be switched in 16 steps, like the rotary switch 61 in the first embodiment described above. However, the number of switches of the rotary switches 95, 96, and 97 is not limited to 16 steps.

この実施形態において、補正回路９０により電子ギア分子の補正値を求めるには、上述した第２実施形態と同様に、校正器を用いて、校正器を用いて、ワイヤー５２を移動させたときの、ロータリエンコーダ５１から初めてＺ相信号が出力された時点（カウント値＝０）から、ロータリエンコーダ５１から出力される信号を、パルスカウンタを利用したアドレス生成部８１においてカウントする。そして、各カウント値について校正器により検出した変位量（ワイヤー５２の移動量）と校正器の校正基準値との差分を計算する。そして、これらの値をメモリ９２に記憶させる。   In this embodiment, in order to obtain the correction value of the electronic gear molecule by the correction circuit 90, as in the second embodiment described above, when the wire 52 is moved using the calibrator using the calibrator. The signal output from the rotary encoder 51 is counted by the address generation unit 81 using a pulse counter from the time when the Z-phase signal is output from the rotary encoder 51 for the first time (count value = 0). Then, the difference between the displacement amount (movement amount of the wire 52) detected by the calibrator for each count value and the calibration reference value of the calibrator is calculated. These values are stored in the memory 92.

校正器により検出した変位量とロータリエンコーダ５１の位相との関係をグラフにしたものが図１４に示すグラフである。この図１４においては、図１１と同様に、縦軸を変位量の差分とし、横軸をロータリエンコーダ５１の位相に対応するカウント値（アドレス）として示しているが、図示の都合上、横軸のロータリエンコーダ５１の１回転分のカウント値を２０とし、２０個の差分値をグラフにして示している。   A graph showing the relationship between the displacement detected by the calibrator and the phase of the rotary encoder 51 is shown in FIG. In FIG. 14, as in FIG. 11, the vertical axis represents the displacement amount difference, and the horizontal axis represents the count value (address) corresponding to the phase of the rotary encoder 51. The count value for one rotation of the rotary encoder 51 is 20 and 20 difference values are shown in a graph.

図１４に示すように、ロータリエンコーダ５１の１回転分の変位量の差分は、プーリ５３のような回転体の偏心による周期誤差を示す正弦波（図１４に一点鎖線で示す）と、正弦波の始まりがゼロとなるオフセット量とに分解できる。なお、正弦波は、主にプーリ５３とロータリエンコーダ５１との回転軸の偏心に起因した誤差と考えることができる。また、オフセット量は、誤差を含んだプーリ５３の円周長およびワイヤー５２の直径分と考えることができる。   As shown in FIG. 14, the difference in displacement amount for one rotation of the rotary encoder 51 is a sine wave (indicated by a one-dot chain line in FIG. 14) indicating a cyclic error due to eccentricity of a rotating body such as the pulley 53, and a sine wave. Can be broken down into offset amounts where the beginning of the zero becomes zero. The sine wave can be considered as an error mainly caused by the eccentricity of the rotating shafts of the pulley 53 and the rotary encoder 51. The offset amount can be considered as the circumferential length of the pulley 53 and the diameter of the wire 52 including an error.

上述した第２実施形態においては、電子ギア分子の値を決定する関数ｆ（θ）を、テーブル化してメモリ９１に記憶させていた。しかし、この実施形態は、上述した第２実施形態とは異なり、電子ギア分子の値を決定する関数ｆ（θ）を、正弦波とオフセット量とに分解し、正弦波の０度位相（シフト量）Ａ、正弦波の大きさ（波高さ）Ｂ、オフセット量Ｃを、それぞれロータリスイッチ９５、９６、９７で設定し、メモリ９２、乗算器９３、加算器９４の計算を経て得ている。すなわち、正弦波の位相Ａ、正弦波の大きさＢおよびオフセット量Ｃに基づいて、ロータリエンコーダ５１の回転角の関数ｆ（θ）として表される補正値を算出している。なお、メモリ９２は、正弦波の位相を記憶するこの発明の記憶手段として機能し、メモリ９２には、正弦波が固定値として予め記憶されている。   In the second embodiment described above, the function f (θ) that determines the value of the electronic gear numerator is tabulated and stored in the memory 91. However, this embodiment differs from the second embodiment described above in that the function f (θ) that determines the value of the electronic gear numerator is decomposed into a sine wave and an offset amount, and the 0 degree phase (shift) of the sine wave is shifted. Amount) A, sine wave magnitude (wave height) B, and offset amount C are set by rotary switches 95, 96, and 97, respectively, and obtained through calculation of memory 92, multiplier 93, and adder 94. That is, a correction value expressed as a function f (θ) of the rotational angle of the rotary encoder 51 is calculated based on the phase A of the sine wave, the magnitude B of the sine wave, and the offset amount C. The memory 92 functions as a storage unit of the present invention that stores the phase of the sine wave. The memory 92 stores the sine wave in advance as a fixed value.

