JP3243524B2 - Displacement measuring device and displacement measuring device for drop impact tester - Google Patents

Displacement measuring device and displacement measuring device for drop impact tester

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JP3243524B2
JP3243524B2 JP17694299A JP17694299A JP3243524B2 JP 3243524 B2 JP3243524 B2 JP 3243524B2 JP 17694299 A JP17694299 A JP 17694299A JP 17694299 A JP17694299 A JP 17694299A JP 3243524 B2 JP3243524 B2 JP 3243524B2
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正勝 峯岸
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は変位量計測装置及び
落下式衝撃試験装置の変位量計測装置に関する。
The present invention relates to a displacement measuring device and a displacement measuring device for a drop-type impact test device.

【0002】[0002]

【従来の技術】落下式衝撃試験装置は、床面上の供試体
に落下する重錘によって衝撃が加えられるか、又は、重
錘に取付けられ、重錘と共に落下して床面に衝突して衝
撃を受けた供試体の変形量に応じた衝撃エネルギーの算
出が主たる目的であるが、その際、重錘が自由落下し、
床面上の供試体に接触を開始し、その重錘の衝撃負荷に
よって、供試体が重錘の衝撃エネルギーを吸収して変形
し、遂には、重錘が落下を停止するまでの間における、
重錘の所定時間毎の落下量、即ち、変位量と、重錘の加
速度(又は供試体に負荷された荷重)とを計測する必要
がある。
2. Description of the Related Art In a drop-type impact test apparatus, an impact is applied by a weight that falls on a specimen on a floor, or the impact is attached to the weight, and falls along with the weight to collide with the floor. The main purpose is to calculate the impact energy according to the amount of deformation of the shocked specimen.
It starts contacting the specimen on the floor, and the impact load of the weight causes the specimen to absorb the impact energy of the weight and deform, and finally, until the weight stops falling,
It is necessary to measure the amount of drop of the weight every predetermined time, that is, the amount of displacement, and the acceleration of the weight (or the load applied to the specimen).

【0003】以下に、図8を参照して、落下式衝撃試験
装置及びその落下式衝撃試験装置で使用される従来の変
位量計測装置について説明する。先ず、落下式衝撃試験
装置について説明する。図8Aは、重錘が所定高さ位置
に固定されている状態を示し、図8Bは重錘の負荷用金
具が供試体に接触を開始した後、重錘が80mm自由落
下して供試体を衝撃し、供試体が変形して、重錘の落下
が停止した状態を示す。図8A、Bにおいて、Wは重錘
で、その両側の直動軸受けBa、Bbを介して、枠体
(フレーム)FLの壁Ka、Kbのそれぞれ中央部に、
上下に延在する如く取付けられた一対のレールRa、R
bに案内されて、上下に移動し得るように取付けられて
いる。重錘Wの下面には、負荷用金具LKが取付けられ
ており、この負荷用金具LKの供試体TPに衝突する側
の形状を種々選択することによって、供試体TPの形
状、材質等に応じて、供試体TPに対する衝撃負荷の与
え方を種々選択することができる。
[0003] Hereinafter, a drop-type impact test device and a conventional displacement measuring device used in the drop-type impact test device will be described with reference to FIG. First, a drop-type impact test device will be described. FIG. 8A shows a state in which the weight is fixed at a predetermined height position, and FIG. 8B shows that after the load metal fitting of the weight starts to contact the test piece, the weight drops freely by 80 mm to remove the test piece. This shows a state in which the specimen is deformed by impact and the falling of the weight is stopped. In FIGS. 8A and 8B, W is a weight, which is located at the center of each of the walls Ka and Kb of the frame FL via the linear motion bearings Ba and Bb on both sides thereof.
A pair of rails Ra, R attached to extend vertically
b so that it can move up and down. A load fitting LK is attached to the lower surface of the weight W, and the shape of the load fitting LK on the side that collides with the test piece TP is selected in accordance with the shape and material of the test piece TP. Thus, various methods of applying an impact load to the specimen TP can be selected.

【0004】図示を省略するも、重錘Wと同様の直動軸
受けを介して一対のレールRa、Rbに案内されて上下
に移動する懸垂部に、重錘Wが懸垂され、その懸垂部は
ワイヤロープの一端に取付けられ、そのワイヤロープが
巻き取り器に巻き取られ、その巻き取り器がモータによ
って回転駆動され、これによって重錘Wが上下に移動可
能とされる。そして、重錘Wの懸垂部による懸垂が解除
されると、重錘Wが自由落下するようになされている。
又、図8Bに示す如く、後述する変形された供試体TP
上にある重錘Wを、懸垂部に懸垂させ、モータによって
ワイヤロープを巻き取ることによって、重錘Wを元の停
止位置まで持ち上げることができる。
[0004] Although not shown, the weight W is suspended from a suspended portion which is guided up and down by a pair of rails Ra and Rb via the same linear bearing as the weight W, and the suspended portion is The wire rope is attached to one end of the wire rope, and the wire rope is wound by a winder, and the winder is rotated by a motor, whereby the weight W can be moved up and down. Then, when the suspension of the weight W by the suspension portion is released, the weight W falls freely.
Further, as shown in FIG. 8B, a modified specimen TP
The weight W on the upper side is suspended from the suspension portion, and the wire rope is wound by a motor, so that the weight W can be lifted to the original stop position.

【0005】次に、落下式衝撃試験装置における従来の
変位量計測装置を説明する。枠体FL内の床面FL上の
壁Kbに近い部分に、重錘Wの下面との間の距離を、所
定時間毎に計測する光学式レーザ変位計DMが取付けら
れる。この光学式レーザ変位計DMの原理については、
本発明の実施の形態の具体例の説明ところで、図4を参
照して説明する。この光学式レーザ変位計DMは、最大
変位量(最長距離)200mmの測定が可能で、測定分
解能は0.5mm、応答速度が0.9kHzである。そ
して、実際には、重錘Wの負荷用金具LKの下面が供試
体TPの頂面に接触したときの重錘Wの下面の位置と、
図8Bに示す如く重錘Wが落下して供試体TPに衝突し
て停止したときの重錘Wの下面の位置との間の変位(距
離)d間において、変位計DMの重錘の下面との間の距
離を、(1/900)sec 毎に計測する。この場合、重
錘Wは、供試体TPに対する衝突によって、変形しない
ものである。
Next, a conventional displacement measuring device in a drop-type impact test device will be described. An optical laser displacement meter DM for measuring a distance between the lower surface of the weight W and the lower surface of the weight W at predetermined intervals is attached to a portion of the frame FL near the wall Kb on the floor surface FL. Regarding the principle of this optical laser displacement meter DM,
A specific example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This optical laser displacement meter DM can measure a maximum displacement (longest distance) of 200 mm, has a measurement resolution of 0.5 mm, and a response speed of 0.9 kHz. And actually, the position of the lower surface of the weight W when the lower surface of the load metal fitting LK of the weight W contacts the top surface of the specimen TP;
As shown in FIG. 8B, the lower surface of the weight of the displacement meter DM is between the displacement (distance) d and the position of the lower surface of the weight W when the weight W falls and collides with the specimen TP and stops. Is measured every (1/900) sec. In this case, the weight W is not deformed by the collision with the specimen TP.

【0006】次に、図9を参照して、図8における変位
計測装置の回路を説明する。この変位計DM(2)によ
る所定時間毎の距離(変位量)を、変位量/信号電圧変
換器(コントローラ)4に供給して信号電圧に変換し、
その信号電圧をメモリ6内のA/D変換器に供給してデ
ジタル信号電圧に変換した後、メモリ6に記憶する。最
大変位量200mmが信号電圧10Vに対応するところ
から、メモリ6に記憶されたデジタル信号電圧を、コン
ピュータ7によって、単位電圧当たりの変位量20(m
m/V)を計算し、これを比例係数とする。そして、変
位計2によって、ある変位量が検出されたら、それに応
じた変位量/信号電圧変換器4よりの信号電圧をメモリ
6内のA/D変換器によってデジタル化した後、メモリ
6に記憶させる。コンピュータ7では、メモリ6より読
出されたデジタル信号電圧に比例係数を掛ければ、元の
変位量が得られる。又、重錘Wの供試体に対する衝撃負
荷に伴うその他の計測器による計測出力も、メモリ6に
供給されてデジタル化した後記憶されると共に、その他
の計測器の計測出力に基づいて、重錘Wが自由落下し
て、供試体に接触を開始する時点を検出するが、これら
については、図1の本発明の実施の形態の具体例の変位
量計測装置の説明のところで記述するものとし、ここで
の説明は省略する。
Next, a circuit of the displacement measuring device in FIG. 8 will be described with reference to FIG. The distance (displacement amount) at a predetermined time interval by the displacement meter DM (2) is supplied to a displacement / signal voltage converter (controller) 4 and converted into a signal voltage.
The signal voltage is supplied to an A / D converter in the memory 6 to be converted into a digital signal voltage, and then stored in the memory 6. Since the maximum displacement of 200 mm corresponds to the signal voltage of 10 V, the computer 7 converts the digital signal voltage stored in the memory 6 into a displacement of 20 (m) per unit voltage.
m / V), and use this as a proportional coefficient. Then, when a certain amount of displacement is detected by the displacement meter 2, the signal voltage from the displacement / signal voltage converter 4 is digitized by an A / D converter in the memory 6 and stored in the memory 6. Let it. In the computer 7, the original displacement can be obtained by multiplying the digital signal voltage read from the memory 6 by a proportional coefficient. In addition, the measurement output of the other measuring devices associated with the impact load of the weight W on the specimen is also supplied to the memory 6 and digitized and stored, and based on the measurement output of the other measuring devices, The point at which W freely falls and starts contacting the specimen is detected, and these will be described in the description of the displacement measuring device according to the embodiment of the present invention in FIG. The description here is omitted.

