JP2021173633A - 材料試験機、及び材料試験機における表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーが所望する情報を提供する。【解決手段】試験片ＴＰを変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機であって、前記試験片の標点ＤＰ間距離を測定することによって、前記試験片の歪みεを検出する第１検出部８１２と、前記試験片の表面に形成されたパターンＰＴの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布ＤＴを検出する第２検出部８１３と、前記第１検出部の検出結果と、前記第２検出部の検出結果とを１つの画面に表示する表示制御部８１５とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、材料試験機、及び材料試験機における表示方法に関する。

試験片を変形させて、試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機において、試験片の歪みを検出する種々の技術が知られている。
例えば、特許文献１には、試験片の表面に付された一対の標線マークを、ビデオカメラにより撮影して画像を生成し、一対の標線マークの画像の位置を利用して試験片の伸びを計算する材料試験機が記載されている。
また、例えば、特許文献２には、試験片の伸びと、試験力とを表示する材料試験機が記載されている。

特開２０１２−５８０１３号公報 特開２０１９−５２９９７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の材料試験機では、試験片の伸びと試験力との関係が可視化されるにとどまり、ユーザーが所望する情報を提供できない場合があった。例えば、従来の伸びと試験力とを検出する引張試験では、降伏点前の試験区間において、試験片には複雑な歪みが生じることが知られているが、そのような複雑な歪み状態を分析できる材料試験機は存在しなかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ユーザーが所望する情報を提供可能な材料試験機、及び材料試験機における表示方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、試験片を変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機であって、前記試験片の標点間距離を測定することによって、前記試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出部と、前記試験片の表面に形成されたパターンの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布を検出する第２検出部と、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する表示部とを備える。

本発明の第２の態様は、試験片を変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機における表示方法であって、前記試験片の標点間距離を測定することによって、前記試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出ステップと、前記試験片の表面に形成されたパターンの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布を検出する第２検出ステップと、前記第１検出ステップでの検出結果と前記第２検出ステップでの検出結果とを互いに対応付けて表示する表示ステップと、を含む。

本発明の第１の態様によれば、試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出部と、試験片の歪み分布を検出する第２検出部と、第１検出部の検出結果と第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する表示部とを備える。
したがって、伸び及び歪みの少なくとも一方の検出結果と歪み分布の検出結果とを互いに対応付けて表示するため、ユーザーが所望する情報を提供できる。

本発明の第２の態様によれば、試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出ステップと、試験片の歪み分布を検出する第２検出ステップと、第１検出ステップでの検出結果と第２検出ステップでの検出結果とを互いに対応付けて表示する表示ステップと、を含む。
したがって、伸び及び歪みの少なくとも一方の検出結果と歪み分布の検出結果とを互いに対応付けて表示するため、ユーザーが所望する情報を提供できる。

本実施形態に係る引張試験機の構成の一例を示す図である。 材料試験機の構成の一例を示す平面図である。 引張試験機の要部の構成の一例を示す図である。 パターン画像の一例を示す図である。 試験片の縦歪み分布の算出方法の一例を示す図である。 表示部に表示される試験結果表示画面の一例を示す画面図である。 歪み及び歪み分布画像の第１例を示す図である。 歪み及び歪み分布画像の第２例を示す図である。 歪み及び歪み分布画像の第３例を示す図である。 歪み及び歪み分布画像の第４例を示す図である。 歪み及び歪み分布画像の第５例を示す図である。 試験中の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 試験後の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 試験後の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本実施形態について説明する。

［１．引張試験機の構成］
図１は、本実施形態に係る引張試験機１の構成の一例を示す図である。
本実施形態の引張試験機１は、試験片ＴＰに試験力Ｆを与えて、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する材料試験を行う。試験力Ｆは、引張力である。
引張試験機１は、試験対象の材料である試験片ＴＰに試験力Ｆを与えて引張試験を行う試験機本体２と、試験機本体２による引張試験動作を制御する制御ユニット４と、を備える。
なお、引張試験機１は、「材料試験機」の一例に対応する。

試験機本体２は、テーブル２６と、このテーブル２６上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹２８、２９と、これらのねじ棹２８、２９に沿って移動可能なクロスヘッド１０と、このクロスヘッド１０を移動させて試験片ＴＰに負荷を与える負荷機構１２と、ロードセル１４と、を備える。ロードセル１４は、試験片ＴＰに与えられる引張荷重である試験力Ｆを測定し、試験力測定信号ＳＧ１を出力するセンサである。

負荷機構１２は、各ねじ棹２８、２９の下端部に連結されるウォーム減速機１６、１７と、各ウォーム減速機１６、１７に連結されるサーボモータ１８と、ロータリエンコーダ２０と、を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１８の回転量を測定し、回転量に応じたパルス数の回転測定信号ＳＧ２を制御ユニット４に出力するセンサである。
そして負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のねじ棹２８、２９にサーボモータ１８の回転を伝達し、各ねじ棹２８、２９が同期して回転することによって、クロスヘッド１０がねじ棹２８、２９に沿って昇降する。

クロスヘッド１０には、試験片ＴＰの上端部を把持する上つかみ具２１が付設され、テーブル２６には、試験片ＴＰの下端部を把持する下つかみ具２２が付設される。試験機本体２は、引張試験の際に、試験片ＴＰの両端部を上つかみ具２１及び下つかみ具２２によって把持した状態で、制御ユニット４の制御に従って、クロスヘッド１０を上昇させることによって、試験片ＴＰに試験力Ｆを与える。

制御ユニット４は、統括制御装置３０と、表示装置３２と、試験プログラム実行装置３４と、を備える。
統括制御装置３０は、試験機本体２を中枢的に制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から受信する信号は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２、及び制御や試験に要する適宜の信号等である。
表示装置３２は、統括制御装置３０から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、統括制御装置３０は、引張試験の間、回転測定信号ＳＧ２に基づくクロスヘッド１０の変位を示す変位計測値ＸＤを表示装置３２に表示する。

引張試験プログラム実行装置３４は、引張試験の試験条件といった各種設定パラメータの設定操作や実行指示操作などのユーザー操作を受け付け、統括制御装置３０に出力する機能や、試験力計測値ＦＤのデータを解析する機能などを備えた装置である。
引張試験プログラム実行装置３４はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)等のメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等のストレージ装置と、統括制御装置３０や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータプログラムである引張試験プログラムを実行することで、上述の各種の機能を実現する。

次いで、本実施形態の統括制御装置３０について、更に説明する。統括制御装置３０は、信号入出力ユニット４０と、制御回路ユニット５０と、を備える。
信号入出力ユニット４０は、試験機本体２との間で信号を送受信する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、センサアンプ４２と、カウンタ回路４３と、サーボアンプ４４とを有する。
センサアンプ４２は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
カウンタ回路４３は、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわちサーボモータ１８の回転によって昇降するクロスヘッド１０の変位計測値ＸＤを示す変位測定信号Ａ３を制御回路ユニット５０にデジタル信号で出力する。サーボアンプ４４は、制御回路ユニット５０の制御に従って、サーボモータ１８を制御する装置である。

制御回路ユニット５０は、通信部５１と、フィードバック制御部５２を備える。
制御回路ユニット５０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置と、信号入出力ユニット４０とのインターフェース回路と、引張試験プログラム実行装置３４と通信する通信装置と、表示装置３２を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御回路ユニット５０のプロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶された制御プログラムを実行することで、図１に示す各機能部を実現する。
また、信号入出力ユニット４０のインターフェース回路にはＡ／Ｄ変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号ＳＧ１及び伸び測定信号ＳＧ３がＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット５０は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。

