JP2674239B2 - Extensometer - Google Patents

Extensometer

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JP2674239B2
JP2674239B2 JP25092989A JP25092989A JP2674239B2 JP 2674239 B2 JP2674239 B2 JP 2674239B2 JP 25092989 A JP25092989 A JP 25092989A JP 25092989 A JP25092989 A JP 25092989A JP 2674239 B2 JP2674239 B2 JP 2674239B2
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JP
Japan
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pair
test piece
levers
displacement
lever
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英雄 増瀬
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Shimadzu Corp
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、撚り線など負荷によりねじれが生ずる試験
片の標点間変位を測定する伸び計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to an extensometer for measuring the displacement between gauge marks of a test piece which is twisted by a load such as a twisted wire.

B.従来の技術 従来から知られている伸び計は、試験片の一対の標点
にそれぞれ取付けられる一対のレバーを有し、試験片の
伸びに応じた両レバーの相対変位を変位検出器(検出手
段)により検出して試験片の標点間変位を得る。
B. Conventional Technology Conventionally known extensometers have a pair of levers attached to a pair of gauge marks on a test piece, respectively, and a relative displacement of both levers according to the elongation of the test piece is detected by a displacement detector ( It is detected by the detection means) to obtain the displacement between the gauge marks of the test piece.

C.発明が解決しようとする課題 ところで、試験片が例えば糸状の部材を撚り合わせて
成るもの(以下、撚り線状試験片と呼ぶ)の場合、引張
荷重を与えることにより試験片にねじれが生じ、このた
め標点に固定された一対のレバーが互いに逆方向に回転
しようとする。しかしながら、一対のレバーは変位検出
器を介して互いに接続されているので回転不能であり、
このため試験片のねじれによってレバーに無理な力が加
わって正確な変位量が検出できないという問題がある。
また、特に上記試験片のねじれが大きい場合には、レバ
ーが試験片から外れてしまうこともある。
C. Problems to be Solved by the Invention By the way, when the test piece is, for example, one formed by twisting thread-like members (hereinafter referred to as a twisted wire test piece), twisting occurs in the test piece by applying a tensile load. Therefore, the pair of levers fixed to the gauge point try to rotate in opposite directions. However, since the pair of levers are connected to each other via the displacement detector, they cannot rotate.
For this reason, there is a problem in that an unreasonable force is applied to the lever due to the twist of the test piece and an accurate displacement amount cannot be detected.
Further, especially when the test piece has a large twist, the lever may be disengaged from the test piece.

本発明の技術的課題は、試験片がねじれても正確にそ
の標点間変位を測定できるようにすることにある。
A technical object of the present invention is to make it possible to accurately measure the displacement between gauge marks even if the test piece is twisted.

D.課題を解決するための手段 本発明に係る伸び計は、試験片の一対の標点にそれぞ
れ取付けられる一対のレバーと、試験片のねじれに応じ
て上記一対のレバーと一体に負荷軸を中心としてそれぞ
れ回転可能に支持されるとともに、試験片の伸びに応じ
て一対のレバーとそれぞれ相対変位可能な一対の回転部
材と、一対の回転部材と一対のレバーとの相対変位をそ
れぞれ検出する検出手段とを備え、これにより上記技術
的課題を解決する。
D. Means for Solving the Problems The extensometer according to the present invention has a pair of levers attached to a pair of gauges of a test piece, respectively, and a load shaft integrally with the pair of levers according to the twist of the test piece. Detection that detects the relative displacement between the pair of levers and the pair of rotating members, which are rotatably supported as a center and are capable of relative displacement with the pair of levers according to the elongation of the test piece. And means for solving the above technical problems.

E.作用 負荷時に試験片にねじれが発生すると、これに応じて
一対のレバーと一対の回転部材とがそれぞれ一体に負荷
軸を中心として回転する。したがってレバーに無理な力
が働くことがない。試験片の伸びに応じて一対のレバー
と回転部材とが相対変位し、一対の検出手段はその相対
変位をそれぞれ検出する。これらの検出結果から試験片
の標点間変位が得られる。
E. Action When the test piece is twisted during loading, the pair of levers and the pair of rotating members rotate in unison with the load shaft. Therefore, no excessive force acts on the lever. The pair of levers and the rotating member are displaced relative to each other according to the elongation of the test piece, and the pair of detection means detect the relative displacements. The displacement between the gauge marks of the test piece can be obtained from these detection results.