【0007】次に、図9の従来の変位計測装置の計測動
作を説明する。光学式レーザ変位計2によって、重錘W
との間の距離(変位量)を所定時間毎に計測し、これを
変位量/信号電圧変換器(コントローラ)4によって、
信号電圧に変換し、その信号電圧を、メモリ6内のA/
D変換器によって、試験条件の重錘Wによる試供体TP
に対する衝撃負荷速度を考慮した任意のサンプリング間
隔(例えば、10μsec 即ち、クロック周波数で表現す
れば、100kHz)で、A/D変換を行いながら、同
一時刻のサンプリングデータとして、1チャンネル当た
り最大4ワードまで、メモリ6に記憶する。コンピュー
タ7によって、以下の演算を行い、その演算結果を、表
示装置8やプリンタ9に出力する。即ち、メモリ6から
読出されたデジタル信号電圧に、単位電圧当たりの変位
量20(mm/V)のデジタル値を掛け算して、変位量
データを算出し、その各変位量データの隣接するもの同
士で差分を算出することによって、重錘Wの所定時間毎
の落下距離、即ち、変位量を算出するができる。
Next, the measuring operation of the conventional displacement measuring device shown in FIG. 9 will be described. The weight W is measured by the optical laser displacement meter 2.
Is measured at predetermined time intervals, and is measured by a displacement / signal-to-voltage converter (controller) 4.
Is converted into a signal voltage, and the signal voltage is
Specimen TP with weight W under test conditions by D converter
A maximum of 4 words per channel as sampling data at the same time while performing A / D conversion at an arbitrary sampling interval (for example, 10 μsec, that is, 100 kHz expressed in clock frequency) in consideration of the impact load speed for , Stored in the memory 6. The following calculation is performed by the computer 7 and the calculation result is output to the display device 8 and the printer 9. That is, the digital signal voltage read from the memory 6 is multiplied by a digital value of a displacement amount per unit voltage of 20 (mm / V) to calculate displacement amount data, and adjacent ones of the respective displacement amount data are calculated. By calculating the difference, the falling distance of the weight W every predetermined time, that is, the displacement amount can be calculated.

【0008】次に、図6における従来の変位計測装置に
よる経過時間(×10-3sec )に対する変位量の階段状
の特性について説明する。図9の従来の変位量計測装置
によって計測したデータは、重錘の自由落下によって供
試体に負荷を与える衝撃速度の初期値が10m/sec の
場合では、光学式レーザ変位計の応答速度が0.9kH
z(s-1)であるから、10m÷900s-1=0.01
11m/sec =11.1mm/sec となり、11.1m
m/sec の間隔に1点の変位量を検出することになる。
変位計は次のサンプルで新たな検出を行うまでは、前回
検出した値を継続して出力し続ける。メモリ6に記憶さ
れる変位データは、メモリ6内のA/D変換器によるサ
ンプリング時間を10μsec {クロック周波数で表すと
100kHz(s-1)}とすると、100kHz/0.
9kHz=111.1となり、変位計がある時点を検出
した後、次の点を検出するまでの継続した出力信号を約
111点同一データとしてメモリ6に記憶することとな
る。
Next, a step-like characteristic of the displacement amount with respect to the elapsed time (× 10 −3 sec) by the conventional displacement measuring device in FIG. 6 will be described. The data measured by the conventional displacement measuring device shown in FIG. 9 shows that the response speed of the optical laser displacement meter is 0 when the initial value of the impact velocity for applying a load to the specimen by the free fall of the weight is 10 m / sec. .9kHz
Since z (s −1 ), 10 m ÷ 900 s −1 = 0.01
11 m / sec = 11.1 mm / sec, which is 11.1 m
The displacement at one point is detected at intervals of m / sec.
The displacement meter continues to output the previously detected value until a new detection is performed on the next sample. The displacement data stored in the memory 6 is 100 kHz / 0.1 .times. When the sampling time by the A / D converter in the memory 6 is 10 .mu.sec (100 kHz (s.sup.- 1 ) when expressed by a clock frequency).
9 kHz = 111.1, and after the displacement meter detects a point in time, a continuous output signal until the next point is detected is stored in the memory 6 as approximately 111 identical data.

【0009】図6から分かるように、変位計の応答速度
範囲内(0.9kHz以下)の検出では、分解能が0.
5mmであっても、負荷速度の条件が今回の試験の場合
の10m/sec では、検出できる測定範囲は11.1m
mとなるため、実質の測定精度は、応答速度に制約され
た11.1mmとなってしまう。試験において、実際に
計測される変位データは、大きな変化として重錘が順次
効果していくことによる減少傾向の値となるが、細部で
は不規則に振動しながら変化しており、100点以上の
間隔では、その測定結果の中間を補間して利用すること
に無理がある。又、最大測定量200mmの測定量に対
して、11mm程度の分解能で計測することが自体が、
実用的ではない。
As can be seen from FIG. 6, in the detection within the response speed range of the displacement meter (0.9 kHz or less), the resolution is not more than 0.1.
Even if it is 5 mm, if the load speed condition is 10 m / sec in this test, the detectable measurement range is 11.1 m
m, the actual measurement accuracy is 11.1 mm, which is limited by the response speed. In the test, the displacement data actually measured is a value of a decreasing tendency due to the sequential effect of the weight as a large change, but it changes while oscillating irregularly in detail, and more than 100 points At intervals, it is impossible to interpolate and use the middle of the measurement results. In addition, the measurement itself with a resolution of about 11 mm for the measurement amount of the maximum measurement amount of 200 mm,
Not practical.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】かかる点に鑑み、本発
明は、移動体と、その移動体の動的変位を計測する光学
式レーザ変位計とを有する変位量計測装置において、移
動体の移動量の計測可能変位範囲が広く、しかも移動体
の所定時間毎の移動距離(変位量)の計測分解能の高い
ものを提案しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention relates to a displacement measuring apparatus having a moving body and an optical laser displacement meter for measuring a dynamic displacement of the moving body. An object of the present invention is to propose a sensor which has a wide range in which the amount of measurement can be measured and which has a high measurement resolution of the moving distance (displacement amount) of the moving body at predetermined time intervals.

【0011】又、本発明は、自由落下の可能な重錘と、
床面上に位置する供試体(又は重錘に取付けられた供試
体)と、重錘が落下して供試体に接触を開始してから
(又は重錘に取付けられた供試体が床面に接触を開始し
てから)、重錘の衝撃によって供試体が変形し終わるま
での重錘の動的変位を計測する光学式レーザ変位計とを
有する落下式衝撃試験装置の変位量計測装置において、
重錘の移動量の計測可能範囲が広く、しかも重錘の所定
時間毎の落下距離(変位量)の計測分解能の高いものを
提案しようとするものである。
[0011] Further, the present invention provides a weight capable of free fall,
After the specimen (or the specimen attached to the weight) located on the floor surface and the weight falls and starts contacting the specimen (or the specimen attached to the weight An optical laser displacement meter that measures the dynamic displacement of the weight until the specimen is completely deformed by the impact of the weight after the contact is started).
An object of the present invention is to propose a device that has a wide measurable range of the moving amount of the weight and has a high resolution for measuring the falling distance (displacement amount) of the weight every predetermined time.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】第1の本発明による変位
量計測装置装置は、移動体と、その移動体に取付けら
れ、その移動体の移動方向に対し所定の傾きを有する傾
斜面を備えた傾斜ジグと、その傾斜ジグの移動に伴う傾
斜面との間の距離を所定時間毎に計測する光学式レーザ
変位計と、移動体のある点から他の点への移動に伴っ
て、光学式レーザ変位計によって計測された、所定時間
毎の傾斜面との間の各隣接する距離の差分を算出し、そ
の各差分に、傾斜面の所定の傾きに応じた比例係数を掛
けて、移動体の所定時間毎の変位量を算出する演算手段
とを有するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a displacement measuring apparatus comprising a moving body and an inclined surface attached to the moving body and having a predetermined inclination with respect to the moving direction of the moving body. An optical laser displacement meter that measures the distance between the inclined jig and the inclined surface accompanying the movement of the inclined jig at predetermined time intervals, and an optical laser displacement meter that moves from one point of the moving body to another point. The difference between each adjacent distance between the slope and the slope measured at a predetermined time, which is measured by the laser displacement meter, is calculated, and each difference is multiplied by a proportional coefficient corresponding to a predetermined slope of the slope to move. Calculating means for calculating the amount of displacement of the body every predetermined time.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】第1の本発明は、移動体と、その
移動体に取付けられ、その移動体の移動方向に対し所定
の傾きを有する傾斜面を備えた傾斜ジグと、その傾斜ジ
グの移動に伴う傾斜面との間の距離を所定時間毎に計測
する光学式レーザ変位計と、移動体のある点から他の点
への移動に伴って、光学式レーザ変位計によって計測さ
れた、所定時間毎の傾斜面との間の各隣接する距離の差
分を算出し、その各差分に、傾斜面の所定の傾きに応じ
た比例係数を掛けて、移動体の所定時間毎の変位量を算
出する演算手段とを有する変位量計測装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first aspect of the present invention relates to a movable jig, an inclined jig provided on the movable body and having an inclined surface having a predetermined inclination with respect to a moving direction of the movable body, and an inclined jig thereof. An optical laser displacement meter that measures the distance between the inclined plane and the moving surface at predetermined intervals, and an optical laser displacement meter that measures the distance from one point of the moving body to another point. Calculate the difference between adjacent distances with the inclined surface at predetermined time intervals, multiply each difference by a proportional coefficient corresponding to the predetermined inclination of the inclined surface, and calculate the displacement amount of the moving body at predetermined time intervals. And a calculating means for calculating the displacement amount.