通信部５１は、試験プログラム実行装置３４との間で通信し、試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、引張試験の実行指示や中断指示などを試験プログラム実行装置３４から受信する。また、通信部５１は、試験力測定信号ＳＧ１に基づく試験力計測値ＦＤを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。また、通信部５１は、回転測定信号ＳＧ２に基づく変位計測値ＸＤを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。

フィードバック制御部５２は、試験機本体２のサーボモータ１８をフィードバック制御して引張試験を実行する。フィードバック制御部５２は、サーボモータ１８のフィードバック制御を実行する回路である。
フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合には、フィードバック制御部５２は、例えば、ロードセル１４が出力する試験力計測値ＦＤについて位置制御を実行する。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値ＦＤを試験力目標値ＦＴに一致させるように変位計測値ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。なお、試験力目標値ＦＴは、試験力計測値ＦＤの目標値を示す。

［２．検出装置の構成］
図２は、検出装置２００の構成の一例を示す平面図である。引張試験機１は、検出装置２００を更に備える。図２に示すように、検出装置２００は、試験片ＴＰの歪みεと歪み分布ＤＴとを検出する装置であって、カメラ６と、検出制御装置８とを備える。

試験片ＴＰの特定面ＴＰ１には、一対の標点ＤＰとパターンＰＴＮとが形成されている。特定面ＴＰ１は、試験片ＴＰのカメラ６に近接する側の面を示す。試験片ＴＰのカメラ６に近接する側は、図２では下側を示す。
標点ＤＰは、第１標点ＤＰ１と第２標点ＤＰ２とを含む。第１標点ＤＰ１は、特定面ＴＰ１の上部に配置され、第２標点ＤＰ２は、特定面ＴＰ１の下部に配置される。
標点ＤＰについては、後述にて図７を参照して説明する。パターンＰＴＮについては、後述にて図４を参照して説明する。

カメラ６は、検出制御装置８の指示に従って、パターンＰＴＮの画像を示すパターン画像ＰＮと、標点ＤＰの画像とを含む画像を生成する。
カメラ６は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、及び、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）等のイメージセンサーを備える。パターン画像ＰＮについては、後述にて図４を参照して説明する。

カメラ６の撮影方向Ｃ６は、試験片ＴＰの幅方向の中央を通り、試験片ＴＰの特定面ＴＰ１と直交するようにカメラ６が配置される。試験片ＴＰの幅方向は、図２の左右方向を示す。撮影方向Ｃ６は、カメラ６の撮影範囲の中心を示す。
カメラ６は、引張試験機１によって試験片ＴＰの引張試験を実施している間において、所定時間ΔＴ毎に、パターンＰＴＮの画像を示すパターン画像ＰＮと、標点ＤＰの画像とを生成する。所定時間ΔＴは、例えば、１／３０秒である。換言すれば、カメラ６のフレームレートは、３０ｆｐｓである。

本実施形態では、カメラ６のフレームレートは、３０ｆｐｓであるが、本発明の実施形態はこれに限定されない。カメラ６のフレームレートは、試験片ＴＰの変形速度、及び、試験片ＴＰに形成される格子間隔に応じて決定すればよい。例えば、試験片ＴＰの変形速度が速い程、フレームレートを大きくすることが好ましい。また、例えば、試験片ＴＰに形成される格子間隔が狭い程、フレームレートを大きくすることが好ましい。

検出制御装置８は、図２に示すように、制御部８１と、記憶部８２と、入力部８３と、表示部８４と、通信部８５と、各種の電子回路と、を備えたパーソナルコンピュータで構成される。

制御部８１は、検出装置２００の動作を制御する。また、制御部８１は、制御回路ユニット５０と通信可能に構成され、制御回路ユニット５０からの指示に従って、カメラ６の動作を制御する。制御部８１は、例えば、制御回路ユニット５０からの指示に従って、カメラ６の撮影タイミングを決定する。
制御部８１は、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサ８１Ａと、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリデバイス８１Ｂと、を備える。また、プロセッサ８１Ａがメモリデバイス８１Ｂに記憶された制御プログラムを実行することで、図３に示す各機能部を実現する。

記憶部８２は、ＨＤＤやＳＳＤ等を備える。記憶部８２は、種々の情報を記憶する。
入力部８３は、ユーザーからの操作入力を受け付ける。入力部８３は、例えば、マウス、キーボード等を含む。
表示部８４は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等を備え、種々の画像を表示する。
通信部８５は、制御回路ユニット５０及びカメラ６と通信する。通信部８５は、制御回路ユニット５０からの種々の情報を受信する。通信部８５は、カメラ６によって生成された画像情報を受信する。

なお、検出制御装置８は、パーソナルコンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１つ又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。また、検出制御装置８は、例えば、タブレット端末、又はスマートフォンとして構成されてもよい。
また、検出制御装置８は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等、プログラムされたハードウェアを備えてもよい。また、検出制御装置８は、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）−ＦＰＧＡを備えてもよい。

［３．制御部の構成］
図３は、本実施形態に係る引張試験機１の要部の構成の一例を示す図である。
図３に示すように、制御部８１は、撮像制御部８１１と、第１検出部８１２と、第２検出部８１３と、受付部８１４と、表示制御部８１５と、出力部８１６とを備える。
具体的には、制御部８１のプロセッサ８１Ａが、メモリデバイス８１Ｂに記憶された制御プログラムを実行することによって、撮像制御部８１１、第１検出部８１２、第２検出部８１３、受付部８１４、表示制御部８１５、及び出力部８１６として機能する。
また、制御部８１のプロセッサ８１Ａが、メモリデバイス８１Ｂに記憶された制御プログラムを実行することによって、記憶部８２を、検出結果記憶部８２１として機能させる。

検出結果記憶部８２１は、歪みεの検出結果と歪み分布ＤＴの検出結果とを記憶する。検出結果記憶部８２１は、例えば、引張試験の試験期間内の時間Ｔに対応付けて、歪みεの検出結果と歪み分布ＤＴの検出結果とを記憶する。歪み分布ＤＴの検出結果は、歪み分布画像ＰＤＴを含む。歪み分布画像ＰＤＴは、歪み分布ＤＴを示す画像である。
歪み分布画像ＰＤＴについては、後述にて図７を参照して説明する。
時間Ｔは、「試験開始からの経過時間」の一例に対応する。
検出結果記憶部８２１は、「記憶部」の一例に対応する。

撮像制御部８１１は、試験片ＴＰに形成されたパターンＰＴＮと標点ＤＰの画像とを含む画像をカメラ６に撮像させて、パターンＰＴＮの画像を示すパターン画像ＰＮと、標点ＤＰの画像とを生成させる。撮像制御部８１１は、例えば、制御回路ユニット５０からの指示に従って、パターン画像ＰＮ及び標点ＤＰの画像を生成する。
また、撮像制御部８１１は、所定時間ΔＴ毎にパターン画像ＰＮ及び標点ＤＰの画像を生成する。所定時間ΔＴは、例えば、１／３０秒である。具体的には、引張試験機１が引張試験の実行を開始してから、引張試験の実行を終了するまでの間において、撮像制御部８１１は、所定時間ΔＴ毎にパターン画像ＰＮ及び標点ＤＰの画像を生成する。

