JP2718697B2 - 材料試験機における試験片の変形を測定する方法とその装置 - Google Patents
材料試験機における試験片の変形を測定する方法とその装置Info
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- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光源と信号処理装置とを持った材料試験機
における試験片の変形を測定する方法と、この方法を実
施するための装置に関する。
における試験片の変形を測定する方法と、この方法を実
施するための装置に関する。
レーザー光源および信号処理装置によって試験片の長
さ変化を非接触式で測定する従来の方法の場合、光源の
光線経路に絞りが配置されている。この場合絞りは、試
験片の標点距離に測定間隔をもって配置され、この試験
片の変形が測定隙間の変化となって絞りを通る光線の強
さを変化するように形成されている。その強さの変化は
電気信号に変換され、試験片における変形に対する大き
さとして信号処理装置で評価され、試験片の伸びまたは
歪として表される。
さ変化を非接触式で測定する従来の方法の場合、光源の
光線経路に絞りが配置されている。この場合絞りは、試
験片の標点距離に測定間隔をもって配置され、この試験
片の変形が測定隙間の変化となって絞りを通る光線の強
さを変化するように形成されている。その強さの変化は
電気信号に変換され、試験片における変形に対する大き
さとして信号処理装置で評価され、試験片の伸びまたは
歪として表される。
この従来例によれば光線の強弱で試験片の伸びまたは
歪を検出することから、光面上の光の強さを正確に伝送
し、電気信号に変換するための複雑な装置を要するとい
う問題点があった。
歪を検出することから、光面上の光の強さを正確に伝送
し、電気信号に変換するための複雑な装置を要するとい
う問題点があった。
そこで本発明の目的は材料試験機における試験片の変
形を非接触で測定する簡単な方法およびその装置を提供
するとともに、試験片の単独変形測定のほか伸び、捩り
の複合検出、測定することにある。
形を非接触で測定する簡単な方法およびその装置を提供
するとともに、試験片の単独変形測定のほか伸び、捩り
の複合検出、測定することにある。
光源からの光線を転向するために試験片の標点距離に
配置された鏡とこの鏡で反射する光線の径路に配置され
た位置検出器とこの位置検出器に投射する光線の位置を
検出して表示する電子判別回路とから構成されているこ
とを特徴とする。
配置された鏡とこの鏡で反射する光線の径路に配置され
た位置検出器とこの位置検出器に投射する光線の位置を
検出して表示する電子判別回路とから構成されているこ
とを特徴とする。
(作用) 光源らの光線を試験片の標点距離に設けた鏡に反射
し、この反射光線を位置検出器に入力して試験片の変形
を反射光線の変位として電気的に検出し、電子判別回路
により表示する。
し、この反射光線を位置検出器に入力して試験片の変形
を反射光線の変位として電気的に検出し、電子判別回路
により表示する。
以下図面に示した実施例を参照して本発明を詳細に説
明する。
明する。
第1図は点状の光源1を示しており、この光線2は図
示したよように試験片4(丸棒試験片、平板試験片な
ど)に固定され且つ試験片長手軸心に対して垂直に配置
された二枚の鏡6,6′を介して位置検出器7に向けられ
る。この鏡6,6′間が試験片4の標点距離である。この
検出器7は公知のように光・電子式位置検出器として形
成され、検出器7に投射された光点の位置を後置接続さ
れた電子判別回路8で正確に検出することができる。位
置検出器7が反射光線の経路内に配置されている場合に
は、光線2は鏡6を介して直接に位置検出器7に向ける
ことができる。図示した実施例の場合、試験片4の長さ
変化Δsにおいて光線の振れが生じ、これは検出器7に
表され、電子判別回路8で検出され、例えば表示され
る。位置検出器7は単軸あるいは複軸検出器として形成
される。即ち光点の偏倚は単軸あるいは複軸で検出でき
る。この場合変形ないし距離はμmの範囲で測定でき
る。
示したよように試験片4(丸棒試験片、平板試験片な
ど)に固定され且つ試験片長手軸心に対して垂直に配置
された二枚の鏡6,6′を介して位置検出器7に向けられ
る。この鏡6,6′間が試験片4の標点距離である。この