【0014】第2の本発明は、自由落下の可能な重錘
と、床面上に位置する(又は重錘に取付けられた)供試
体と、重錘に取付けられ、その重錘の落下方向に対し所
定の傾きを有する傾斜面を備える傾斜ジグと、その傾斜
ジグの移動に伴う傾斜面との間の距離を所定時間毎に計
測する光学式レーザ変位計と、重錘のある点から他の点
への移動に伴って、光学式レーザ変位計によって計測さ
れた、所定時間毎の傾斜面との間の各隣接する距離の差
分を算出し、その各差分に、傾斜面の所定の傾きに応じ
た比例係数を掛けて、重錘の所定時間毎の変位量を算出
する演算手段とを有する落下式衝撃試験装置の変位量計
測装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a weight capable of free fall, a specimen located on a floor surface (or mounted on the weight), and a falling direction of the weight mounted on the weight. An inclined jig having an inclined surface having a predetermined inclination with respect to an optical laser displacement meter for measuring a distance between the inclined surface with the movement of the inclined jig every predetermined time, Along with the movement to the point, the difference between each adjacent distance between the slope and the slope measured at a predetermined time, which is measured by the optical laser displacement meter, is calculated. And a calculating means for calculating the amount of displacement of the weight every predetermined time by multiplying by a proportional coefficient according to the following formula.

【0015】第3の本発明は、移動体と、その移動体に
取付けられ、その移動体の移動方向に対し所定の傾きを
有する傾斜面及び移動体の移動方向と平行な平面を備え
る傾斜ジグと、その傾斜ジグの移動に伴う傾斜面との間
の距離を所定時間毎に計測する第1の光学式レーザ変位
計と、傾斜ジグの移動に伴う平面との間の距離を所定時
間毎に計測する第2の光学式レーザ変位計と、移動体の
ある点から他の点への移動に伴って、第2の光学式レー
ザ変位計によって計測された、所定時間毎の平面との間
の各距離と、その各距離にそれぞれ対応する、第1の光
学式レーザ変位計によって計測された、所定時間毎の傾
斜面との間の各距離との間の差を算出し、その各差の隣
接するもの同士の差分を算出し、その各差分に、傾斜面
の所定の傾きに応じた比例係数を掛けて、移動体の所定
時間毎の変位量を算出する演算手段とを有する変位量計
測装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an inclined jig having a movable body, an inclined surface attached to the movable body and having a predetermined inclination with respect to the moving direction of the movable body, and a plane parallel to the moving direction of the movable body. And a first optical laser displacement meter that measures the distance between the inclined surface associated with the movement of the inclined jig at predetermined time intervals, and the distance between a plane associated with the movement of the inclined jig at predetermined time intervals. The distance between the second optical laser displacement meter to be measured and the plane at predetermined time intervals measured by the second optical laser displacement meter with the movement of the moving body from one point to another point. A difference between each distance and each distance between the inclined plane and the distance measured at the first optical laser displacement meter corresponding to each distance is calculated. The difference between adjacent objects is calculated, and each difference is calculated according to a predetermined inclination of the inclined surface. Was multiplied by proportional coefficient, a displacement measuring device with a calculating means for calculating a displacement amount of each predetermined time of the mobile.

【0016】第4の本発明は、自由落下の可能な重錘
と、床面上に位置する(又は重錘に取付けられた)供試
体と、重錘に取付けられ、その重錘の落下方向に対し所
定の傾きを有する傾斜面及び重錘の移動方向と平行な平
面を備える傾斜ジグと、その傾斜ジグの移動に伴う傾斜
面との間の距離を所定時間毎に計測する第1の光学式レ
ーザ変位計と、傾斜ジグの移動に伴う平面との間の距離
を所定時間毎に計測する第2の光学式レーザ変位計と、
重錘のある点から他の点への移動に伴って、第2の光学
式レーザ変位計によって計測された、所定時間毎の平面
との間の各距離と、その各距離とそれぞれ対応する、第
1の光学式レーザ変位計によって計測された、所定時間
毎の傾斜面との間の各距離との間の差を算出し、その各
差の隣接するもの同士の差分を算出し、その各差分に、
傾斜面の所定の傾きに応じた比例係数を掛けて、重錘の
所定時間毎の変位量を算出する演算手段とを有する落下
式衝撃試験装置の変位量計測装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a weight capable of free fall, a specimen located on a floor surface (or mounted on the weight), and mounted on the weight, and a falling direction of the weight. A first optical system for measuring a distance between an inclined jig having an inclined surface having a predetermined inclination and a plane parallel to the moving direction of the weight, and an inclined surface accompanying the movement of the inclined jig at predetermined time intervals Type laser displacement meter, a second optical laser displacement meter that measures the distance between the plane accompanying the movement of the tilt jig every predetermined time,
Along with the movement of the weight from one point to another point, each distance between the plane and the plane every predetermined time, which is measured by the second optical laser displacement meter, corresponds to each of the distances. The difference between each of the distances from the inclined surface measured at a predetermined time, which is measured by the first optical laser displacement meter, is calculated, and the difference between adjacent ones of each of the differences is calculated. To the difference
A displacement means for calculating a displacement amount of the weight every predetermined time by multiplying by a proportional coefficient according to a predetermined inclination of the inclined surface.

【0017】〔発明の実施の形態の具体例〕以下に、図
5を参照して、落下式衝撃試験装置について説明する。
図5Aは、重錘が所定高さ位置に固定されている状態を
示し、図5Bは自由落下して重錘のの下面に取付けられ
た負荷用金具が、供試体に対する接触を開始した状態
(このときの重錘Wの初期速度は、例えば、10m/se
c である)を示し、図5Cは重錘の負荷用金具が供試体
に接触後、80mm自由落下して、供試体を衝撃し、供
試体の変形が終了した状態を示す。図5A、B、Cにお
いて、Wは重錘で、その両側の直動軸受けBa、Bbを
介して、枠体(フレーム)FLの壁Ka、Kbのそれぞ
れ中央部に、上下に延在する如く取付けられた一対のレ
ールRa、Rbに案内されて、上下に移動し得るように
取付けられている。重錘Wの下面には、負荷用金具LK
が取付けられており、この負荷用金具LKの供試体TP
に衝突する側の形状を種々選択することによって、供試
体TPの形状、材質等に応じて、供試体TPに対する衝
撃負荷の与え方を種々選択することができる。
[Specific Example of Embodiment of the Invention] A drop-type impact test apparatus will be described below with reference to FIG.
FIG. 5A shows a state in which the weight is fixed at a predetermined height position, and FIG. 5B shows a state in which the metal fitting for load attached to the lower surface of the weight starts contact with the specimen ( The initial speed of the weight W at this time is, for example, 10 m / se.
FIG. 5C shows a state in which the loading bracket of the weight falls freely by 80 mm after coming into contact with the specimen, impacts the specimen, and completes the deformation of the specimen. In FIGS. 5A, 5B, and 5C, W is a weight, which extends vertically through the linear motion bearings Ba and Bb on both sides thereof at the center of the walls Ka and Kb of the frame FL. It is mounted so that it can be moved up and down by being guided by a pair of mounted rails Ra and Rb. On the lower surface of the weight W, a load bracket LK is provided.
Is mounted, and the test piece TP of this load metal fitting LK is attached.
By variously selecting the shape of the side that collides with the specimen, it is possible to variously select how to apply an impact load to the specimen TP according to the shape, material, and the like of the specimen TP.

【0018】図示を省略するも、重錘Wと同様の直動軸
受けを介して一対のレールRa、Rbに案内されて上下
に移動する懸垂部に、重錘Wが懸垂され、その懸垂部は
ワイヤロープの一端に取付けられ、そのワイヤロープが
巻き取り器に巻き取られ、その巻き取り器がモータによ
って回転駆動され、これによって重錘Wが上下に移動可
能とされる。そして、重錘Wの懸垂部による懸垂が解除
されると、重錘Wが自由落下するようになされている。
又、図5Cに示す如く、後述する変形された供試体TP
上にある重錘Wを、懸垂部に懸垂させ、モータによって
ワイヤロープを巻き取ることによって、重錘Wを元の停
止位置まで持ち上げることができる。
Although not shown in the drawings, the weight W is suspended from a suspended portion which is guided up and down by being guided by a pair of rails Ra and Rb via the same linear bearing as the weight W, and the suspended portion is The wire rope is attached to one end of the wire rope, and the wire rope is wound by a winder, and the winder is rotated by a motor, whereby the weight W can be moved up and down. Then, when the suspension of the weight W by the suspension portion is released, the weight W falls freely.
Further, as shown in FIG. 5C, a modified specimen TP described later is used.
The weight W on the upper side is suspended from the suspension portion, and the wire rope is wound by a motor, so that the weight W can be lifted to the original stop position.