F.実施例 第1図および第2図により本発明の一実施例を説明す
る。
F. Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

第1図は本発明に係る伸び計の構成を示す正面図であ
る。テーブル1には一対のねじ棹2が立設され、このね
じ棹2にクロスヘッド3が螺合貫通されている。このク
ロスヘッド3の下面に取付けられた負荷ロッド(負荷
軸)4およびテーブル1上に取付けられた固定ロッド5
には、一対のつかみ具6,7がそれぞれ連結され、各つか
み具6,7に上述した撚り線状試験片TPの両端が把持され
る。
FIG. 1 is a front view showing the configuration of the extensometer according to the present invention. A pair of screw rods 2 are erected on the table 1, and a cross head 3 is screwed through the screw rods 2. A load rod (load shaft) 4 attached to the lower surface of the crosshead 3 and a fixed rod 5 attached to the table 1.
A pair of grips 6, 7 are respectively connected to the grips, and both ends of the above-mentioned twisted-wire test piece TP are gripped by the grips 6, 7.

試験片TPの上下一対の標点には、伸び計10を構成する
上下レバー11,12の一端ががクリップ21,22によりそれぞ
れ取付けられる。伸び計10は、この上下レバー11,12
と、負荷ロッド4に回転可能に支持された一対のエンコ
ーダ取付板(回転部材)13,14と、このエンコーダ取付
板13,14の一端にそれぞれ固着された一対のエンコーダ1
5,16とを有する。
To the pair of upper and lower gauge marks of the test piece TP, one ends of upper and lower levers 11 and 12 constituting the extensometer 10 are attached by clips 21 and 22, respectively. The extensometer 10 is the upper and lower levers 11,12.
, A pair of encoder mounting plates (rotating members) 13 and 14 rotatably supported by the load rod 4, and a pair of encoders 1 fixed to one ends of the encoder mounting plates 13 and 14, respectively.
With 5,16 and.

エンコーダ取付板13,14の下面に設けられたガイド筒1
3a,14aには、上下レバー11,12の上面に立設されたガイ
ド軸11a,12aがそれぞれ挿入されており、したがってエ
ンコーダ取付板13とレバー11およびエンコーダ取付板14
とレバー12とはそれぞれ一体に回転可能である。またレ
バー11,12の自由端側に一端がそれぞれ取付けられたワ
イヤ17,18は、エンコーダ取付板13,14に回転可能に支承
されたエンコーダ15,16に巻回わされ、他端に重り23,24
が取付けられている。エンコーダ取付板13,14の他端に
もバランスをとるための重り25,26が取付けられる。エ
ンコーダ15,16は、レバー11,12とエンコーダ取付板13,1
4との相対変位に伴うワイヤ17,18の移動量に応じた数の
パルス信号を出力する。
Guide tube 1 provided on the bottom surface of the encoder mounting plates 13 and 14
Guide shafts 11a and 12a, which are erected on the upper surfaces of the upper and lower levers 11 and 12, are inserted into 3a and 14a, respectively, and therefore the encoder mounting plate 13, the lever 11 and the encoder mounting plate 14 are inserted.
The lever 12 and the lever 12 can rotate together. Wires 17 and 18, one ends of which are respectively attached to the free ends of the levers 11 and 12, are wound around encoders 15 and 16 that are rotatably supported by encoder mounting plates 13 and 14, and weights 23 are attached to the other ends. ,twenty four
Is installed. Weights 25, 26 for balancing are also attached to the other ends of the encoder mounting plates 13, 14. Encoders 15 and 16 have levers 11 and 12 and encoder mounting plates 13 and 1
The number of pulse signals corresponding to the amount of movement of the wires 17 and 18 due to the relative displacement with respect to 4 is output.

第2図は制御系のブロック図を示し、エンコーダ15,1
6の出力パルス信号は、波形整形回路31,32で波形整形さ
れ、逓倍回路33,34で所定の周波数に逓倍された後、カ
ウンタ35,36に入力される。カウンタ35,36は、入力され
たパルス信号を計数し、その計数結果をCPU37に入力す
る。CPU37にはまた、表示回路38が接続されるととも
に、D/Aコンバータ39を介して記録回路40が接続されて
いる。
FIG. 2 shows a block diagram of the control system, and encoders 15 and 1
The output pulse signal of 6 is waveform shaped by the waveform shaping circuits 31 and 32, multiplied by a predetermined frequency by the multiplying circuits 33 and 34, and then input to the counters 35 and 36. The counters 35 and 36 count the input pulse signals and input the counting result to the CPU 37. A display circuit 38 is also connected to the CPU 37, and a recording circuit 40 is connected via a D / A converter 39.

次に、実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the embodiment will be described.