第１検出部８１２は、標点ＤＰの画像に基いて、試験片ＴＰの歪みεを検出する。例えば、第１検出部８１２は、以下のようにして、試験片ＴＰの歪みεを検出する。まず、第１検出部８１２は、例えば、標点ＤＰの画像に基いて、試験片ＴＰの標点間距離Ｌを検出する。標点間距離Ｌは、第１標点ＤＰ１と第２標点ＤＰ２との間の距離である。そして、第１検出部８１２は、次の式（１）によって、試験片ＴＰの歪みε（％）を検出する。
ε＝（ＬＮ−Ｌ０）／Ｌ０×１００ （１）
標点間距離Ｌ０は、引張試験を開始する前の標点間距離Ｌを示す。標点間距離ＬＮは、引張試験中の標点間距離Ｌを示す。標点間距離ＬＮは、図７〜図１１に記載する標点間距離Ｌ１〜標点間距離Ｌ５を含む。

なお、本実施形態では、第１検出部８１２が歪みεを検出する場合について説明するが、第１検出部８１２が伸び（＝ＬＮ−Ｌ０）を検出しても良い。また、第１検出部８１２が、伸び及び歪みεを検出しても良い。
また、本実施形態では、第１検出部８１２は、カメラ６による標点ＤＰの画像に基いて標点間距離Ｌを検出する場合について説明するが、第１検出部８１２が掴みタイプの伸び計の検出信号に基づいて標点間距離Ｌを検出しても良い。

第２検出部８１３は、試験片ＴＰの表面に形成されたパターンＰＴＮの画像に基づいて、試験片ＴＰの歪み分布ＤＴを検出する。歪み分布ＤＴの算出方法については、後述にて図４及び図５を参照して説明する。

受付部８１４は、入力部８３を介して、ユーザーからの指示を受け付ける。
受付部８１４は、例えば、試験片ＴＰに対する試験期間内の時間Ｔの指定を受け付ける。また、受付部８１４は、例えば、試験片ＴＰの歪みεの指定を受け付ける。また、受付部８１４は、例えば、試験片に付与する試験力Ｆの指定を受け付ける。
また、受付部８１４は、例えば、縦歪み分布ＤＴ１、横歪み分布ＤＴ２、及びせん断歪み分布ＤＴ３の中から１つの歪み分布ＤＴを受け付ける。縦歪み分布ＤＴ１は、上下方向の歪みの分布を示す。横歪み分布ＤＴ２は、左右方向の歪みの分布を示す。せん断歪み分布ＤＴ３はせん断歪みの分布を示す。
受付部８１４は、「第１受付部」、「第２受付部」、「第３受付部」、及び「第４受付部」の一例に対応する。

表示制御部８１５は、表示部８４に種々の画像を表示する。表示制御部８１５は、例えば、第１検出部８１２の検出結果と、第２検出部８１３の検出結果とを１つの画面に表示する。表示制御部８１５は、例えば、表示部８４に試験結果表示画面７００を表示する。
表示制御部８１５は、「表示部」の一部に対応する。すなわち、表示制御部８１５と表示部８４とが、「表示部」を構成する。
試験結果表示画面７００については、後述にて図６を参照して説明する。

本実施形態では、表示制御部８１５は、第１検出部８１２の検出結果と、第２検出部８１３の検出結果とを１つの画面に表示するが、表示制御部８１５が、第１検出部８１２の検出結果と、第２検出部８１３の検出結果とを互いに対応付けて表示すればよい。例えば、表示部８４が２つのＬＣＤを備え、表示制御部８１５が、１つのＬＣＤに第１検出部８１２の検出結果を表示し、他の１つのＬＣＤに第２検出部８１３の検出結果を表示してもよい。なお、表示制御部８１５は、第１検出部８１２の検出結果と、第２検出部８１３の検出結果とを互いに対応付けて表示する。例えば、表示制御部８１５は、第１検出部８１２の検出結果と、第２検出部８１３の検出結果とを互いに時間的に同期して表示する。換言すれば、表示制御部８１５は、第１検出部８１２の時間Ｔにおける検出結果と、第２検出部８１３の時間Ｔにおける検出結果とを表示する。

出力部８１６は、入力部８３を介して、ユーザーからの指示を受け付け、ユーザーからの指示に基づいて、検出制御装置８と通信可能に接続された端末装置９に、種々の情報を出力する。出力部８１６は、例えば、検出結果記憶部８２１に記憶された歪みε及び試験力Ｆの検出結果と、歪み分布ＤＴの検出結果と、歪み分布画像ＰＤＴとを端末装置９に出力する。
端末装置９は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等で構成される。

本実施形態では、出力部８１６が端末装置９に種々の情報を出力するが、出力部８１６がＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の記録媒体に種々の情報を出力してもよい。

［４．歪み分布の検出方法］
次に、図４及び図５を参照して、試験片ＴＰの縦歪み分布ＤＴ１の検出方法の一例について説明する。
図４は、本実施形態に係るパターン画像ＰＮの一例を示す図である。図４の左側のパターン画像ＰＮ１は、初期状態の試験片ＴＰのパターンＰＴＮの一例を示す。パターンＰＴＮは、格子状のパターンＰＴＮを示す。すなわち、パターン画像ＰＮ１には、正方形状の黒塗り画像Ｑｉｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜８）が左右方向及び上下方向に等間隔で配置されている。
黒塗り画像Ｑｉｊのサイズは、例えば１辺が１ｍｍの正方形である。黒塗り画像Ｑｉｊは、左右方向及び上下方向に、例えば１ｍｍ間隔で配置される。

図４の右側のパターン画像ＰＮ２は、試験片ＴＰが上下方向に伸びた状態におけるパターンＰＴＮの一例を示す。すなわち、パターン画像ＰＮ２には、方形状の黒塗り画像Ｒｉｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜８）が左右方向及び上下方向に略等間隔で配置されている。
図４のｘ軸については、図５を参照して説明する。

図５は、試験片ＴＰの縦歪み分布ＤＴ１の算出方法の一例を示す図である。
図５では、検出制御装置８は、例えば、ｘ軸方向の変位量を算出する。変位量の基準点は、最も下端に位置する黒塗り画像Ｑ１４、又は黒塗り画像Ｒ１４の中心である。すなわち、黒塗り画像Ｒｉ４（ｉ＝２〜ｎ）と黒塗り画像Ｒ１４との間隔を、黒塗り画像Ｑｉ４（ｉ＝２〜ｎ）と黒塗り画像Ｑ１４との間隔とを比較することによって、ｘ軸方向の変位量を算出する。
ｘ軸方向は、試験片ＴＰの長辺方向を示す。

図５の最も上のグラフＧ１１は、ｘ軸方向の輝度値Ｂの変化を正弦波近似したグラフである。グラフＧ１１の横軸は、ｘ軸であり、縦軸は、輝度値Ｂである。黒塗り画像Ｒｉ４では輝度値Ｂが低く、黒塗り画像Ｒｉ４と隣接する黒塗り画像Ｒ（ｉ＋１）４との間では、輝度値Ｂが高い。したがって、ｘ軸方向の輝度値Ｂの変化は、図略の矩形状のグラフで表される。
グラフＧ１１は、黒塗り画像Ｒｉ４と隣接する黒塗り画像Ｒ（ｉ＋１）４との間で、矩形状のグラフを正弦波で近似したグラフである。パターン画像ＰＮが、パターン画像ＰＮ１である場合には、パターン画像ＰＮ１において黒塗り画像Ｑｉ４は、等間隔に形成されているため、グラフＧ１１は、正弦波になる。

図５の上から２番目のグラフＧ１２は、グラフＧ１１の位相φを示すグラフである。グラフＧ１２の横軸は、ｘ軸であり、縦軸は、位相φである。位相φは、−πから＋πまでの間で変化する。したがって、グラフＧ１２は、鋸刃状のグラフになる。すなわち、グラフＧ１２では、ｘ座標の増加に伴って、位相が−πから＋πまで直線状に増加し、位相が＋πに到達した位置で、位相が−πにステップ状に減少する。