【0019】重錘Wは、例えば、ステンレス鋼やアルミ
ニウム合金等の材料から構成され、例えば、800mm
×250mmの矩形の平板形状を有する。この重錘Wに
付加錘を取り付けることにより、全体の重量を増加させ
ることができる。
The weight W is made of, for example, a material such as stainless steel or an aluminum alloy.
It has a rectangular flat plate shape of × 250 mm. By attaching an additional weight to the weight W, the overall weight can be increased.

【0020】TPは、枠体FL内の床面FL上に取付け
られた供試体である。供試体TPとしては、板、パイプ
等の単純な形状のものの他に、航空機の構成要素自体、
又は、その模型等の複雑な形状のものもあり、又、その
材質も金属、複合材料等である。
TP is a specimen mounted on the floor surface FL in the frame FL. As the specimen TP, in addition to those having simple shapes such as plates and pipes, the components of the aircraft itself,
Alternatively, there is a complicated shape such as a model thereof, and the material is also a metal, a composite material, or the like.

【0021】そして、図5Bに示すように、重錘Wが自
由落下して、重錘Wの下面に取付けられた負荷用金具L
Kが供試体TPに接触を開始してから、図5Cに示すよ
うに、重錘Wが供試体TPに衝突して、その供試体TP
の変形が完了して、重錘Wの落下が停止するまでの間の
重錘Wの所定時間毎の移動量(変位量)を、光学式レー
ザ変位計DMが傾斜ジグSJの斜面との間の距離(水平
方向の距離)のを所定時間毎に計測し、それを演算する
ことによって得るようにしている。
Then, as shown in FIG. 5B, the weight W falls freely and the load metal fitting L attached to the lower surface of the weight W
After K starts contacting the specimen TP, as shown in FIG. 5C, the weight W collides with the specimen TP, and the specimen TP
The amount of displacement (displacement) of the weight W every predetermined time until the weight W stops falling after the deformation of the weight W is completed is measured by the optical laser displacement meter DM between the slope of the tilt jig SJ. (Horizontal distance) is measured at predetermined time intervals, and is calculated to calculate the distance.

【0022】尚、重錘Wの下面に直接又は取付け金具を
介して供試体を固定し、重錘W及び供試体の自由落下に
よって、供試体を床面に衝突させ、重錘Wの慣性力で供
試体に衝撃荷重を与えるようにしても良い。この場合
は、床面上に図5と同様の負荷用金具を取付けて、床面
が供試体与える衝撃負荷の与え方を、その負荷用金具の
形状によって、種々選択することができる。
The specimen is fixed directly to the lower surface of the weight W or through a mounting bracket, and the weight W and the specimen are allowed to freely fall so that the specimen collides with the floor surface. Alternatively, an impact load may be applied to the specimen. In this case, a load fitting similar to that shown in FIG. 5 is mounted on the floor surface, and various methods of applying an impact load applied to the specimen by the floor surface can be selected according to the shape of the load fitting.

【0023】重錘Wは、上下の移動方向に対し垂直な平
面内のガタは微小なもので、最大でも0.02mmであ
る。重錘Wのガタ分による傾斜ジグ1の傾斜面u及び垂
直面vと間の変位計2、3によって計測される距離への
影響の検討を行ったところ、重錘Wが図5において、横
方向(水平方向)(図2のy方向)のみに移動した場合
は、傾斜面u及び垂直面vがフラットであるため、傾斜
面uのy軸方向(図2参照)の測定に補正を行う必要は
ないことが分かった。重錘Wがxy平面内で回転した場
合、重錘Wのy軸方向の長さは約900mmであるのに
対し、ガタ分は角度の補正であり、傾斜面uのx軸方向
の測定に対するガタ分の影響はx方向の純粋なガタ分に
比較して、遙に小さな値となり、無視し得る程度であ
る。このため、傾斜面uのx軸方向の測定に対するガタ
分は、v面のx軸方向のガタ分のみ補正を行えば十分で
あることが分かった。尚、上述のxy軸と直交する方向
をzとする。
The weight W has a minute play in a plane perpendicular to the vertical movement direction, and is at most 0.02 mm. When the influence of the backlash of the weight W on the distance measured by the displacement meters 2 and 3 between the inclined surface u and the vertical surface v of the inclined jig 1 was examined, the weight W When the movement is performed only in the direction (horizontal direction) (the y direction in FIG. 2), since the inclined surface u and the vertical surface v are flat, the measurement is performed in the y-axis direction (see FIG. 2) of the inclined surface u. It turned out to be unnecessary. When the weight W is rotated in the xy plane, the length of the weight W in the y-axis direction is about 900 mm, whereas the backlash is an angle correction, and the weight of the weight W is measured in the x-axis direction. The effect of the play is much smaller than the pure play in the x direction and is negligible. For this reason, it was found that it is sufficient to correct only the play in the x-axis direction of the v-plane for the play in the x-axis direction of the inclined surface u. Note that a direction orthogonal to the above-described xy axis is defined as z.

【0024】次に、図5を再び参照して、落下式衝撃試
験装置における本発明の実施の形態の具体例の変位量計
測装置を説明する。重錘Wの前面の直動軸受Bbの近く
に、重錘Wの落下方向に沿う傾斜ジグSJを取付けると
共に、枠体FL内において、この傾斜ジグSJの傾斜面
及び垂直平面の変位を計測する光学式レーザ変位計DM
を固定部に取り付ける。
Next, with reference to FIG. 5 again, a description will be given of a displacement measuring device as a specific example of the embodiment of the present invention in the drop impact test device. An inclined jig SJ along the falling direction of the weight W is mounted near the linear motion bearing Bb on the front surface of the weight W, and the displacement of the inclined surface and the vertical plane of the inclined jig SJ is measured in the frame FL. Optical laser displacement meter DM
To the fixed part.

【0025】次に、図1を参照して、図5における変位
計測装置の回路を説明する。重錘Wに取り付けられた傾
斜ジグ1(SJ)(図1の紙面に垂直な方向に下降す
る)の傾斜面Uとの間の距離及び垂直面(垂直平面)V
との間の距離を、各別の光学式レーザ変位計DM(2、
3)によって各別に計測する。これらの変位計2、3に
よる計測値である所定時間毎の距離(変位量)を、変位
量/信号電圧変換器(コントローラ)4、5に供給し
て、信号電圧に変換し、その信号電圧をメモリ6内のA
/D変換器に供給してデジタル信号電圧に変換した後、
メモリ6に記憶する。メモリ6に記憶されたデジタル信
号電圧は、コンピュータ7によって、最大変位量200
mmが信号電圧10Vに対応するところから、単位電圧
当たりの変位量20(mm/V)を計算する。
Next, the circuit of the displacement measuring device in FIG. 5 will be described with reference to FIG. The distance and the vertical plane (vertical plane) V between the inclined jig 1 (SJ) (downward in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) and the inclined plane U attached to the weight W
And the distance between each optical laser displacement meter DM (2,
Measure separately for each according to 3). The distances (displacement amounts) at predetermined time intervals, which are values measured by the displacement meters 2 and 3, are supplied to displacement / signal-voltage converters (controllers) 4 and 5 to be converted into signal voltages. In the memory 6
After supplying it to the / D converter and converting it to a digital signal voltage,
It is stored in the memory 6. The digital signal voltage stored in the memory 6 is converted by the computer 7 into a maximum displacement 200
Since the mm corresponds to the signal voltage of 10 V, the displacement 20 per unit voltage (mm / V) is calculated.

【0026】又、重錘Wの供試体に対する衝撃負荷に伴
うその他の計測器による計測出力も、メモリ6に供給さ
れてデジタル化した後記憶されると共に、その他の計測
器の計測出力に基づいて、重錘Wが自由落下して、供試
体に接触を開始する時点を検出するが、これらについて
は、後述する。
Also, the measurement output of the other measuring instruments accompanying the impact load of the weight W on the specimen is supplied to the memory 6, digitized and stored, and based on the measurement outputs of the other measuring instruments. The point at which the weight W falls freely and starts contacting the specimen is detected, which will be described later.