材料試験を開始し、ロータリエンコーダ５１によりテーブル２１の変位を計測する場合には、上述した第２実施形態と同様に、まず、試験を開始する前に、装置に電源が入ってから最初のＺ相信号の入力があるまで、手動などでワイヤー５２を移動させる。そして、ロータリエンコーダ５１の回転角が０度となる位置を特定する。   When the material test is started and the displacement of the table 21 is measured by the rotary encoder 51, as in the above-described second embodiment, first, before starting the test, the first Z is applied after the apparatus is turned on. The wire 52 is moved manually until a phase signal is input. And the position where the rotation angle of the rotary encoder 51 becomes 0 degree is specified.

ロータリエンコーダ５１からＺ相信号が出力された時点から、ロータリエンコーダ５１が出力した信号は、図１３に示すように、パルスレート変換回路６０に入力された後、カウンタ６２に出力されて計数される。しかる後、カウンタ６２の計数値がテーブル２１の移動量（移動距離）に換算され、表示部３６に表示される。一方で、ロータリエンコーダ５１が出力した信号は、パルスカウンタを利用したアドレス生成部８１において、そのときのロータリエンコーダ５１の回転角に対応する正弦波成分の値をメモリ９２から読み出すためのアドレス値を生成する。   The signal output from the rotary encoder 51 from the time when the Z-phase signal is output from the rotary encoder 51 is input to the pulse rate conversion circuit 60 and then output to the counter 62 and counted as shown in FIG. . Thereafter, the count value of the counter 62 is converted into the movement amount (movement distance) of the table 21 and displayed on the display unit 36. On the other hand, the signal output from the rotary encoder 51 uses an address value for reading out the value of the sine wave component corresponding to the rotation angle of the rotary encoder 51 from the memory 92 in the address generation unit 81 using a pulse counter. Generate.

メモリ９２に接続されているロータリスイッチ９５は、１６段階で正弦波の位相のシフト量を変化させることができる。すなわち、図１４に示すグラフの横軸のカウント値を１６分割した分ずつ、メモリ９２に記憶されている正弦波の０度位相をシフトすることができる。   The rotary switch 95 connected to the memory 92 can change the phase shift amount of the sine wave in 16 steps. In other words, the 0 degree phase of the sine wave stored in the memory 92 can be shifted by an amount obtained by dividing the count value on the horizontal axis of the graph shown in FIG.

乗算器９３に接続されたロータリスイッチ９６は、正弦波の大きさ（波高さ）を１６段階で変更する。すなわち、プーリ５３やワイヤー５２の状態によっては、いくつか波高さの異なる波形が重なる波形になる場合もある。このような場合には、ゲインをロータリスイッチ９６で１６段階に変更することで、正弦波の大きさ（波高さ）を調整している。   The rotary switch 96 connected to the multiplier 93 changes the magnitude (wave height) of the sine wave in 16 steps. That is, depending on the state of the pulley 53 and the wire 52, there may be a waveform in which several waveforms having different wave heights overlap. In such a case, the magnitude (wave height) of the sine wave is adjusted by changing the gain to 16 levels with the rotary switch 96.