本実施形態では、検出制御装置８は、例えば、次の式（２）に示す窓関数フーリエ変換（Ｗｉｎｄｏｗｅｄ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によってグラフＧ１２に示す位相φ（ｘ）を算出する。

なお、窓関数フーリエ変換では、対象座標の周囲を窓関数ｗ（ｘ）により重みをかけた後にフーリエ変換を行い、格子周期の周波数成分を抜き出すことで位相φ（ｘ）を求める。格子周期は、黒塗り画像Ｒｉ４（ｉ＝２〜ｎ）と黒塗り画像Ｒ１４との間隔に対応する。

周波数ｆを（１／Ｎ）と置換し、窓関数ｗ（ｘ）の非ゼロ範囲を（２Ｎ−１）として離散フーリエ変換で位相計算を書き直すと次の式（３）のようになる。

ただし、個数Ｎは、１周期に対応する画素数を示す。個数Ｎは、例えば１０個である。なお、図５の最も上のグラフＧ１１の右端位置に、窓関数ｗを示すグラフＷＤの一例を記載している。
本実施形態では、窓関数ｗ（ｘ）として次の式（４）に示すガウシアン関数を用いる。

ただし、係数σは、ガウシアン窓の裾野の広がりを決める係数である。

式（３）によって得られる位相φは−π〜＋πの間に折りたたまれて、すなわちラッピングされているため、異なる座標について位相φの差分をとると正しい値が得られない場合がある。そこで、式（５）で示すように、位相アンラッピング処理によって位相φが連続的になるように接続する。

位相アンラッピング処理は、−π〜＋πの範囲に折りたたまれた位相φを復元する処理を示す。

図５の最も下側のグラフＧ１３は、図５の上から２番目のグラフＧ１２に対して、位相アンラッピング処理を行った後のグラフを示す。グラフＧ１３の横軸は、ｘ軸であり、縦軸は、位相Φである。グラフＧ１２では、位相φが＋πに到達した位置で位相φが−πにステップ状に減少するが、グラフＧ１３では、位相φのステップ状の変化をさせないように、位相φが＋πから−πに減少する度に、位相φを２×πだけ増加する。その結果，アンラッピングされた位相Φが求められる。グラフＧ１３に示すように、位相Φはｘ座標の増加に伴って直線状に増加する。
アンラッピングされた位相Φの勾配から、次の式（６）により局所的な格子周期Ｐ（ｘ）が得られる。

グラフＧ１４は、パターン画像ＰＮ２に対応する。グラフＧ１４は、グラフＧ１３と比較して傾斜が小さい。すなわち、グラフＧ１３では、位相φが２×πだけ変化するためのｘ軸の座標の差が距離ＬＡであるのに対して、グラフＧ１４では、位相φが２×πだけ変化するためのｘ軸の座標の差が距離ＬＢである。距離ＬＢは、距離ＬＡより大きい。距離ＬＢと距離ＬＡとの差は、変位ΔＬを示す。
このようにして、検出制御装置８は、試験片ＴＰの表面の変位分布を算出することができる。すなわち、次の式（７）によって、縦歪みを示すＳｔｒａｉｎ（ｘ）が求められる。

ただし、格子周期Ｐｂ（ｘ）は、変形前の格子周期を示し、格子周期Ｐａ（ｘ）は、変形後の格子周期を示す。

［５．試験結果表示画面］
図６は、表示部８４に表示される試験結果表示画面７００の一例を示す画面図である。
試験結果表示画面７００は、引張試験の試験中、及び、試験後に、表示制御部８１５によって表示部８４に表示される。
試験結果表示画面７００は、応力歪み曲線表示部７０１と、歪み分布表示部７０２と、時間指定部７０３と、種別選択部７０４と、を含む。

応力歪み曲線表示部７０１は、応力歪み曲線Ｇ２を示すグラフを表示する。グラフの縦軸は、試験力Ｆ（Ｎ）であり、横軸は、歪みε（％）である。試験力Ｆは、図１に示すロードセル１４によって検出される。歪みεは、図３に示す第１検出部８１２によって検出される。
引張試験の試験中には、試験力Ｆ及び歪みεが検出される度に、応力歪み曲線Ｇ２が更新される。すなわち、引張試験の進行に合わせて、応力歪み曲線Ｇ２が更新される。
一方、引張試験の試験後には、試験結果を示す応力歪み曲線Ｇ２が表示される。

指定点ＰＡは、ユーザーが試験力Ｆ又は歪みεを指定する場合に表示される。例えば、ユーザーが指定点ＰＡにカーソルを配置して、マウスをクリックした場合に指定点ＰＡが表示される。
指定点ＰＡに対応する歪みεは、「１．２７６」であり、指定点ＰＡに対応する試験力Ｆは、「２２３９５．５１０」である。
このようにして、受付部８１４は、ユーザーからの指定点ＰＡに対応する歪みε又は試験力Ｆの指定を受け付ける。
なお、図６では、第１検出部８１２の検出結果として試験力Ｆと歪みεとを軸とするグラフを表示する応力歪み曲線表示部７０１を表示する場合について説明したが、伸び計測で用いる他のパラメータを軸としたグラフを表示しても良い。例えば、他のパラメータとして、引張試験の試験期間内の時間Ｔと歪みεとを軸としたグラフを表示する場合には、ユーザーは時間Ｔを指定することによって、対応する歪みεを表示することができる。

歪み分布表示部７０２は、歪み分布画像ＰＤＴを表示する。歪み分布画像ＰＤＴは、第２検出部８１３によって検出された試験片ＴＰの歪み分布ＤＴを示す。
引張試験の試験中には、第２検出部８１３によって歪み分布ＤＴが検出される度に、歪み分布画像ＰＤＴが生成され、歪み分布表示部７０２に表示される。
一方、引張試験の試験後には、受付部８１４が受け付けた時間Ｔ、歪みε、又は試験力Ｆに対応する歪み分布画像ＰＤＴが検出結果記憶部８２１から読み出されて、歪み分布表示部７０２に表示される。歪み分布画像ＰＤＴの表示形式は、等高線表示やヒートマップ表示が好適である。

時間指定部７０３は、ユーザーが試験期間内の時間Ｔの指定する場合に用いられる。時間指定部７０３には、試験期間を示す期間枠７０３Ａと、時間Ｔを示す棒グラフ７０３Ｂと、時間Ｔを示す時間表示部ＴＡと、試験期間を示す試験期間表示部ＴＴとが表示される。
試験期間表示部ＴＴに「０３：２７：７５」と記載されているように、試験期間は「３分２７．７５秒」である。試験期間は、試験の開始から終了までの期間を示す。
時間表示部ＴＡに「００：１７：５９」と記載されているように、時間Ｔは試験開始から「１７．５９秒」後である。棒グラフ７０３Ｂは、時間Ｔが、試験開始から「１７．５９秒」後であることを示す。

ユーザーは、例えば、期間枠７０３Ａ内の棒グラフ７０３Ｂの右端位置にカーソルを配置して、マウスをクリックした場合に時間Ｔが「１７．５９秒」に指定される。
このようにして、受付部８１４は、ユーザーからの時間Ｔの指定を受け付ける。
時間Ｔの指定を受け付けた場合には、応力歪み曲線表示部７０１には、時間Ｔに対応する指定点ＰＡが表示される。
また、時間Ｔに対応する歪み分布画像ＰＤＴが検出結果記憶部８２１から読み出されて、歪み分布表示部７０２に表示される。
なお、第１検出部８１２の検出結果が、例えば、時間Ｔと歪みεとの関係を示すグラフである場合には、ユーザーは棒グラフ７０３Ｂではなく、表示部７０１上にて時間Ｔを指定することができる。