【0027】次に、図1の具体例の変位量計測装置の計
測動作を説明する。光学式レーザ変位計2、3によっ
て、傾斜ジグ1(SJ)の傾斜面U及び垂直面Vとの間
の距離(変位量)を各別に、同じ所定時間毎に同時に計
測し、これを変位量/信号電圧変換器(コ、ントロー
ラ)4、5によって、信号電圧に変換し、その信号電圧
を、メモリ6内のA/D変換器によって、試験条件の重
錘Wによる試供体TPに対する衝撃負荷速度を考慮した
任意のサンプリング間隔(例えば、10μsec 即ち、ク
ロック周波数で表現すれば、100kHz)で、A/D
変換を行いながら、同一時刻のサンプリングデータとし
て、1チャンネル当たり最大4ワードまで、メモリ6に
記憶する。
Next, the measuring operation of the displacement measuring device of the specific example of FIG. 1 will be described. The distances (displacement amounts) between the inclined surface U and the vertical surface V of the inclined jig 1 (SJ) are simultaneously and separately measured by the optical laser displacement meters 2 and 3 at the same predetermined time, and are measured. The signal voltage is converted into a signal voltage by the signal voltage converters (controllers) 4 and 5, and the signal voltage is converted by the A / D converter in the memory 6 into an impact load on the specimen TP by the weight W under the test conditions. At an arbitrary sampling interval considering the speed (for example, 10 μsec, that is, 100 kHz when expressed by a clock frequency), the A / D
While performing the conversion, up to four words per channel are stored in the memory 6 as sampling data at the same time.

【0028】コンピュータ7によって、メモリ6から読
出された所定時間毎のデジタル信号電圧に、単位電圧当
たりの変位量20(mm/V)のデジタル値を掛け算し
て変位量データを得、その各対応する変位量データの差
を求め、各差の隣接するもの同士で差分を求め、これに
重錘Wの落下方向、即ち、鉛直方向に対する傾斜面Uの
傾きに応じた比例係数を掛け算することにより、重錘W
の所定時間毎の落下距離(移動距離)、即ち、変位量を
得ることができる。この重錘Wの所定時間毎の変位量
が、表示装置8及びプリンタ9に出力される。
The computer 7 multiplies the digital signal voltage read from the memory 6 for each predetermined time by a digital value of a displacement amount per unit voltage of 20 (mm / V) to obtain displacement amount data. By calculating the difference between the displacement amount data to be obtained and the difference between adjacent ones of the differences, and multiplying the difference by a proportional coefficient corresponding to the inclination direction of the inclined surface U with respect to the falling direction of the weight W, that is, the vertical direction. , Weight W
Can be obtained for every predetermined time, that is, the displacement amount. The displacement amount of the weight W every predetermined time is output to the display device 8 and the printer 9.

【0029】次に図2を参照して、傾斜ジグ1の形状を
説明する。この傾斜ジグは2個のブロックBLu、BL
vが一体化されたものと考えることができる。一方のブ
ロックBLuは変位計2によって変位が計測される傾斜
面(傾斜平面)Uを有すると共に、その傾斜面Uの下端
には直方体形状の横長の突出部Pが設けられている。L
uは、変位計2による変位計測軌跡を示し、傾斜面Uの
中心線と一致している。他方のブロックBLvは直方体
形状を有しており、変位計3によって変位が計測される
垂直面(垂直平面)Vを有する。Lvは変位計3による
変位計測軌跡を示し、垂直面Vの中心線と一致してい
る。傾斜面Uは垂直面Vに対しある角度(これをθとす
る)だけ傾いている。
Next, the shape of the inclined jig 1 will be described with reference to FIG. This inclined jig has two blocks BLu, BL
It can be considered that v is integrated. One of the blocks BLu has an inclined surface (inclined plane) U whose displacement is measured by the displacement meter 2, and a horizontally elongated protrusion P having a rectangular parallelepiped shape is provided at a lower end of the inclined surface U. L
u indicates a displacement measurement trajectory by the displacement meter 2 and coincides with the center line of the inclined surface U. The other block BLv has a rectangular parallelepiped shape, and has a vertical plane (vertical plane) V on which the displacement is measured by the displacement meter 3. Lv indicates a displacement measurement trajectory by the displacement meter 3 and coincides with the center line of the vertical plane V. The inclined plane U is inclined with respect to the vertical plane V by a certain angle (this is θ).

【0030】傾斜ジグSJ(1)のz軸方向(図2に示
す如く、垂直面Vの中心線の方向に等しく、頂面と直角
な方向)が、重錘Wの落下方向と一致するように、傾斜
ジグSJ(2)が、その傾斜面U及び垂直面Vの形成さ
れている部分の反対側の面、即ち、背面において図5に
示す如く、重錘Wに取付けられる。
The z-axis direction of the inclined jig SJ (1) (as shown in FIG. 2, equal to the direction of the center line of the vertical plane V and perpendicular to the top surface) coincides with the falling direction of the weight W. Then, the inclined jig SJ (2) is attached to the weight W as shown in FIG. 5 on the surface opposite to the portion where the inclined surface U and the vertical surface V are formed, that is, on the back surface.

【0031】図5Bに示す如く、重錘Wが自由落下し
て、供試体TPに接触を開始したとき、図2に示す如
く、傾斜ジグ1の垂直面V上の変位計測軌跡Lv及び傾
斜面U上の変位計測軌跡Luと、z方向の高さがZs
(基準高さ)となる直線Zsとの各交点Vs、Usにお
ける変位計3、2により計測された変位量の差が−3m
mであり、その後重錘W 200mm下がって、傾斜ジ
グ1の垂直面V上の変位計測軌跡Lv及び傾斜面U上の
変位計測軌跡Luと、z方向の高さがZeとなる直線Z
eとの各交点Ve、Ueにおける変位計3、2により計
測された変位量の差が+3mmとなるように、傾斜面U
の左辺、垂直面Vの右辺及びブロックBLuの頂面(垂
直面Vと直交した平面)(尚、ブロックBLvの頂面も
ブロックBLuの頂面と同じ平面に属する)の一辺から
なる垂直面Vと直交する三角形Δの辺hを6mmと定め
ると、変位計3、2によって計測された変位量の差−
3.0mmを計測してから、変位量の差+3mmを計測
するまでの変位量の差6mm(=L)が、重錘Wの移動
量200mmに相当することが分かる。
As shown in FIG. 5B, when the weight W falls freely and starts to contact the specimen TP, as shown in FIG. 2, the displacement measurement trajectory Lv and the inclined surface on the vertical surface V of the inclined jig 1 are measured. The displacement measurement trajectory Lu on U and the height in the z direction are Zs
The difference between the displacement amounts measured by the displacement gauges 3 and 2 at the respective intersections Vs and Us with the straight line Zs (reference height) is -3 m.
m, then the weight W is lowered by 200 mm, and the displacement measurement trajectory Lv on the vertical plane V of the inclined jig 1 and the displacement measurement trajectory Lu on the inclined plane U, and a straight line Z whose height in the z direction is Ze
The inclined surface U is adjusted so that the difference between the displacement amounts measured by the displacement gauges 3 and 2 at the respective intersections Ve and Ue with e becomes +3 mm.
, The right side of the vertical plane V, and one side of the top surface of the block BLu (a plane perpendicular to the vertical surface V) (the top surface of the block BLv also belongs to the same plane as the top surface of the block BLu). Assuming that the side h of the triangle Δ orthogonal to is set to 6 mm, the difference between the displacement amounts measured by the displacement meters 3 and 2 −
It can be seen that the displacement amount difference of 6 mm (= L) from the measurement of 3.0 mm to the measurement of the displacement amount + 3 mm corresponds to the movement amount of the weight W of 200 mm.

【0032】そして、傾斜ジグ1の垂直面V上の変位計
測軌跡Lv及び傾斜面U上の変位計測軌跡Luと、z方
向の高さがZmとなる直線Zmとの各交点Vm、Umに
おける変位計3、2により計測された変位量の差がhm
であったとすると、重錘Wの移動量は、次の数1の式で
求められる。この演算は、コンピュータ7によって行わ
れる。
The displacement at the intersections Vm and Um of the displacement measurement trajectory Lv on the vertical plane V and the displacement measurement trajectory Lu on the inclined plane U of the inclined jig 1 and the straight line Zm having the height Zm in the z direction. The difference between the displacement amounts measured by the total 3 and 2 is hm
, The moving amount of the weight W is obtained by the following equation (1). This calculation is performed by the computer 7.

【0033】[0033]

【数1】(Zm−Zs)={hm−(垂直面Vのx方向
のガタ)}/6×200(mm)
## EQU1 ## (Zm-Zs) = {hm- (play in vertical direction V in x direction)} / 6 × 200 (mm)

【0034】傾斜面Uの下端側に設けた突出部Pについ
て説明する。突出部Pは幅が傾斜面Uの幅と同じで、高
さL0 (=0.002mm)、奥行きがh0 の直方体で
ある。この突出部Pの高さL0 が通過する時間を、図6
の如くSとすると、突出部Pの両エッジ間の平均速度
は、L0 /S=0.002mm/Sとなる。
The protrusion P provided on the lower end side of the inclined surface U will be described. The protruding portion P is a rectangular parallelepiped having the same width as the inclined surface U, a height L 0 (= 0.002 mm), and a depth h 0 . The time when the height L 0 of the protrusion P passes is shown in FIG.
S, the average speed between both edges of the protruding portion P is L 0 /S=0.002 mm / S.