加算器９４に接続されたロータリスイッチ９７は、メモリ９２、乗算器９３を経て修正された正弦波に加えるオフセット量を１６段階に変更することができる。このロータリスイッチ９７は、上述した第１実施形態におけるロータリスイッチ６１と同様の役割を担うものである。たとえば、パルスレート変換回路６０における電子ギアの分母の値が２０００であり、ロータリスイッチ９７の接続点に対応するオフセット量が１９９２〜２００７の１６個の値であったとする。このとき、乗算器９３を得て修正されたロータリエンコーダ５１のある位相における正弦波成分の値が３であり、ロータリスイッチ９７の設定によるオフセット量が２００２であったとすると、２００２＋３＝２００５が、電子ギア分子の値となる。このように、メモリ９２、乗算器９３、加算器９４による計算を経て決定された電子ギア分子の値はパルスレート変換回路６０に与えられる。すなわち、この実施形態でも、第２実施形態と同様に、ロータリエンコーダ５１の瞬間の位相におけるエンコーダ１カウント分の重みをパルスレート変換回路６０に与えることができる。   The rotary switch 97 connected to the adder 94 can change the offset amount to be added to the sine wave corrected through the memory 92 and the multiplier 93 in 16 steps. The rotary switch 97 plays the same role as the rotary switch 61 in the first embodiment described above. For example, it is assumed that the value of the denominator of the electronic gear in the pulse rate conversion circuit 60 is 2000, and the offset amount corresponding to the connection point of the rotary switch 97 is 16 values from 1992 to 2007. At this time, if the value of the sine wave component at a certain phase of the rotary encoder 51 modified by obtaining the multiplier 93 is 3, and the offset amount by the setting of the rotary switch 97 is 2002, 2002 + 3 = 2005 becomes It is the value of the gear numerator. Thus, the value of the electronic gear numerator determined through the calculation by the memory 92, the multiplier 93, and the adder 94 is given to the pulse rate conversion circuit 60. That is, also in this embodiment, as in the second embodiment, the pulse rate conversion circuit 60 can be given a weight corresponding to one encoder count in the instantaneous phase of the rotary encoder 51.

パルスレート変換回路６０は、電子ギア分子に固定値として２０００が設定され、電子ギア分子に２００５（補正値）が与えられたとすると、図６から図８を参照して説明した第１実施形態と同様に、ロータリエンコーダ５１の出力を、電子ギア分子／電子ギア分母＝２００５／２０００の電子ギア比でパルスレートを変換してカウンタ６２に出力するようになる。   Assuming that 2000 is set as a fixed value for the electronic gear numerator and 2005 (correction value) is given to the electronic gear numerator, the pulse rate conversion circuit 60 is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. Similarly, the output of the rotary encoder 51 is converted to a pulse rate with an electronic gear ratio of electronic gear numerator / electronic gear denominator = 2005/2000 and output to the counter 62.

このように、この実施形態では、第１実施形態と同様にパルスレート変換回路６０によりロータリエンコーダ５１の１回転あたりのワイヤー５２の移動量の誤差を補正できる。これに加えて、第２実施形態と同様に、補正回路９０により、プーリ５３とロータリエンコーダ５１の回転軸の偏心に起因したロータリエンコーダ５１の１回転未満でのワイヤー５２の移動量の誤差も補正できる。このように、この実施形態では、より細かい誤差補正をおこなっていることから、この材料試験機のラムストローク検出器のような、いわゆるワイヤー式変位検出器を、より微少な変位を検出するための変位検出器として使用することも可能となる。   Thus, in this embodiment, the error of the movement amount of the wire 52 per rotation of the rotary encoder 51 can be corrected by the pulse rate conversion circuit 60 as in the first embodiment. In addition to this, similarly to the second embodiment, the correction circuit 90 also corrects an error in the movement amount of the wire 52 in less than one rotation of the rotary encoder 51 due to the eccentricity of the rotation shaft of the pulley 53 and the rotary encoder 51. it can. As described above, in this embodiment, since finer error correction is performed, a so-called wire displacement detector such as a ram stroke detector of this material testing machine is used to detect a finer displacement. It can also be used as a displacement detector.