種別選択部７０４は、歪み分布表示部７０２に表示する歪み分布ＤＴの指定を受け付ける場合に用いられる。
ユーザーは、例えば、種別選択部７０４の位置にカーソルを配置して、マウスをクリックした場合に、いわゆる、プルダウンメニューが表示される。プルダウンメニューには、縦歪み分布ＤＴ１、横歪み分布ＤＴ２、及びせん断歪み分布ＤＴ３のいずれかが選択可能に表示される。図６では、縦歪み分布ＤＴ１が選択された状態を示す。
縦歪み分布ＤＴ１が選択された場合には、縦歪み分布ＤＴ１を示す歪み分布画像ＰＤＴが検出結果記憶部８２１から読み出されて、歪み分布表示部７０２に表示される。横歪み分布ＤＴ２が選択された場合には、横歪み分布ＤＴ２を示す歪み分布画像ＰＤＴが検出結果記憶部８２１から読み出されて、歪み分布表示部７０２に表示される。せん断歪み分布ＤＴ３が選択された場合には、せん断歪み分布ＤＴ３を示す歪み分布画像ＰＤＴが検出結果記憶部８２１から読み出されて、歪み分布表示部７０２に表示される。

［６．試験結果の具体例］
次に、図７〜図１１を参照して、引張試験中における歪みεと歪み分布表示部７０２に表示される画像との変化の一例について説明する。
図７〜図１１は、試験片ＴＰの中央に円形の孔ＨＬを有するＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の引張試験を行った場合の試験結果を示す。
図７〜図１１の各々には、応力歪み曲線表示部７０１に表示される応力歪み曲線Ｇ３を示すグラフと、歪み分布表示部７０２に表示される歪み分布画像ＰＤＴとを示している。

図７〜図１１の各々に示す歪み分布画像ＰＤＴには、歪みεの大きさに応じて、ハッチングの濃さが設定されている。
図７〜図１１の各々では、例えば、歪みεが０以上１．３２未満である場合には、歪み分布画像ＰＤＴにハッチングを施さない。歪みεが１．３２以上２．６４未満である場合には、歪み分布画像ＰＤＴに第１濃度のハッチングを施す。歪みεが２．６４以上３．９６未満である場合には、歪み分布画像ＰＤＴに第１濃度よりも濃い第２濃度のハッチングを施す。歪みεが３．９６以上５．２８未満である場合には、歪み分布画像ＰＤＴに第２濃度よりも濃い第３濃度のハッチングを施す。歪みεが５．２８以上６．６未満である場合には、歪み分布画像ＰＤＴに第３濃度よりも濃い第４濃度のハッチングを施す。
以下の説明では、ハッチングが施されていない領域を第1領域と記載し、第１濃度のハッチングが施された領域を第２領域と記載し、第２濃度のハッチングが施された領域を第３領域と記載する。また、第３濃度のハッチングが施された領域を第４領域と記載し、第４濃度のハッチングが施された領域を第５領域と記載する。

図７は、歪みε及び歪み分布画像ＰＤＴの第１例を示す図である。
歪み分布画像ＰＤＴには、第１標点ＤＰ１及び第２標点ＤＰ２の各々に対応する画像が表示されている。標点間距離Ｌ１は、引張試験を開始する前の標点間距離Ｌを示す標点間距離Ｌ０より大きい。第１検出部８１２は、図３を参照して説明した式（１）を用いて、試験片ＴＰの歪みε（％）を検出する。
図８〜図１１の各々には、標点間距離Ｌ２、標点間距離Ｌ３、標点間距離Ｌ４、及び標点間距離Ｌ５を示している。

図７では、歪みεが歪みε１である。歪みε１は、例えば、０．１７％である。
歪み分布画像ＰＤＴ１は、歪みεが歪みε１であるときの歪み分布画像ＰＤＴを示す。歪み分布画像ＰＤＴ１では、全領域が第1領域であるすなわち、試験片ＴＰの全領域において、歪みεは、１．３３２未満である。

図８は、歪みε及び歪み分布画像ＰＤＴの第２例を示す図である。
図８では、歪みεが歪みε２である。歪みε２は、例えば、０．８５％である。
歪み分布画像ＰＤＴ２は、歪みεが歪みε２であるときの歪み分布画像ＰＤＴを示す。歪み分布画像ＰＤＴ２では、第1領域の中に、第２領域が散在している。すなわち、試験片ＴＰの一部の領域において、歪みεが、１．３３２以上２．６６４未満である。

図９は、歪みε及び歪み分布画像ＰＤＴの第３例を示す図である。
図９では、歪みεが歪みε３である。歪みε３は、例えば、１．６５％である。
歪み分布画像ＰＤＴ３は、歪みεが歪みε３であるときの歪み分布画像ＰＤＴを示す。歪み分布画像ＰＤＴ３では、第１領域の中に、第２領域と、第３領域とが散在している。特に、孔ＨＬの周囲に放射状に４つの帯状の第３領域が存在する。４つの帯状の第３領域の各々は、孔ＨＬの外周から右上方向、右下方向、左上方向、及び左下方向に延びる。４つの第３領域のうち互いに隣接する帯状の第３領域は、略９０度をなす。
４つの帯状の第３領域の歪みεは、２．６６４以上３．９９６未満である。すなわち、４つの帯状の第３領域には、他の領域と比較して、大きな歪みεが発生している。

図１０は、歪みε及び歪み分布画像ＰＤＴの第４例を示す図である。
図１０では、歪みεが歪みε４である。歪みε４は、例えば、３．１５％である。
歪み分布画像ＰＤＴ４は、歪みεが歪みε４であるときの歪み分布画像ＰＤＴを示す。歪み分布画像ＰＤＴ４では、第３領域の中に、第１領域と、第２領域と、第４領域とが散在している。特に、孔ＨＬの周囲に放射状に４つの帯状の第４領域が存在する。４つの帯状の第４領域の各々は、孔ＨＬの外周から右上方向、右下方向、左上方向、及び左下方向に延びる。４つの第４領域のうち互いに隣接する帯状の第４領域は、略９０度をなす。
４つの帯状の第４領域の歪みεは、３．９９６以上５．３２８未満である。すなわち、４つの帯状の第４領域には、他の領域と比較して、大きな歪みεが発生している。

図１１は、歪みε及び歪み分布画像ＰＤＴの第５例を示す図である。
図１１では、歪みεが歪みε５である。歪みε５は、例えば、４．６５％である。
歪み分布画像ＰＤＴ５は、歪みεが歪みε５であるときの歪み分布画像ＰＤＴを示す。歪み分布画像ＰＤＴ５では、第３領域の中に、第４領域と、第５領域とが散在している。特に、孔ＨＬの周囲に放射状に４つの帯状の第５領域が存在する。４つの帯状の第５領域の各々は、孔ＨＬの外周から右上方向、右下方向、左上方向、及び左下方向に延びる。４つの第５領域のうち互いに隣接する帯状の第５領域は、略９０度をなす。
４つの帯状の第５領域の歪みεは、５．３２８以上６．６６未満である。すなわち、４つの帯状の第５領域には、他の領域と比較して、大きな歪みεが発生している。

以上、図７〜図１１を参照して説明したように、歪みεが、１．６５％以上になると、孔ＨＬの周囲に放射状に、他の領域と比較して、歪みεの大きい４つの帯状の領域が発生することが分かる。このように、歪みεと歪み分布画像ＰＤＴとを１画面に表示して、例えば、歪みεを変化させることによって、歪みεの変化に応じた、試験片ＴＰの歪み分布ＤＴの特徴的な変化に関する知見を獲得することが可能になる。