【0035】次に、図3を参照して、傾斜ジグ1のブロ
ックBLuの断面形状、即ち、傾斜面uの断面形状を説
明する。但し、図3では、図面を見易くするためにハッ
チングを省略している。図3Aは図2に示した傾斜ジグ
のブロックBLuの断面を示しており、傾斜面Uの断面
は直線である。hm′は、傾斜面U及び垂直面Vのz軸
方向の高さがZmの部分のブロックBLuの厚みを示
す。h2 はブロックBLuの頂面の厚みを示す。h
1 は、傾斜面Uの下端におけるブロックBLuの厚みを
示す。Lは傾斜面Uのz軸方向の高さを示す。Lmは、
基準の高さZsを0としたときのz軸方向の高さがZm
の部分の高さを示し、これは重錘Wの移動量に相当す
る。このLmは、次の数2の式のようにして求められ
る。
Next, the sectional shape of the block BLu of the inclined jig 1, that is, the sectional shape of the inclined surface u will be described with reference to FIG. However, in FIG. 3, hatching is omitted to make the drawing easier to see. FIG. 3A shows a cross section of the block BLu of the inclined jig shown in FIG. 2, and the cross section of the inclined surface U is a straight line. hm ′ indicates the thickness of the block BLu in the portion where the height in the z-axis direction of the inclined plane U and the vertical plane V is Zm. h 2 indicates the thickness of the top surface of the block BLu. h
1 indicates the thickness of the block BLu at the lower end of the inclined surface U. L indicates the height of the inclined surface U in the z-axis direction. Lm is
When the reference height Zs is set to 0, the height in the z-axis direction is Zm.
, Which corresponds to the amount of movement of the weight W. This Lm is obtained by the following equation (2).

【0036】[0036]

【数2】Lm=hm′/(h2 −h1 [Number 2] Lm = hm '/ (h 2 -h 1)

【0037】図3Bは、傾斜面Uの断面を2本の折れ線
にて構成した場合である。この場合、2本の折れ線が交
わる点におけるブロックBLuの厚みをh3 とし、その
厚みがh2 の部分の傾斜面Uのz軸方向の高さをL1
LからL1 を差し引いた高さをL2 とする。尚、図3B
には、Lの文字は記入されていない。その他の寸法は、
図3Aと同じである。かくすると、高さがL1 及びL2
の部分の範囲におけるLmは数3の式によって与えられ
る。図3Bの場合は、移動体の移動量が遅い場合に、移
動体の移動量の主要な移動部分の精度を、残りの部分の
精度より高く測定する場合に好適である。
FIG. 3B shows a case where the cross section of the inclined surface U is constituted by two broken lines. In this case, the thickness of the block BLu at the point where the two polygonal lines intersect is defined as h 3, and the height of the inclined surface U of the portion where the thickness is h 2 in the z-axis direction is L 1 ,
The height of which is obtained by subtracting the L 1 from L and L 2. FIG. 3B
Does not have the letter L. Other dimensions are
It is the same as FIG. 3A. Thus, the heights are L 1 and L 2
Lm in the range of the portion is given by the equation of Expression 3. The case of FIG. 3B is suitable for a case where the accuracy of the main moving portion of the moving amount of the moving object is measured higher than the accuracy of the remaining portion when the moving amount of the moving object is slow.

【0038】[0038]

【数3】 L1 の範囲:Lm=hm/(h3 −h1 )×L12 の範囲:Lm=hm/(h2 −h3 )×L1 [Number 3] L 1 of the range: Lm = hm / (h 3 -h 1) of × L 1 L 2 range: Lm = hm / (h 2 -h 3) × L 1

【0039】図3Cは、傾斜面Uの断面を曲線(円弧、
放物線、多項式曲線等)にて構成した場合である。この
場合のLmは、曲線の数式の係数を代入して算出する。
図3Cの場合は、移動体の移動量が曲線(円弧、放物
線、多項式曲線等)的に変化する場合に好適である。こ
の場合は、傾斜ジグというより、曲面ジグとなる。尚、
図3B、Cは、参考として示したものである。
FIG. 3C shows the cross section of the inclined surface U as a curve (arc,
(Parabolic curve, polynomial curve, etc.). Lm in this case is calculated by substituting the coefficients of the mathematical formula of the curve.
The case of FIG. 3C is suitable when the moving amount of the moving body changes in a curved line (such as an arc, a parabola, or a polynomial curve). In this case, it becomes a curved jig rather than an inclined jig. still,
3B and 3C are shown for reference.

【0040】次に、図4を参照して、図1の具体例の変
位計測装置における光学式レーザ変位計2、3の具体的
構造を説明する。入力端子11よりの駆動信号が駆動回
路12を通じて、半導体レーザ13に供給されて、その
半導体レーザ13が駆動される。半導体レーザ13より
のレーザ光は投光レンズ14を通じて集光させてピンホ
ール状にし(例えば、直径が0.001mm以下)、基
準位置を中心として変位測定範囲内にある測定対象物1
5に照射する。測定対象物15からの反射レーザ光は受
光レンズ16を通じて集光させて光位置検出素子17に
入射する。この光学式レーザ変位計は、三角測量の原理
を用いて、測定対象物15の基準位置に対する位置が検
出され、その位置検出信号が増幅回路18を通じて、出
力端子19に出力される。この光学式レーザ変位計は、
測定対象物の微小な変位量を、高精度に、高速度の応答
性を以て計測することができる。
Next, the specific structure of the optical laser displacement meters 2 and 3 in the displacement measuring device of the specific example of FIG. 1 will be described with reference to FIG. The drive signal from the input terminal 11 is supplied to the semiconductor laser 13 through the drive circuit 12, and the semiconductor laser 13 is driven. The laser light from the semiconductor laser 13 is condensed through the light projecting lens 14 to form a pinhole (for example, a diameter of 0.001 mm or less), and the measurement target 1 within the displacement measurement range around the reference position.
Irradiate 5 The reflected laser light from the measuring object 15 is condensed through the light receiving lens 16 and enters the optical position detecting element 17. In this optical laser displacement meter, the position of the measurement object 15 with respect to the reference position is detected using the principle of triangulation, and the position detection signal is output to the output terminal 19 through the amplifier circuit 18. This optical laser displacement meter
A minute displacement amount of the measurement object can be measured with high accuracy and high-speed response.

【0041】図4における、光学式レーザ変位計の端面
から基準位置までの長さは、光学式レーザ変位計の機種
に応じて異なるが、具体例の場合は30mmであるの
で、光学式レーザ変位計が図2の傾斜ジグの傾斜面Uの
変位計測軌跡上の点Us及びUeの変位を計測している
ときの光学式レーザ変位計の端面から点Us及びUeま
での距離は、30mm−3mm及び30mm+3mmと
なる。
The length from the end face of the optical laser displacement meter to the reference position in FIG. 4 differs depending on the type of the optical laser displacement meter, but in the case of the specific example, it is 30 mm. When the meter measures the displacement of points Us and Ue on the displacement measurement trajectory of the inclined surface U of the inclined jig in FIG. 2, the distance from the end face of the optical laser displacement meter to the points Us and Ue is 30 mm-3 mm. And 30 mm + 3 mm.

【0042】因みに、変位量の計測装置は、接触式及び
非接触式に大別されるが、計測対象がこれに外力を加え
てはいけないものである場合や、計測対象に対する接触
が困難な場合は、非接触式の計測装置を使用することに
なる。非接触式の変位量測定装置には、計測対象の材質
や測定条件等に応じた、高周波磁界、静電気、超音波、
レーザ光を利用した変位計測装置がある。
Incidentally, displacement measuring devices are roughly classified into a contact type and a non-contact type. However, when the object to be measured must not be subjected to an external force, or when it is difficult to contact the object to be measured. Will use a non-contact measuring device. Non-contact type displacement measuring devices include high-frequency magnetic fields, static electricity, ultrasonic waves,
There is a displacement measuring device using laser light.

【0043】そして、落下式衝撃試験装置に用いられる
変位計測装置として利用できるものは、計測対象が各種
試験によって一定でないため、供試体で使用されること
が予想される全ての材質や色彩に制限等がなく、測定性
能についても、ピンポイント部分の検出が可能で、高精
度、高速応答性等の各種条件を満足する変位計測装置と
して、上述の光学式レーザ変位計が選択された。
[0043] The displacement measuring device used in the drop-type impact test device is limited to all materials and colors expected to be used in the test sample because the measurement object is not constant due to various tests. The above-mentioned optical laser displacement meter was selected as a displacement measuring device which can detect a pinpoint portion and satisfies various conditions such as high accuracy and high-speed response with respect to measurement performance.