検出器7は公知のように光・電子式位置検出器として形
成され、検出器7に投射された光点の位置を後置接続さ
れた電子判別回路8で正確に検出することができる。位
置検出器7が反射光線の経路内に配置されている場合に
は、光線2は鏡6を介して直接に位置検出器7に向ける
ことができる。図示した実施例の場合、試験片4の長さ
変化Δsにおいて光線の振れが生じ、これは検出器7に
表され、電子判別回路8で検出され、例えば表示され
る。位置検出器7は単軸あるいは複軸検出器として形成
される。即ち光点の偏倚は単軸あるいは複軸で検出でき
る。この場合変形ないし距離はμmの範囲で測定でき
る。
試験片の伸びとねじりとの複合変形を測定するため
に、第2図に示した配置構造が利用される。光源特にレ
ーザー光源1から点状の光線2が発生され、光学的な光
線分配器3で二つの部分光線2a,2bに分解される。その
一方の部分光線2aは軸方向の伸びを測定するために利用
され、調整可能な転向鏡5a、試験片に固定された二枚の
鏡6a,6bおよび別の調整可能な転向鏡5bを介して位置検
出器7に導かれる。鏡6a,6bは弾性的に即ちばねクラン
プを介して、あるいは固く試験片4に接続されている。
鏡6a,6bの距離は一般的なひずみ検出器の測定基準線、
その試験片4変形の相対間隔の変化、この実施例の場合
には長さの変化の基準線に相応している。
に、第2図に示した配置構造が利用される。光源特にレ
ーザー光源1から点状の光線2が発生され、光学的な光
線分配器3で二つの部分光線2a,2bに分解される。その
一方の部分光線2aは軸方向の伸びを測定するために利用
され、調整可能な転向鏡5a、試験片に固定された二枚の
鏡6a,6bおよび別の調整可能な転向鏡5bを介して位置検
出器7に導かれる。鏡6a,6bは弾性的に即ちばねクラン
プを介して、あるいは固く試験片4に接続されている。
鏡6a,6bの距離は一般的なひずみ検出器の測定基準線、
その試験片4変形の相対間隔の変化、この実施例の場合
には長さの変化の基準線に相応している。
鏡6a,6bの距離変化は鏡5bを介して部分光線2aの位置
変化として位置検出器7に示される。検出器7は更に光
・電子式位置検出器として形成され、これは光線点の位
置をその位置に比例した電流に変換し、この電流は電子
判別回路8においてその位置に比例した電圧に変換さ
れ、距離変化として表される。アナログ式並びにデジタ
ル式に作動する検出器が使用できる。
変化として位置検出器7に示される。検出器7は更に光
・電子式位置検出器として形成され、これは光線点の位
置をその位置に比例した電流に変換し、この電流は電子
判別回路8においてその位置に比例した電圧に変換さ
れ、距離変化として表される。アナログ式並びにデジタ
ル式に作動する検出器が使用できる。
試験片4の変形による鏡6a,6bの動きは、これら両方
の鏡6a,6bが試験片4の動きに連動するので、鏡系統を
一体に配置することによって補償される。
の鏡6a,6bが試験片4の動きに連動するので、鏡系統を
一体に配置することによって補償される。
部分光線2bは試験片4のねじり変位を測定するために
使用する。(第2図右側および下側図参照)。部分光線
2bはまず別の光線分配器9において部分光線2b′,2b″
に分解される。これらの部分光線2b′,2b″は調整可能
な鏡10a,10bを介して試験片4に接続された鏡11a,11bに
導かれ、これらの鏡11a,11bは部分光線2b′,2b″を位置
検出器12a,12bに転向する。鏡11a,11bの回転運動は検出
器12a,12bにおいて光点の位置変化を生じさせ、相応し
てフォト電流を生じさせる。このフォト電流は鏡の角度
運動ないしねじりを表している。位置検出器12a,12bに
後置接続された電子判別回路13はフォト電流を電圧に変
換する。両方の鏡11a,11bの角度運動から試験片の変形
に相応した角度が両方の位置検出器12a,12bの電磁信号
の置換によって形成される。鏡系統の幾何学的誤差は自
動的に補償される。
使用する。(第2図右側および下側図参照)。部分光線
2bはまず別の光線分配器9において部分光線2b′,2b″
に分解される。これらの部分光線2b′,2b″は調整可能
な鏡10a,10bを介して試験片4に接続された鏡11a,11bに
導かれ、これらの鏡11a,11bは部分光線2b′,2b″を位置
検出器12a,12bに転向する。鏡11a,11bの回転運動は検出