１０ 試験片
１１ 試験片
２１ テーブル
２２ 支柱
２３ ネジ棹
２４ 上部クロスヘッド
２５ ラムシリンダ
２６ 下部クロスヘッド
２７ モータ
２８ 圧盤
３１ 上つかみ具
３２ 下つかみ具
３３ 圧力センサ
３４ ストローク検出器
３５ 制御部
３６ 表示部
３７ 操作部
４１ ベース
５１ ロータリエンコーダ
５２ ワイヤー
５３ プーリ
５４ 支持板
５５ スタンド
５６ コイルバネ
６０ パルスレート変換回路
６１ ロータリスイッチ
６２ カウンタ
７１ 制御回路
７２ アキュムレータ
７３ セレクタ
７４ 第１比較器
７５ 第２比較器
７６ レジスタ
８１ アドレス生成部
９０ 補正回路
９１ メモリ
９２ メモリ
９３ 乗算器
９４ 加算器
９５ ロータリスイッチ
９６ ロータリスイッチ
９７ ロータリスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test piece 11 Test piece 21 Table 22 Support | pillar 23 Screw rod 24 Upper cross head 25 Ram cylinder 26 Lower cross head 27 Motor 28 Platen 31 Upper gripper 32 Lower gripper 33 Pressure sensor 34 Stroke detector 35 Control part 36 Display part 37 Operation unit 41 Base 51 Rotary encoder 52 Wire 53 Pulley 54 Support plate 55 Stand 56 Coil spring 60 Pulse rate conversion circuit 61 Rotary switch 62 Counter 71 Control circuit 72 Accumulator 73 Selector 74 First comparator 75 Second comparator 76 Register 81 Address generation Unit 90 Correction circuit 91 Memory 92 Memory 93 Multiplier 94 Adder 95 Rotary switch 96 Rotary switch 97 Rotary switch

Claims (8)