［７．制御部の処理］
図１２〜図１４は、制御部８１の処理の一例を示すフローチャートである。
図１２は、引張試験を実施中の制御部８１の処理の一例を示すフローチャートである。
図１３及び図１４は、引張試験を実施後の制御部８１の処理の一例を示すフローチャートである。

図１２を参照して、引張試験を実施中の制御部８１の処理について説明する。
まず、ステップＳ１０１において、制御部８１は、制御回路ユニット５０からの情報に基づいて、引張試験機１が引張試験を開始するか否かを判定する。
引張試験機１が引張試験を開始しないと制御部８１が判定した場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）には、処理が待機状態になる。引張試験機１が引張試験を開始すると制御部８１が判定した場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０３に進む。
そして、ステップＳ１０３において、撮像制御部８１１は、試験片ＴＰに形成されたパターンＰＴＮと標点ＤＰの画像とを含む画像をカメラ６に撮像させて、パターンＰＴＮの画像を示すパターン画像ＰＮと、標点ＤＰの画像とを生成させる。
次に、ステップＳ１０５において、第１検出部８１２は、標点ＤＰの画像に基いて、標点間距離Ｌを算出する。
次に、ステップＳ１０７において、第１検出部８１２は、標点間距離Ｌに基づいて、歪みεを検出し、制御部８１は、試験力Ｆを検出する。
次に、ステップＳ１０９において、表示制御部８１５は、歪みε及び試験力Ｆを図６に示す試験結果表示画面７００の応力歪み曲線Ｇ２として表示部８４に表示する。

次に、ステップＳ１１１において、第２検出部８１３は、試験片ＴＰの表面に形成されたパターンＰＴＮの画像に基づいて、試験片ＴＰの歪み分布ＤＴを検出する。
次に、ステップＳ１１３において、制御部８１は、歪み分布ＤＴを示す歪み分布画像ＰＤＴを生成する。
次に、ステップＳ１１５において、表示制御部８１５は、歪み分布画像ＰＤＴを表示部８４に表示する。
次に、ステップＳ１１７において、制御部８１は、歪みε、試験力Ｆ、歪み分布ＤＴ及び歪み分布画像ＰＤＴを時間Ｔに対応付けて検出結果記憶部８２１に記憶する。なお、歪み分布ＤＴは、縦歪み分布ＤＴ１、横歪み分布ＤＴ２、及びせん断歪み分布ＤＴ３を含む。また、歪み分布画像ＰＤＴは、縦歪み分布ＤＴ１を示す画像、横歪み分布ＤＴ２を示す画像、及びせん断歪み分布ＤＴ３を示す画像を含む。
次に、ステップＳ１１９において、制御部８１は、制御回路ユニット５０からの情報に基づいて、引張試験機１が引張試験を終了したか否かを判定する。
引張試験機１が引張試験を終了していないと制御部８１が判定した場合（ステップＳ１１９；ＮＯ）には、処理がステップＳ１０３に戻る。引張試験機１が引張試験を終了したと制御部８１が判定した場合（ステップＳ１１９；ＹＥＳ）には、処理が終了する。

ステップＳ１０７が、「第１検出ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１１１が、「第２検出ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１０９及びステップＳ１１５が、「表示ステップ」の一例に対応する。

図１３及び図１４を参照して、引張試験を実施後の制御部８１の処理について説明する。
なお、図１３及び図１４では、制御部８１が、表示部８４に図６に示す試験結果表示画面７００を表示し、歪み分布ＤＴの静止画像を歪み分布表示部７０２に表示する場合について説明する。
まず、図１３に示すように、ステップＳ２０１において、受付部８１４が、縦歪み分布ＤＴ１、横歪み分布ＤＴ２、及びせん断歪み分布ＤＴ３の中から１つの歪み分布ＤＴを受け付けたか否かを判定する。
１つの歪み分布ＤＴを受け付けていないと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）には、処理が待機状態になる。１つの歪み分布ＤＴを受け付けたと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２０３に進む。
そして、ステップＳ２０３において、受付部８１４は、試験片ＴＰに対する試験期間内の時間Ｔの指定を受け付けたか否かを判定する。

時間Ｔの指定を受け付けていないと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）には、処理がステップＳ２１３に進む。時間Ｔの指定を受け付けたと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２０５に進む。
そして、ステップＳ２０５において、表示制御部８１５は、時間Ｔに対応する歪みε及び試験力Ｆを検出結果記憶部８２１から読み出す。
次に、ステップＳ２０７において、表示制御部８１５は、歪みε及び試験力Ｆに対応する指定点ＰＡを応力歪み曲線表示部７０１に表示する。
次に、ステップＳ２０９において、表示制御部８１５は、時間Ｔに対応する歪み分布画像ＰＤＴを検出結果記憶部８２１から読み出す。なお、歪み分布画像ＰＤＴは、ステップＳ２０１で受け付けた１つの歪み分布ＤＴに対応する。
次に、ステップＳ２１１において、表示制御部８１５は、歪み分布画像ＰＤＴを歪み分布表示部７０２に表示する。その後、処理がステップＳ２１３に進む。

次に、ステップＳ２１３において、受付部８１４は、試験片ＴＰの歪みεの指定を受け付けたか否かを判定する。
試験片ＴＰの歪みεの指定を受け付けていないと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２１３；ＮＯ）には、処理が図１４に示すステップＳ２２３に進む。試験片ＴＰの歪みεの指定を受け付けたと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２１５に進む。
そして、ステップＳ２１５において、表示制御部８１５は、歪みεに対応する試験力Ｆを検出結果記憶部８２１から読み出す。
次に、ステップＳ２１７において、表示制御部８１５は、歪みε及び試験力Ｆに対応する指定点ＰＡを応力歪み曲線表示部７０１に表示する。
次に、ステップＳ２１９において、表示制御部８１５は、歪みεに対応する歪み分布画像ＰＤＴを検出結果記憶部８２１から読み出す。具体的には、表示制御部８１５は、歪みεに対応する時間Ｔを検出結果記憶部８２１から読み出し、時間Ｔに対応する歪み分布画像ＰＤＴを検出結果記憶部８２１から読み出す。なお、歪み分布画像ＰＤＴは、ステップＳ２０１で受け付けた１つの歪み分布ＤＴに対応する。
次に、ステップＳ２２１において、表示制御部８１５は、歪み分布画像ＰＤＴを歪み分布表示部７０２に表示する。その後、処理が図１４のステップＳ２２３に進む。

次に、図１４に示すように、ステップＳ２２３において、受付部８１４は、試験力Ｆの指定を受け付けたか否かを判定する。
試験力Ｆの指定を受け付けていないと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２２３；ＮＯ）には、処理がステップＳ２３３に進む。試験力Ｆの指定を受け付けたと受付部８１４が判定した場合（ステップＳ２２３；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２２５に進む。
そして、ステップＳ２２５において、表示制御部８１５は、試験力Ｆに対応する歪みεを検出結果記憶部８２１から読み出す。
次に、ステップＳ２２７において、表示制御部８１５は、歪みε及び試験力Ｆに対応する指定点ＰＡを応力歪み曲線表示部７０１に表示する。
次に、ステップＳ２２９において、表示制御部８１５は、試験力Ｆに対応する歪み分布画像ＰＤＴを検出結果記憶部８２１から読み出す。具体的には、表示制御部８１５は、試験力Ｆに対応する時間Ｔを検出結果記憶部８２１から読み出し、時間Ｔに対応する歪み分布画像ＰＤＴを検出結果記憶部８２１から読み出す。なお、歪み分布画像ＰＤＴは、ステップＳ２０１で受け付けた１つの歪み分布ＤＴに対応する。
次に、ステップＳ２３１において、表示制御部８１５は、歪み分布画像ＰＤＴを歪み分布表示部７０２に表示する。その後、処理がステップＳ２３３に進む。
そして、ステップＳ２３３において、制御部８１は、ユーザーからの指示に基づいて、試験結果表示画面７００の表示部８４への表示を終了するか否かを判定する。
試験結果表示画面７００の表示部８４への表示を終了しないと制御部８１が判定した場合（ステップＳ２３３；ＮＯ）には、処理が図１３のステップＳ２０１に戻る。試験結果表示画面７００の表示部８４への表示を終了すると制御部８１が判定した場合（ステップＳ２３３；ＹＥＳ）には、処理が終了する。