器12a,12bにおいて光点の位置変化を生じさせ、相応し
てフォト電流を生じさせる。このフォト電流は鏡の角度
運動ないしねじりを表している。位置検出器12a,12bに
後置接続された電子判別回路13はフォト電流を電圧に変
換する。両方の鏡11a,11bの角度運動から試験片の変形
に相応した角度が両方の位置検出器12a,12bの電磁信号
の置換によって形成される。鏡系統の幾何学的誤差は自
動的に補償される。
上述した配置構造において、鏡6a,6bの間隔および光
線の入射角はその都度の試験目的に合わされる。これに
よってほとんど任意の測定基準線および測定ストローク
が得られる。
線の入射角はその都度の試験目的に合わされる。これに
よってほとんど任意の測定基準線および測定ストローク
が得られる。
第3図は曲げによって生ずる変形を検出する配置構造
を示している。光源1からやって来る光線2は、試験片
に接続された鏡6,6′を介して、電子判別回路8に接続
されている位置検出器7に導かれる。この場合複軸検出
器も利用できるので、同じ全体構造によって長さ変位
(試験片4の軸方向における変形)並びに曲げによる変
形も検出できる。
を示している。光源1からやって来る光線2は、試験片
に接続された鏡6,6′を介して、電子判別回路8に接続
されている位置検出器7に導かれる。この場合複軸検出
器も利用できるので、同じ全体構造によって長さ変位
(試験片4の軸方向における変形)並びに曲げによる変
形も検出できる。
第4図はCT試験片4(CT=Compact Tension)におけ
る亀裂割れ検出装置を光源1、鏡6および位置検出器7
について斜視図で示している。
る亀裂割れ検出装置を光源1、鏡6および位置検出器7
について斜視図で示している。
第5図には高速破断試験機における試験片の変形およ
びないし変形速度を測定する装置を示している。かかる
試験機の場合、試験片4における直接的な測定は非常に
効果となる。試験片4に接続された締付け部分に鏡ある
いは鏡面6を配置することによって、安価に費用で測定
結果を得ることができる。光源1からやって来る光線は
鏡あるいは鏡6によって位置検出器7に反射され、電子
判別回路で判別される。図示した配置構造によれば、大
きな速度で進行する試験の場合でも試験片4に生じた変
形並びに変形速度は検出できる。
びないし変形速度を測定する装置を示している。かかる
試験機の場合、試験片4における直接的な測定は非常に
効果となる。試験片4に接続された締付け部分に鏡ある
いは鏡面6を配置することによって、安価に費用で測定
結果を得ることができる。光源1からやって来る光線は
鏡あるいは鏡6によって位置検出器7に反射され、電子
判別回路で判別される。図示した配置構造によれば、大
きな速度で進行する試験の場合でも試験片4に生じた変
形並びに変形速度は検出できる。
上述した位置検出器7は電子判別回路8を含めて公知
であるので、その詳細な説明は省略する。
であるので、その詳細な説明は省略する。
第6図には線状の光源による変形測定装置が示されて
いる。試験片4(図示した実施例の場合平形試験片)の
表面に、細いテープ状の鏡6が配置されている。鏡6の
間隔は標点距離となっている。光源1から線状の光線
2′が各鏡に、それがテープ状の鏡6と直角を成すよう
に投射される。テープ状の鏡6の幅は、試験片4におい
て予想される測定ストロークに相応するように決められ
ている。鏡面6には線状の光線2′によって光点が生
じ、これは各鏡に付属された位置検出器7に投射され
る。電子判別回路8において第2図の実施例と同様に、
試験片の変形に相応した光点の位置が判別される。
いる。試験片4(図示した実施例の場合平形試験片)の
表面に、細いテープ状の鏡6が配置されている。鏡6の
間隔は標点距離となっている。光源1から線状の光線
2′が各鏡に、それがテープ状の鏡6と直角を成すよう
に投射される。テープ状の鏡6の幅は、試験片4におい
て予想される測定ストロークに相応するように決められ
ている。鏡面6には線状の光線2′によって光点が生
じ、これは各鏡に付属された位置検出器7に投射され
る。電子判別回路8において第2図の実施例と同様に、
試験片の変形に相応した光点の位置が判別される。
上述した構造において、デジタル式に作動する位置検
出器を利用すると有利である。というのはかかる検出器
によれば、散乱光の影響を電子装置によって簡単に抑制
できるからである。
出器を利用すると有利である。というのはかかる検出器