【0044】次に、図6を参照して、本発明の実施の形
態の具体例の変位量計測と、従来の変位量計測を比較し
て説明する。両計測共、重錘が初期速度10m/sec で
供試体に接触を開始し、重錘が供試体に衝撃荷重を与え
て供試体を変形又は破壊させることによって、重錘の運
動エネルギーが供試体によって吸収され、重錘の80m
mの落下で停止した場合を考える。従来例で使用された
光学式レーザ光変位計の重錘の移動量の測定範囲が20
0mm、応答速度は0.9kHzである。これに対し、
具体例で使用された光学式レーザ光変位計の傾斜ジグの
傾斜面の移動量の測定範囲が6mm、応答速度は50k
Hzである。従来例及び具体例のメモリ内のA/D変換
器のサンプリングクロックの周波数は100kHzであ
る。
Next, with reference to FIG. 6, a description will be given of a comparison between a displacement amount measurement of a specific example of the embodiment of the present invention and a conventional displacement amount measurement. In both measurements, the weight started to contact the specimen at an initial speed of 10 m / sec, and the weight applied an impact load to the specimen to deform or destroy the specimen, so that the kinetic energy of the weight was reduced. 80m of weight absorbed by
Let us consider a case where the vehicle stops after falling by m. The measuring range of the moving amount of the weight of the optical laser displacement meter used in the conventional example is 20.
0 mm and the response speed is 0.9 kHz. In contrast,
The measuring range of the movement amount of the inclined surface of the inclined jig of the optical laser light displacement meter used in the specific example is 6 mm, and the response speed is 50 k.
Hz. The frequency of the sampling clock of the A / D converter in the memory of the conventional example and the specific example is 100 kHz.

【0045】図6の縦軸は、供試体に重錘が接触したと
きの供試体の頂面の床面からの高さを200mmとし、
その供試体が破壊又は変形した量を、重錘の落下量とし
て表した変位量を示し、従来例及び具体例(本発明)と
も同様の数値となるように開発した装置の換算係数を決
めている。図6の横軸は経過時間を10-3sec (msec)
の単位で表している。
The vertical axis in FIG. 6 indicates that the height of the top surface of the specimen from the floor when the weight contacts the specimen is 200 mm,
The amount of breakage or deformation of the specimen is shown as the amount of displacement expressed as the amount of drop of the weight, and the conversion factor of the device developed so that the conventional example and the specific example (the present invention) have the same numerical value is determined. I have. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the elapsed time as 10 −3 sec (msec).
It is expressed in units of

【0046】従来例の階段状の線は、変位計測データの
検出間隔が各段の左端部分であり、その後、112点目
に1段下がった左端部分の値を検出するまで、前回のデ
ータを継続して出力しているため、メモリのサンプリン
グ速度(100kHz)によって、あたかも同一の変位
量であるように記録される。
In the conventional example, the step-shaped line indicates that the detection interval of the displacement measurement data is the left end of each step, and thereafter, the previous data is detected until the value of the left end, which is one step lower at the 112th point, is detected. Since the data is continuously output, the data is recorded as if the displacements were the same, depending on the sampling speed (100 kHz) of the memory.

【0047】具体例(本発明)の曲線も実際には階段状
になっているが、2点毎に新しい段の階段状となってい
る。
Although the curve of the specific example (the present invention) actually has a stepped shape, it has a new stepped shape at every two points.

【0048】図7は、具体例(本発明)で用いられる光
学式レーザ変位計の実際の検出変位量と、その検出出力
電圧値を示している。縦軸は検出出力電圧(V)で、変
位計の定格測定量(±3mm)に対して、±5Vであ
る。横軸は実際の変位量を(mm)を示す。破線は、傾
斜ジグの傾斜面Uをx方向に測定した場合の検出量に対
する検出出力(±5V/±3mm)である。太い実線
は、破線で計測されたデータを演算処理部(コンピュー
タ)7によって、±100mm/±5Vに換算した重錘
の移動量とした場合の説明用の線である。
FIG. 7 shows the actual detected displacement of the optical laser displacement meter used in the specific example (the present invention) and the detected output voltage value. The vertical axis represents the detection output voltage (V), which is ± 5 V with respect to the rated measurement amount (± 3 mm) of the displacement meter. The horizontal axis indicates the actual displacement (mm). A broken line indicates a detection output (± 5 V / ± 3 mm) with respect to a detection amount when the inclined surface U of the inclined jig is measured in the x direction. The thick solid line is a line for explanation in the case where the data measured by the dashed line is converted by the arithmetic processing unit (computer) 7 into ± 100 mm / ± 5 V as the movement amount of the weight.

【0049】従来の変位量計測装置と具体例の移動量測
定装置を比較する。具体例の重錘の落下速度に対する検
出間隔は、10m/50000s-1=0.0002m/
sとなり、従来例では11.1mm/sの間隔に1点の
検出であったものが、具体例では0.2mm/sと高精
度の検出間隔に改良された。又、メモリ6に記憶される
データは、100kHz/50kHz=2となり、2点
間に新たな検出データが更新される。この間隔でデータ
を取得できれば、検出できなかったその中間の1点のデ
ータを補間して使用しても、精度低下は殆ど問題にはな
らない。
A comparison will be made between the conventional displacement measuring device and the moving amount measuring device of the specific example. The detection interval for the falling speed of the weight in the specific example is 10 m / 50,000 s −1 = 0.0002 m /
s, and one point is detected at an interval of 11.1 mm / s in the conventional example, but is improved to a highly accurate detection interval of 0.2 mm / s in the specific example. Further, the data stored in the memory 6 becomes 100 kHz / 50 kHz = 2, and new detection data is updated between two points. If the data can be acquired at this interval, even if the data of one intermediate point that could not be detected is interpolated and used, the decrease in accuracy hardly causes a problem.

【0050】又、傾斜ジグによる変位計の定格出力に対
する実質の変位量への演算による誤差の最大値は200
mm/6mm=33.3倍となり、検出分解能が0.0
005mmと頗る高精度であるため、0.0005×3
3.3=0.0166mmとなり、重錘の移動量200
mmに対する精度に影響を与えない。このため、従来は
計測不能であった、重錘や移動体の広い範囲の移動量
を、高速応答性を持つ光学式レーザ変位計と、傾斜ジグ
と、高速度のメモリの組み合わせにより、測定可能とな
った。更に、傾斜ジグの長さと傾斜角度とを変更すれば
(但し、図2のhの寸法は最大6mmとする)、更に広
い移動量の測定が可能となる。
The maximum value of the error due to the calculation of the actual displacement with respect to the rated output of the displacement meter due to the tilt jig is 200.
mm / 6mm = 33.3 times, and the detection resolution is 0.0
005mm and extremely high precision, 0.0005 × 3
3.3 = 0.0166 mm, and the moving amount of the weight is 200
It does not affect the accuracy for mm. For this reason, it is possible to measure the amount of movement of a wide range of weights and moving objects that could not be measured conventionally by using a combination of an optical laser displacement meter with high response speed, a tilt jig, and a high-speed memory. It became. Further, if the length and the inclination angle of the inclined jig are changed (however, the dimension of h in FIG. 2 is a maximum of 6 mm), it is possible to measure a wider moving amount.

【0051】冒頭に述べたように、落下式衝撃試験装置
では、床面上の供試体に落下する重錘によって衝撃が加
えられるか、又は、重錘に取付けられ、重錘と共に落下
して床面に衝突して衝撃を受けた供試体の変形量に応じ
た衝撃エネルギーの算出が主たる目的である。そこで、
重錘が自由落下し、床面上の供試体に接触を開始し、そ
の重錘の衝撃負荷によって、供試体が重錘の衝撃エネル
ギーを吸収して変形し、遂には、重錘が落下を停止する
までの間における、重錘の所定時間毎の落下量、即ち、
変位量と、重錘の加速度(又は供試体に負荷された荷
重)とを計測し、その積和をコンピュータ7で演算する
ことにより、上述の衝撃エネルギーを算出することがで
きる。その算出結果は、表示装置8やプリンタ9に表示
される。尚、重錘の加速度や供試体に負荷された荷重の
計測については、以下の他の計測の説明の中で行う。重
錘の所定時間毎の落下量、即ち、変位量と、重錘の加速
度(又は供試体に負荷された荷重)とが高計測分解能で
計測できれば、衝撃エネルギーの高精度な値を算出する
ことができる。因みに、従来は、重錘の加速度や供試体
に負荷される荷重の計測は、高計測分解能な計測が可能
であったが、重錘の所定時間毎の変位量を高計測分解能
を以て計測することが困難であった。しかし、本発明の
変位量計測装置によって、所定時間毎の変位量を高計測
分解能で計測することが可能になったのである。
As described at the beginning, in the drop-type impact test apparatus, an impact is applied by a weight that falls on the specimen on the floor surface, or the impact is attached to the weight, and it falls together with the weight to fall on the floor. The main purpose is to calculate the impact energy according to the amount of deformation of the specimen that has been impacted by colliding with the surface. Therefore,
The weight falls freely and starts contacting the specimen on the floor surface.The impact load of the weight causes the specimen to absorb the impact energy of the weight and deform, and finally the weight falls. Until the stop, the amount of falling of the weight every predetermined time, that is,
The above-described impact energy can be calculated by measuring the displacement amount and the acceleration of the weight (or the load applied to the specimen) and calculating the sum of the products by the computer 7. The calculation result is displayed on the display device 8 or the printer 9. The measurement of the acceleration of the weight and the load applied to the specimen will be described in the following description of other measurements. If the amount of drop of the weight every predetermined time, that is, the amount of displacement and the acceleration of the weight (or the load applied to the specimen) can be measured with high measurement resolution, a highly accurate value of impact energy is calculated. Can be. In the past, the measurement of the acceleration of the weight and the load applied to the specimen could be measured with high measurement resolution.However, the displacement amount of the weight every predetermined time should be measured with high measurement resolution. Was difficult. However, the displacement amount measuring device of the present invention makes it possible to measure the displacement amount at predetermined time intervals with high measurement resolution.