試験を行なうに当り、撚り線状試験片TPの両端をつか
み具6,7に把持させ、次いで試験片TPの上下一対の標点
にレバー11,12の一端をクリップ21,22により取付ける。
その後、一対のねじ棹2を回転させてクロスヘッド3を
上昇させると、試験片TPに引張荷重が働き、試験片TPが
伸びる。ここで、試験片TPは撚り線状であるため伸びる
につれてねじれが生じ、このため標点に取付けられた上
下一対のレバー11,12が互いに逆方向に回転する。レバ
ー11,12のガイド軸11a,12aは、エンコーダ取付板13,14
のガイド筒13a,14aに挿入されているので、エンコーダ
取付板13,14は、負荷ロッド4を中心としてレバー11,12
と一体に回転する。したがってエンコーダ15,16もレバ
ー11,12と一体に回転する。
In conducting the test, both ends of the stranded wire test piece TP are held by the grippers 6 and 7, and then one ends of the levers 11 and 12 are attached to the pair of upper and lower gauge points of the test piece TP by the clips 21 and 22, respectively.
After that, when the pair of screw rods 2 are rotated to raise the crosshead 3, a tensile load acts on the test piece TP and the test piece TP extends. Here, since the test piece TP is in the form of a stranded wire, twisting occurs as it extends, so that the pair of upper and lower levers 11 and 12 attached to the gauge point rotate in mutually opposite directions. Guide shafts 11a and 12a of levers 11 and 12 are encoder mounting plates 13 and 14
Since it is inserted in the guide cylinders 13a, 14a of the encoder mounting plates 13, 14, the encoder mounting plates 13, 14 have levers 11, 12 centered on the load rod 4.
And rotate together. Therefore, the encoders 15 and 16 also rotate integrally with the levers 11 and 12.

一方、試験片TPの伸びに応じて一対の標点の位置が変
位し、ガイド軸11a,12aがガイド筒13a,14a内をそれぞれ
摺動することによりエンコーダ取付板13とレバー11およ
びエンコーダ取付板14とレバー12とが試験片TPの伸びに
応じてそれぞれ相対変位する。これに応じてワイヤ17,1
8がその変位に応じた量だけそれぞれ移動し、エンコー
ダ15,16は、その移動量に応じた数のパルス信号をそれ
ぞれ出力する。
On the other hand, the positions of the pair of gauges are displaced according to the elongation of the test piece TP, and the guide shafts 11a and 12a slide in the guide cylinders 13a and 14a, respectively, so that the encoder mounting plate 13, the lever 11 and the encoder mounting plate 14 and the lever 12 are displaced relative to each other according to the elongation of the test piece TP. Wires 17,1 accordingly
8 moves by an amount corresponding to the displacement, and the encoders 15 and 16 respectively output the pulse signals of the number corresponding to the moving amount.

このパルス信号は、上述したように波形整形回路31,3
2でそれぞれ波形整形され、逓倍回路33,34で所定の周波
数に逓倍されてカウンタ35,36に入力され、カウンタ35,
36は入力されるパルス信号の数をそれぞれ計数してその
計数数結果N1,N2をCPU37に入力する。CPU37は、 ΔN=N1−N2 によりN1とN2との偏差ΔNを逐次演算する。N1,N2は、
それぞれレバー11,12とエンコーダ取付板13,14との相対
変位に依存しているので、この偏差ΔNは、試験片TPの
標点間変位に依存することになる。
This pulse signal is generated by the waveform shaping circuits 31, 3 as described above.
The waveform is shaped in 2 respectively, multiplied by a predetermined frequency in the multiplying circuits 33, 34 and input to the counters 35, 36.
36 counts the number of input pulse signals respectively and inputs the count results N1, N2 to the CPU 37. The CPU 37 sequentially calculates the deviation ΔN between N1 and N2 by ΔN = N1−N2. N1 and N2 are
Since it depends on the relative displacement between the levers 11 and 12 and the encoder mounting plates 13 and 14, respectively, this deviation ΔN depends on the displacement between the reference points of the test piece TP.

CPU37は、この偏差ΔNから標点間変位を逐次求め、
表示回路38を介してその演算結果を不図示の表示計にて
デジタル表示せしめる。また得られた標点間変位ΔN
は、D/A変換器39でアナログ信号に変換された後、記録
回路40に出力され、記録回路40は、例えば不図示の記録
計によりその標点間変位をアナログ的に記録する。
The CPU 37 sequentially obtains the gauge length displacement from this deviation ΔN,
The calculation result is digitally displayed on a display meter (not shown) via the display circuit 38. The obtained gauge displacement ΔN
Is converted into an analog signal by the D / A converter 39, and then output to the recording circuit 40. The recording circuit 40 records the displacement between the gauge marks in an analog manner by, for example, a recorder (not shown).

以上によれば、試験片TPのねじれに応じてレバー11,1
2がエンコーダ取付板13,14、と一体に回転するので、レ
バー11,12に無理な力が作用することなく、レバー11と
エンコーダ取付板13との相対変位量(上部標点の変位
量)およびレバー12とエンコーダ取付板14との相対変位
量(下部標点の変位量)をそれぞれ正確に検出すること
ができ、これにより試験片TPの標点間変位を正確に求め
ることができる。
Based on the above, the lever 11,1
Since 2 rotates integrally with encoder mounting plates 13 and 14, the relative displacement between lever 11 and encoder mounting plate 13 (displacement of the upper gauge point) without applying excessive force to levers 11 and 12. The relative displacement amount between the lever 12 and the encoder mounting plate 14 (the displacement amount of the lower gauge point) can be accurately detected, respectively, and thus the gauge displacement of the test piece TP can be accurately obtained.