によれば、散乱光の影響を電子装置によって簡単に抑制
できるからである。
以上述べたように本発明によれば、試験片の変形を直
接的な反射光線変位として検出するようにした簡単な構
成で引張り力および圧縮力による静的およびないし動的
な変形並びに回転モーメントおよび曲げモーメントによ
る変形を測定することができ、その変形はμmの範囲で
検出できる。同様に亀裂割れも測定できる。更に特に材
料試験機において静的および動的な引張り荷重、圧縮荷
重およびねじり荷重における軸方向変化およびねじりを
同時に測定することができる。更に非常に高速の試験機
例えば高速破断試験機における振動荷重の測定並びにス
トロークおよび速度の測定もできる。
接的な反射光線変位として検出するようにした簡単な構
成で引張り力および圧縮力による静的およびないし動的
な変形並びに回転モーメントおよび曲げモーメントによ
る変形を測定することができ、その変形はμmの範囲で
検出できる。同様に亀裂割れも測定できる。更に特に材
料試験機において静的および動的な引張り荷重、圧縮荷
重およびねじり荷重における軸方向変化およびねじりを
同時に測定することができる。更に非常に高速の試験機
例えば高速破断試験機における振動荷重の測定並びにス
トロークおよび速度の測定もできる。
第1図は本発明に基づく変形測定原理を示す概略構成
図、第2図は軸方向変形およびねじり変形を同時に測定
する構造の概略構成図、第3図は曲げを測定する構造の
概略構成図、第4図は亀裂割れを測定する配置構造の概
略構成図、第5図は試験片における高速運動経過を測定
する構造の概略構成図、第6図は線状の光源を持った測
定装置の概略構成図である。 1…光源,2…光線、3…光線分配器、4…試験片、5…
鏡、6…鏡、7…位置検出器、8…電子判別回路、9…
光線分配器、10…転向鏡、11…鏡、12…位置検出器、13
…電子判別回路。
図、第2図は軸方向変形およびねじり変形を同時に測定
する構造の概略構成図、第3図は曲げを測定する構造の
概略構成図、第4図は亀裂割れを測定する配置構造の概
略構成図、第5図は試験片における高速運動経過を測定
する構造の概略構成図、第6図は線状の光源を持った測
定装置の概略構成図である。 1…光源,2…光線、3…光線分配器、4…試験片、5…
鏡、6…鏡、7…位置検出器、8…電子判別回路、9…
光線分配器、10…転向鏡、11…鏡、12…位置検出器、13
…電子判別回路。
フロントページの続き (72)発明者 ペーター、ゲルンハルト ドイツ連邦共和国クリンゼンベルク、ベ ルクシュトラーセ、1 (72)発明者 ゲルハルト、ヒンツ ドイツ連邦共和国ロスドルフ、1、ホー ルツガッセ、44 (72)発明者 カール、ツェラー ドイツ連邦共和国アルスバッハ‐ヘーン ライン、2、ブルックウェーク、1 (56)参考文献 特開 昭62−30905(JP,A) 実開 昭62−140313(JP,U)
Claims (12)
- 【請求項1】光源と信号処理装置とを持った試験片にお
ける変形を測定する方法において、試験片(4)の標点
距離に少なくとも一つの鏡(6,6′,6a,6b;11a,11b)が
配置され、光源(1)の光線(2)が鏡(6,6′;6a,6b;
11a,11b)に向けられ、鏡で反射された光線が位置検出
器(7;12a,12b)に向けられ、位置検出器(7;12a,12b)
に投射された光線の位置が電子判別回路(8,13)におい
て決定され判別されることを特徴とする材料試験機にお
ける試験片の複数の種類の変形を測定する方法。 - 【請求項2】光源(1)の光線(2)の少なくとも一つ
の光線分配器(3,9)およびないし少なくとも一つの転
向鏡(5a,5b;10a,10b)を介して導かれることを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】光源(1)の光線(2)が試験片(4)に
おける第1の鏡(6,6a)から第2の鏡(6′,6b)に導
かれ、そこから直接あるいは転向鏡を介して位置検出器
(7)に導かれることを特徴とする請求項1または2に
記載の方法。 - 【請求項4】光源(1)の光線(2)が光線分配器
(9)および場合によっては転向鏡(10a,10b)を介し
て試験片(4)にある二枚の鏡(11a,11b)に導かれ、
両方の鏡で反射された光線がそれぞれの鏡に付属された
位置検出器(12a,12b)に導かれ、両方の位置検出器に