互いに対向する負荷部材の間に試験片を配設し、前記負荷部材の一方をアクチュエータにより昇降させることにより引張または圧縮試験を行う材料試験機であって、
前記アクチュエータの駆動により昇降する負荷部材に接続され、張力が与えられた状態でプーリに回巻され、前記負荷部材の昇降に伴って移動するワイヤーと、
前記プーリに接続され、前記プーリの回転を検出して信号を出力する検出手段と、
前記検出手段が出力した信号のパルスレートを変換するパルスレート変換部と、
前記パルスレート変換部により変換された信号を計数するとともに、該計数値を前記アクチュエータの駆動により昇降する負荷部材の移動量に換算する計数処理部と、
を備えることを特徴とする材料試験機。 A material testing machine for disposing a test piece between load members facing each other and performing a tensile or compression test by raising and lowering one of the load members with an actuator,
A wire that is connected to a load member that moves up and down by driving the actuator, is wound around a pulley in a tensioned state, and moves as the load member moves up and down,
Detecting means connected to the pulley, for detecting rotation of the pulley and outputting a signal;
A pulse rate converter for converting the pulse rate of the signal output by the detection means;
A counting processing unit that counts the signal converted by the pulse rate conversion unit and converts the counted value into a moving amount of a load member that moves up and down by driving the actuator;
A material testing machine comprising: 請求項１に記載の材料試験機において、
前記パルスレート変換部は、電子ギアを備え、
前記電子ギアの電子ギア分子の値を、予め規定した複数の値の内のいずれかに変更する切換手段を備える材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The pulse rate conversion unit includes an electronic gear,
A material testing machine comprising switching means for changing the value of the electronic gear molecule of the electronic gear to any one of a plurality of predetermined values. 請求項１に記載の材料試験機において、
前記パルスレート変換部は、電子ギアを備え、
前記電子ギアの電子ギア分子の値を補正し、補正した電子ギア分子の値を前記パルスレート変換部に与える補正手段をさらに備える材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The pulse rate conversion unit includes an electronic gear,
A material testing machine further comprising correction means for correcting an electronic gear numerator value of the electronic gear and providing the corrected electronic gear numerator value to the pulse rate conversion unit. 請求項３に記載の材料試験機において、
前記検出手段は、ロータリエンコーダであり、
前記補正手段は、予め記憶手段に記憶された前記ロータリエンコーダ１回転分の位相と前記ロータリエンコーダの回転角の関数で表される補正値とを対応付けた校正値テーブルに基づいて、前記ロータリエンコーダの回転角に応じた電子ギア分子の値を決定する材料試験機。 The material testing machine according to claim 3,
The detection means is a rotary encoder,
The correction means is based on a calibration value table in which a phase corresponding to one rotation of the rotary encoder stored in advance in the storage means and a correction value represented by a function of a rotation angle of the rotary encoder are associated with each other. A material testing machine that determines the value of the electronic gear molecule according to the rotation angle. 請求項３に記載の材料試験機において、
前記検出手段は、ロータリエンコーダであり、
前記補正手段は、予め記憶手段に記憶された前記ロータリエンコーダ１回転分の正弦波の位相と、正弦波の大きさおよびオフセット量を設定し、正弦波の位相と、正弦波の大きさおよびオフセット量に基づいて、前記ロータリエンコーダの回転角の関数として表される補正値を算出し、前記ロータリエンコーダの回転角に応じた電子ギア分子の値を決定する材料試験機。 The material testing machine according to claim 3,
The detection means is a rotary encoder,
The correction means sets the phase of the sine wave for one rotation of the rotary encoder, the magnitude of the sine wave and the offset amount stored in advance in the storage means, and the phase of the sine wave, the magnitude and offset of the sine wave A material testing machine that calculates a correction value expressed as a function of a rotation angle of the rotary encoder based on a quantity and determines a value of an electronic gear numerator according to the rotation angle of the rotary encoder. 請求項２から請求項５のいずれかに記載の材料試験機において、
前記パルスレート変換部は、
入力された１つの信号ごとに前記切換手段により設定した所定の値を加えた電子ギア分子の正または負の値に該電子ギア分子の値の正または負の逆符号となる電子ギア分母の値を加算する動作を繰り返し、加算後の値を積算値として保持する累算器と、
前記検出手段が検出した信号が正転か逆転かにより前記電子ギア分子および前記電子ギア分母の正または負の値を累算器に加える値として選択するセレクタと、を備え、
前記積算値に前記電子ギア分子の値を加算したときの値と電子ギア分母の値との比較に基づいて信号を出力するとともに、前記積算値に前記電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値の２倍と等しいまたは電子ギア分母の値の２倍より大きくなるときには１つの入力信号に対して２つの出力信号を出力し、前記積算値に前記電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値と等しいまたは電子ギア分母の値より大きくなるときには１つの入力信号に対して１つの出力信号を出力し、前記積算値に前記電子ギア分子の正または負の値を加算したときの値の絶対値が電子ギア分母の値より小さくなるときには２つの入力信号に対して１つの出力信号を出力する材料試験機。 In the material testing machine according to any one of claims 2 to 5,
The pulse rate converter
The value of the electronic gear denominator which is the positive or negative value of the value of the electronic gear numerator plus the positive or negative value of the electronic gear numerator obtained by adding a predetermined value set by the switching means for each input signal An accumulator that repeats the operation of adding and holds the value after addition as an integrated value;
A selector that selects a positive or negative value of the electronic gear numerator and the electronic gear denominator as a value to be added to an accumulator depending on whether the signal detected by the detection means is normal rotation or reverse rotation;
A signal is output based on a comparison between the value obtained by adding the value of the electronic gear numerator to the integrated value and the value of the electronic gear denominator, and the positive or negative value of the electronic gear numerator is added to the integrated value. When the absolute value of the obtained value is equal to twice the value of the electronic gear denominator or larger than twice the value of the electronic gear denominator, two output signals are output for one input signal, and the integrated value is When the absolute value of the value obtained by adding the positive or negative values of the electronic gear numerator is equal to or larger than the value of the electronic gear denominator, one output signal is output for one input signal. When the absolute value of the value obtained by adding the positive or negative value of the electronic gear numerator to the integrated value is smaller than the value of the electronic gear denominator, a material that outputs one output signal for two input signals testing machine. 請求項１に記載の材料試験機において、
前記アクチュエータの駆動により昇降する負荷部材は、テーブルである材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
A material testing machine in which the load member that moves up and down by driving the actuator is a table. 請求項１に記載の材料試験機において、
前記アクチュエータは、ラムシリンダである材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The material testing machine, wherein the actuator is a ram cylinder.
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