図１３及び図１４を参照して説明したように、試験結果に含まれるパラメータを指定することによって、指定されたパラメータに対応する第１検出部８１２による検出結果と、指定されたパラメータに対応する第２検出部８１３による検出結果とが１つの画面に表示される。したがって、ユーザーは、定量的な計測結果である標点間計測の結果と、試験片ＴＰの位置情報毎の定性的な計測結果である歪み分布計測の結果とを対応付けて確認することができる。

［８．態様と効果］
上述した実施形態及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）
一態様に関わる材料試験機は、試験片を変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機であって、前記試験片の標点間距離を測定することによって、前記試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出部と、前記試験片の表面に形成されたパターンの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布を検出する第２検出部と、前記第１検出部の検出結果と、前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する表示部とを備える。

第１項に記載の材料試験機によれば、試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方の検出結果と、試験片の歪み分布の検出結果とを互いに対応付けて表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第２項）
第１項に記載の材料試験機において、前記表示部は、前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、試験開始からの経過時間に対応付けて表示する。

第２項に記載の材料試験機によれば、前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、試験開始からの経過時間に対応付けて表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第３項）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、試験開始からの経過時間に対応付けて記憶する記憶部を備える。

第３項に記載の材料試験機によれば、記憶部は、前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、試験開始からの経過時間に対応付けて記憶する。
したがって、前記表示部は、前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、容易に互いに対応付けて表示できる。

（第４項）
第１項から第３項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記表示部は、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とを、１つの画面に表示する。

第４項に記載の材料試験機によれば、前記表示部は、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とを、１つの画面に表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第５項）
第１項から第４項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記試験片に対する試験期間内の時間の指定を受け付ける第１受付部を備え、前記表示部は、前記第１受付部が受け付けた時間に対応する前記第１検出部の検出結果と、前記受付部が受け付けた時間に対応する前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する。

第５項に記載の材料試験機によれば、受け付けた時間に対応する、試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方の検出結果と、試験片の歪み分布の検出結果とを互いに対応付けて表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第６項）
第１項から第５項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記第１検出部によって検出された前記試験片の伸び又は歪みの指定を受け付ける第２受付部を備え、前記表示部は、前記受付部が受け付けた伸び又は歪みに対応する前記第２検出部の検出結果を表示する。

第６項に記載の材料試験機によれば、受け付けた伸び又は歪みに対応する試験片の歪み分布の検出結果を表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第７項）
第１項から第６項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記試験片に付与する試験力を検出する第３検出部と、前記第３検出部によって検出された前記試験力の指定を受け付ける第３受付部と、を備え、前記表示部は、前記第３受付部が受け付けた試験力に対応する前記第１検出部の検出結果と、前記受付部が受け付けた時間に対応する前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する。

第７項に記載の材料試験機によれば、受け付けた試験力に対応する、試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方の検出結果と、試験片の歪み分布の検出結果とを互いに対応付けて表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第８項）
第１項から第７項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記第１検出部の検出結果は、前記試験片の歪み、前記試験片の伸び、前記試験片に付与する試験力、及び試験開始からの経過時間のうちの２つを、縦軸及び横軸とするグラフである。

第８項に記載の材料試験機によれば、前記表示部は、前記第１検出部の検出結果として、前記試験片の歪み、前記試験片の伸び、前記試験片に付与する試験力、及び試験開始からの経過時間のうちの２つを、縦軸及び横軸とするグラフを表示する。
例えば、図６の試験結果表示画面７００の応力歪み曲線表示部７０１に示すように、縦軸は試験力Ｆ（Ｎ）であり、横軸は歪みε（％）である応力歪み曲線Ｇ２を表示できる。したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第９項）
第１項から第８項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記第２検出部の検出結果は、前記試験片の歪分布の等高線グラフである。

第９項に記載の材料試験機によれば、前記表示部は、前記第２検出部の検出結果として、前記試験片の歪分布の等高線グラフを表示する。
例えば、図７〜図１１の歪み分布画像ＰＤＴに示すように、試験片ＴＰの歪分布の等高線グラフを表示できる。したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第１０項）
第１項から第９項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記試験片の歪み分布は、縦歪み分布、横歪み分布、及びせん断歪み分布を含み、前記表示部は、前記第２検出部の検出結果として、前記縦歪み分布、前記横歪み分布、及び前記せん断歪み分布の少なくとも１つを表示する。

第１０項に記載の材料試験機によれば、第２検出部の検出結果として、縦歪み分布、横歪み分布、及びせん断歪み分布の少なくとも１つを表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第１１項）
第１０項に記載の材料試験機において、前記縦歪み分布、前記横歪み分布、及び前記せん断歪み分布の中から１つの歪み分布を受け付ける第４受付部を備え、前記表示部は、前記第２検出部の検出結果として、前記第４受付部が受け付けた１つの歪み分布を表示する。

第１１項に記載の材料試験機によれば、縦歪み分布、横歪み分布、及びせん断歪み分布の中から受け付けた１つの歪み分布を表示する。
したがって、ユーザーが所望する情報を提供できる。

（第１２項）
第１項から第１１項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記材料試験機は、端末装置と通信可能に接続され、前記第１検出部の検出結果を示す情報と、前記第２検出部の検出結果を示す情報とを、前記試験片に対する試験期間内の時間を示す情報に対応付けて、前記端末装置に出力する出力部を備える。

第１２項に記載の材料試験機によれば、試験片に対する試験期間内の時間を示す情報に対応付けて、第１検出部の検出結果を示す情報と、第２検出部の検出結果を示す情報とを端末装置に出力する。
したがって、ユーザーが所望する情報を端末装置に出力できる。

（第１３項）
一態様に関わる材料試験機における表示方法は、試験片を変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機における表示方法であって、前記試験片の標点間距離を測定することによって、前記試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出ステップと、前記試験片の表面に形成されたパターンの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布を検出する第２検出ステップと、前記第１検出ステップでの検出結果と、前記第２検出ステップでの検出結果とを互いに対応付けて表示する表示ステップと、を含む。

第１３項に記載の材料試験機における表示方法によれば、第１項に記載の材料試験機と同様の効果を奏する。

［９．その他の実施形態］
なお、本実施形態に係る検出装置２００は、あくまでも本発明に係る材料試験機の態様の例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形および応用が可能である。
例えば、本実施形態では、材料試験機が引張試験機１である場合について説明したが、これに限定されない。材料試験機が試験片ＴＰに試験力を付与し、試験片ＴＰを変形させて材料試験を行えばよい。例えば、材料試験機が、圧縮試験機、曲げ試験機、又はねじり試験機でもよい。また、例えば、材料試験機が、疲労試験機、又は環境試験機でもよい。