投射する光線の位置が共通の電子判別回路(13)で決定
され判別されることを特徴とする請求項1または2に記
載の方法。 - 【請求項5】光源(1)として点状の光源が用いられる
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記
載の方法。 - 【請求項6】伸び、ねじり、曲げ、亀裂割れおよび試験
における高速運動経過の測定、あるいはこれらの複数の
種類の変形を同時に測定するために使用することを特徴
とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の方法。 - 【請求項7】点状あるいは線状の光源(1)特にレーザ
ー光源、光源からの光線(2,2′)を転向するために試
験片(4)の標点距離に配置された少なくとも一つの鏡
(6,6′;6a,6b;11a,11b)、鏡(6,6′;6a,6b;11a,11b)
で反射する光線(2,2′)の系路に配設された少なくと
も一つの位置検出器(7;12a,12b)、位置検出器に投射
する光線の位置を検出して表示する電子判別回路(8,1
3)から構成されていることを特徴とする材料試験機に
おける試験片の複数の種類の変形を測定するための装
置。 - 【請求項8】光源(1)の光線経路に二枚の鏡(6,6′;
6a,6b;11a,11b)が配置されていることを特徴とする請
求項7に記載の装置。 - 【請求項9】光源(1)の光線経路に、不動およびまた
は調整可能な光線分配器(3,9)およびまたは転向鏡(5
a,5b;10a,10b)が配置されていることを特徴とする請求
項7に記載の装置。 - 【請求項10】二つの位置検出器(12a,12b)が共通の
電子判別回路(13)に接続されていることを特徴とする
請求項7に記載の装置。 - 【請求項11】位置検出器(7)が単軸あるいは複軸検
出器として形成されていることを特徴とする請求項7な
いし10のいずれか1つに記載の装置。 - 【請求項12】位置検出器(7)がアナグロ式あるいは
デジタル式に作動する検出器として形成されていること
を特徴とする請求項7ないし11のいずれか1つに記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873720248 DE3720248A1 (de) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Verfahren und anordnung zur messung von verformungen an proben oder pruefkoerpern in pruefmaschinen |
DE3720248.0 | 1987-06-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6435203A JPS6435203A (en) | 1989-02-06 |
JP2718697B2 true JP2718697B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=6329879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63149252A Expired - Lifetime JP2718697B2 (ja) | 1987-06-19 | 1988-06-16 | 材料試験機における試験片の変形を測定する方法とその装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4962669A (ja) |
JP (1) | JP2718697B2 (ja) |
DE (1) | DE3720248A1 (ja) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3740227C2 (de) * | 1987-11-27 | 1994-03-24 | Schenck Ag Carl | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Verformungen an Proben oder Prüfkörpern in Prüfmaschinen |
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