なお以上では、各レバー11,12と回転部材(エンコー
ダ取付板)13,14とのそれぞれの相対変位量をエンコー
ダ15,16によって検出するようにしたが、エンコーダ15,
16に代えて、例えば上述のガイド軸11a,12aとガイド筒1
3a,14aでリニアスケールを構成し、これにより上記相対
変位量を検出するようにしてもよい。この場合には、レ
バーのねじれを回転部材に伝達する手段と上記検出手段
とが兼用されることになる。
In the above description, the relative displacements of the levers 11 and 12 and the rotating members (encoder mounting plates) 13 and 14 are detected by the encoders 15 and 16, respectively.
Instead of 16, for example, the guide shafts 11a and 12a and the guide tube 1 described above.
A linear scale may be configured by 3a and 14a, and the relative displacement amount may be detected by this. In this case, the means for transmitting the twist of the lever to the rotating member also serves as the detecting means.

また第3図に示すように、検出手段として差動トラン
ス50を用いてもよい。この場合には、回転部材13,14の
上部にそれぞれコイル51を設置し、レバー11,12の上部
にそれぞれ鉄心52を立設させ、鉄心52をコイル51内部に
挿入させればよい。この場合、鉄心がコイル52に接触し
ないように、鉄心52が貫通する回転部材13,14の孔13b,1
4bと鉄心51との径を略同一とする必要がある。
Further, as shown in FIG. 3, a differential transformer 50 may be used as the detecting means. In this case, the coils 51 may be installed above the rotating members 13 and 14, the iron cores 52 may be provided upright above the levers 11 and 12, and the iron cores 52 may be inserted into the coils 51. In this case, the holes 13b, 1 of the rotating members 13, 14 through which the iron core 52 penetrates so that the iron core does not contact the coil 52.
The diameters of 4b and the iron core 51 need to be substantially the same.

G.発明の効果 本発明は以上のように構成したから、撚り線状試験片
を試験する際、試験片がねじれても、レバーと回転部材
が一体に回転し、これによりレバーに無理な力が加わる
ことがなく上部標点の変位量および下部標点の変位量を
それぞれ正確に検出することができ、試験片の標点間変
位を正確に得ることができる。また試験片のねじれが大
きい場合でもレバーが試験片から外れることがない。
G. Effect of the Invention Since the present invention is configured as described above, when the twisted wire test piece is tested, even if the test piece is twisted, the lever and the rotating member rotate integrally, which causes an excessive force to the lever. It is possible to accurately detect the amount of displacement of the upper gauge mark and the amount of displacement of the lower gauge mark without adding a pressure, and it is possible to accurately obtain the gauge mark displacement of the test piece. Even if the test piece is heavily twisted, the lever will not come off the test piece.

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

第1図および第2図は本発明の一実施例を示し、第1図
は本発明に係る伸び計の構成を示す材料試験機の正面
図、第2図は検出された伸びを表示,記録するための制
御系のブロック図、第3図は変形例を示す伸び計の部分
断面図である。 4:負荷ロッド、10:伸び計 11,12:レバー 13,14:エンコーダ取付板 15,16:エンコーダ、TP:試験片
1 and 2 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view of a material testing machine showing the structure of an extensometer according to the present invention, and FIG. 2 is a display and recording of the detected elongation. FIG. 3 is a partial sectional view of an extensometer showing a modified example. 4: Load rod, 10: Extensometer 11, 12: Lever 13, 14: Encoder mounting plate 15, 16: Encoder, TP: Test piece

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試験片の一対の標点にそれぞれ取付けられ
る一対のレバーと、前記試験片のねじれに応じて前記一
対のレバーと一体に負荷軸を中心としてそれぞれ回転可
能に支持されるとともに、前記試験片の伸びに応じて前
記一対のレバーとそれぞれ相対変位可能な一対の回転部
材と、前記一対の回転部材と一対のレバーとの相対変位
をそれぞれ検出する検出手段とを備えることを特徴とす
る伸び計。
1. A pair of levers respectively attached to a pair of gauge points of a test piece, and a pair of levers which are integrally supported by the pair of levers in response to a twist of the test piece so as to be rotatable about a load shaft. A pair of rotating members that can be respectively displaced relative to the pair of levers according to the elongation of the test piece, and a detection unit that detects the relative displacement of the pair of rotating members and the pair of levers, respectively. An extensometer.
JP25092989A 1989-09-27 1989-09-27 Extensometer Expired - Lifetime JP2674239B2 (en)

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