また、本実施形態では、試験片ＴＰに円形状の孔ＨＬが形成されている場合について説明するが、これに限定されない。試験片ＴＰに孔が形成されていなくてもよいし、試験片ＴＰに別の形状の孔が形成されていてもよい。

また、本実施形態では、パターンＰＴＮが格子状に形成されているが、これに限定されない。例えば、パターンＰＴＮが千鳥状に形成されてもよい。
また、本実施形態では、パターンＰＴＮに正方形状の黒塗り画像Ｑｉｊが配置されるが、これに限定されない。例えば、パターンＰＴＮに円形状、又は菱形状の画像が配置されてもよい。
また、本実施形態では、パターンＰＴＮに黒塗り画像Ｑｉｊが配置されるが、これに限定されない。例えば、パターンＰＴＮに青色画像、赤色画像、又は緑色画像が配置されてもよい。

また、本実施形態では、検出制御装置８が、撮像制御部８１１、第１検出部８１２、第２検出部８１３、受付部８１４、表示制御部８１５、出力部８１６、及び検出結果記憶部８２１として機能する場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。制御回路ユニット５０が、撮像制御部８１１、第１検出部８１２、第２検出部８１３、受付部８１４、表示制御部８１５、出力部８１６、及び検出結果記憶部８２１のうちの少なくとも１つとして機能してもよい。例えば、制御回路ユニット５０が、撮像制御部８１１、第１検出部８１２、第２検出部８１３、受付部８１４、表示制御部８１５、出力部８１６、及び検出結果記憶部８２１として機能してもよい。

また、図３に示した各機能部は機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、或いは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。

また、図１２〜図１４に示すフローチャートの処理単位は、検出制御装置８の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。図１２〜図１４のフローチャートに示す処理単位の分割の仕方や名称によって制限されることはなく、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできるし、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。

また、引張試験機１における表示方法は、検出制御装置８が備えるプロセッサ８１Ａに、引張試験機１における表示方法に対応した制御プログラムを実行させることで実現できる。また、この制御プログラムは、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体に記録しておくことも可能である。記録媒体としては、磁気的、光学的記録媒体又は半導体メモリデバイスを用いることができる。具体的には、フレキシブルディスク、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、カード型記録媒体等の可搬型、或いは固定式の記録媒体が挙げられる。また、記録媒体は、画像処理装置が備える内部記憶装置であるＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の不揮発性記憶装置であってもよい。また、引張試験機１における表示方法に対応した制御プログラムをサーバー装置等に記憶させておき、サーバー装置から検出制御装置８に、制御プログラムをダウンロードすることで引張試験機１における表示方法を実現することもできる。

１ 引張試験機（材料試験機）
２ 試験機本体
４ 制御ユニット
６ カメラ
１０ クロスヘッド
１２ 負荷機構
１４ ロードセル
１８ サーボモータ
２０ ロータリエンコーダ
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２６ テーブル
２８、２９ ねじ棹
３０ 統括制御装置
３２ 表示装置
３４ 試験プログラム実行装置
４０ 信号入出力ユニット
４２ センサアンプ
４３ カウンタ回路
４４ サーボアンプ
５０ 制御回路ユニット
２００ 検出装置
７００ 試験結果表示画面
７０１ 応力歪み曲線表示部
７０２ 歪み分布表示部
７０３ 時間指定部
７０４ 種別選択部
８ 検出制御装置
８１ 制御部
８１Ａ プロセッサ
８１Ｂ メモリデバイス
８２ 記憶部
８３ 入力部
８４ 表示部
８５ 通信部
８１１ 撮像制御部
８１２ 第１検出部
８１３ 第２検出部
８１４ 受付部（第１受付部、第２受付部、第３受付部、第４受付部）
８１５ 表示制御部（表示部）
８１６ 出力部
８２１ 検出結果記憶部
ＤＰ 標点
ＤＰ１ 第１標点
ＤＰ２ 第２標点
ＤＴ 歪み分布
ＤＴ１ 縦歪み分布
ＤＴ２ 横歪み分布
ＤＴ３ せん断歪み分布
Ｆ 試験力
ＨＬ 孔
ＰＡ 指定点
ＰＮ、ＰＮ１、ＰＮ２ パターン画像
ＰＴＮ パターン
ＴＰ 試験片
ε 歪み

Claims (13)

1. 試験片を変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機であって、
   前記試験片の標点間距離を測定することによって、前記試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出部と、
   前記試験片の表面に形成されたパターンの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布を検出する第２検出部と、
   前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する表示部とを備える、材料試験機。
2. 前記表示部は、前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、試験開始からの経過時間に対応付けて表示する、請求項１に記載の材料試験機。
3. 前記第１検出部の検出結果、及び前記第２検出部の検出結果の各々を、試験開始からの経過時間に対応付けて記憶する記憶部を備える、請求項１又は請求項２に記載の材料試験機。
4. 前記表示部は、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とを、１つの画面に表示する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の材料試験機。
5. 前記試験片に対する試験期間内の時間の指定を受け付ける第１受付部を備え、
   前記表示部は、前記第１受付部が受け付けた時間に対応する前記第１検出部の検出結果と、前記受付部が受け付けた時間に対応する前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の材料試験機。
6. 前記第１検出部によって検出された前記試験片の伸び又は歪みの指定を受け付ける第２受付部を備え、
   前記表示部は、前記受付部が受け付けた伸び又は歪みに対応する前記第２検出部の検出結果を表示する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の材料試験機。
7. 前記試験片に付与する試験力を検出する第３検出部と、
   前記第３検出部によって検出された前記試験力の指定を受け付ける第３受付部と、
   を備え、
   前記表示部は、前記第３受付部が受け付けた試験力に対応する前記第１検出部の検出結果と、前記受付部が受け付けた時間に対応する前記第２検出部の検出結果とを互いに対応付けて表示する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の材料試験機。
8. 前記第１検出部の検出結果は、前記試験片の歪み、前記試験片の伸び、前記試験片に付与する試験力、及び試験開始からの経過時間のうちの２つを、縦軸及び横軸とするグラフである、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の材料試験機。
9. 前記第２検出部の検出結果は、前記試験片の歪分布の等高線グラフである、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の材料試験機。
10. 前記試験片の歪み分布は、縦歪み分布、横歪み分布、及びせん断歪み分布を含み、
    前記表示部は、前記第２検出部の検出結果として、前記縦歪み分布、前記横歪み分布、及び前記せん断歪み分布の少なくとも１つを表示する、請求項１から請求項９のいずれか1項に記載の材料試験機。
11. 前記縦歪み分布、前記横歪み分布、及び前記せん断歪み分布の中から１つの歪み分布を受け付ける第４受付部を備え、
    前記表示部は、前記第２検出部の検出結果として、前記第４受付部が受け付けた１つの歪み分布を表示する、請求項１０に記載の材料試験機。
12. 前記材料試験機は、端末装置と通信可能に接続され、
    前記第１検出部の検出結果を示す情報と、前記第２検出部の検出結果を示す情報とを、前記試験片に対する試験期間内の時間を示す情報に対応付けて、前記端末装置に出力する出力部を備える、請求項１から請求項１１のいずれか1項に記載の材料試験機。
13. 試験片を変形させて、前記試験片の材料の機械的特性を測定する材料試験機における表示方法であって、
    前記試験片の標点間距離を測定することによって、前記試験片の伸び及び歪みの少なくとも一方を検出する第１検出ステップと、
    前記試験片の表面に形成されたパターンの画像に基づいて、前記試験片の歪み分布を検出する第２検出ステップと、
    前記第１検出ステップでの検出結果と、前記第２検出ステップでの検出結果とを互いに対応付けて表示する表示ステップと、
    を含む、材料試験機における表示方法。

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