【0052】次に、図1の変位量計測装置における、重
錘が供試体を衝撃して供試体が変形するまでに、所定時
間毎の重錘の移動量(変位量)の計測を行うと同時に計
測を行って、その計測出力をメモリに記憶するその他の
計測器による計測及びその計測器による計測の計測出力
によって、重錘が落下して供試体に接触を開始する時点
の検出について説明する。
Next, the displacement amount (displacement amount) of the weight every predetermined time is measured by the displacement amount measuring apparatus of FIG. 1 until the weight impacts the specimen and deforms the specimen. At the same time, the measurement is performed and the measurement output is stored in the memory. The measurement by the other measurement device and the measurement output of the measurement by the measurement device are used to describe the detection at the time when the weight falls and starts to contact the specimen. .

【0053】先ず、荷重計について説明する。荷重計
は、物体の重さや加えられる力を計測するもので、単に
物体の静的重量を計測するのではなく、設置した計測箇
所の指定方向成分を時間履歴と共に計測する計測器であ
る。この荷重計として一般的なものに、ロードセルがあ
る。このロードセルの原理は、荷重に対して内蔵した受
感部が曲げ、圧縮などで変形する量を歪みゲージで検出
して、荷重に対する規定電圧値として出力するもので、
歪み検出用の計測器を用いることができる。
First, the load cell will be described. The load cell measures the weight and applied force of an object, and is a measuring instrument that measures not only a static weight of an object but also a specified direction component of an installed measurement point together with a time history. A common load cell is a load cell. The principle of this load cell is to detect the amount of deformation of the built-in sensitive part due to load, bending, compression, etc. with a strain gauge and output it as a specified voltage value for the load,
A measuring instrument for distortion detection can be used.

【0054】かかるロードセルの設置場所は、供試体の
形状、寸法、計測目的に応じて異なるが、例えば、供試
体を床面上に設置する場合は、供試体と床面との間に挿
入して、供試体に重錘が接触を開始し、供試体が変形し
て重錘の落下が停止するまで、荷重を計測する。又、重
錘に供試体が取付けられている場合は、床面上の供試体
が着地する部分にロードセルを設置する。いずれの場合
も、垂直下方向の力を正の方向として荷重を検出する。
そして、荷重が増加し始めた時点を、重錘が落下して床
面上の供試体に接触を開始した時点又は重錘に取付けら
れた供試体が床面に接触を開始した時点として検出する
ことが出来る。
The installation location of the load cell varies depending on the shape, dimensions, and measurement purpose of the specimen. For example, when the specimen is installed on the floor, the load cell is inserted between the specimen and the floor. Then, the weight is measured until the weight starts to contact the specimen, the specimen deforms and the weight stops falling. If the specimen is attached to the weight, a load cell is installed on the floor where the specimen lands. In either case, the load is detected with the vertical downward force as the positive direction.
Then, the point in time when the load starts to increase is detected as the point in time when the weight falls and starts contacting the specimen on the floor or the point in time when the specimen attached to the weight starts contacting the floor. I can do it.

【0055】次に、歪み計測について説明する。歪み
は、供試体の指定部分の応力を計測し、供試体全体の変
形に関する応力分布、振動、強度を評価する。歪みの計
測には、例えば、歪み受感部の長さが1mmの歪みゲー
ジを用いる。歪みゲージの原理は、金属抵抗素子を被計
測物の表面に接着し、その金属抵抗素子が伸びると抵抗
値が増加し、圧縮すれば抵抗値が減少することを利用し
て、その金属抵抗素子を、抵抗からなるホイートストン
ブリッジ回路の2辺に挿入する。この場合、ブリッジ回
路の一方の対角2点間に規定電圧を印加し、他方の対角
2点間に電圧が発生する。4辺の抵抗が同じ抵抗値を有
する場合は、その他方の対角2点間の電圧は0Vにな
り、ブリッジ回路に組み込んだ歪みゲージの抵抗値が変
化した場合、対角2点間に電圧が発生し、その電圧は、
歪みゲージの抵抗値の増加、減少に応じて、正負の電圧
が発生する。専用シグナルコンディショナで正負の電圧
値を計測すれば、被計測物の圧縮、伸長の値を歪み量し
て検出することができる。そこで、この供試体に取り付
けた歪みゲージによって、歪みが増加し始めた時点を、
重錘が落下して床面上の供試体に接触を開始した時点又
は重錘に取付けられた供試体が床面に接触を開始した時
点として検出することが出来る。
Next, the distortion measurement will be described. For the strain, the stress at a specified portion of the specimen is measured, and the stress distribution, vibration, and strength related to the deformation of the entire specimen are evaluated. For the measurement of the strain, for example, a strain gauge having a length of 1 mm is used. The principle of the strain gauge is that the metal resistance element is adhered to the surface of the object to be measured, and the resistance value increases when the metal resistance element expands, and decreases when the metal resistance element compresses. Is inserted into two sides of a Wheatstone bridge circuit composed of a resistor. In this case, a prescribed voltage is applied between two diagonal points on one side of the bridge circuit, and a voltage is generated between two diagonal points on the other side. When the resistances of the four sides have the same resistance value, the voltage between the other two diagonal points is 0 V, and when the resistance value of the strain gauge incorporated in the bridge circuit changes, the voltage between the two diagonal points is changed. And its voltage is
Positive and negative voltages are generated as the resistance value of the strain gauge increases or decreases. If the positive and negative voltage values are measured by the dedicated signal conditioner, the compression and expansion values of the measured object can be detected by distortion amounts. Therefore, when the strain began to increase due to the strain gauge attached to this specimen,
It can be detected as the time when the weight falls and starts to contact the specimen on the floor surface or the time when the specimen attached to the weight starts to contact the floor surface.

【0056】次に、加速度の計測について説明する。加
速度の計測場所は、重錘又は供試体の10数箇所であ
る。加速度計測の機種は色々あるが、センサの検出範囲
が数Gから1000G程度までで、衝撃耐久感度が10
000G以上のものが使用される。又、重錘又は供試体
への取付け付加荷重の影響を最小にするために、センサ
は小型、軽重量のもの必要で、高速応答性(100kH
z以上)も要求される。これらの条件を満足する加速度
計としては、ピエゾ型電荷素子が好適である。このピエ
ゾ電荷素子の原理は、ピエゾ型電荷素子に可動質量を接
着し、付加した加速度に応じて振動する可動質量が、接
着したピエゾ型電荷素子を圧縮又は引っ張ったときに発
生する電荷量を規定Gに対応した電圧に変換する専用シ
グナルコンディショナで計測する。そして、重錘又は供
試体に取付けられたピエゾ型電荷素子によって、加速度
の最初の大きな変化時点を、重錘が落下して床面上の供
試体に接触を開始した時点又は重錘に取付けられた供試
体が床面に接触を開始した時点として検出する。
Next, measurement of acceleration will be described. The measurement place of the acceleration is more than ten places of the weight or the specimen. Although there are various types of acceleration measurement models, the detection range of the sensor is from several G to about 1000 G, and the impact durability sensitivity is 10
000G or more is used. Also, in order to minimize the effect of the additional load attached to the weight or specimen, the sensor must be small and light in weight, and must have a fast response (100 kHz).
z or more) is also required. As an accelerometer that satisfies these conditions, a piezo-type charge element is preferable. The principle of this piezo charge element is to adhere a movable mass to the piezo charge element, and the movable mass that vibrates according to the applied acceleration defines the amount of charge generated when the attached piezo charge element is compressed or pulled. Measure with a dedicated signal conditioner that converts to a voltage corresponding to G. Then, by the piezo-type charge element attached to the weight or the specimen, the time point of the first large change in the acceleration is determined when the weight falls and starts to contact the specimen on the floor or attached to the weight. It is detected as the time when the test specimen that has come into contact with the floor surface.

【0057】次に、変位計測について説明する。この場
合は、供試体の変形量とその速度履歴を同時に検出する
必要がある。供試体の変形は複雑であり、全体を指定し
て計測することができない。1つの方法として、高速度
デジタルカメラによる連続記録から、指定点の移動を追
尾することができる。しかし、このデータ精度は、画素
サイズによって規制され、最高画質のもので256×2
56点である。言い換えれば、画面の最上部に記録され
た点が最下部まで変形しても1/256の分解能であ
る。そして、供試体の垂直下方向の変形を計測する。変
位量及び加速度又は荷重の関係から負荷エネルギーが得
られる。又、変位量は、応力、歪み、加速度等の表示、
評価に用いる基本的な重要データである。床面上又は重
錘と一体化された供試体に取付けられた変位計による垂
直下方向の変位の変化点から、重錘が落下して床面上の
供試体に接触を開始した時点又は重錘に取付けられた供
試体が床面に接触を開始した時点として検出する。
Next, displacement measurement will be described. In this case, it is necessary to simultaneously detect the deformation amount of the specimen and its speed history. The deformation of the specimen is complicated and cannot be measured by specifying the whole. As one method, the movement of a designated point can be tracked from continuous recording by a high-speed digital camera. However, this data accuracy is regulated by the pixel size, and 256 × 2
56 points. In other words, even if the point recorded at the top of the screen is deformed to the bottom, the resolution is 1/256. Then, the deformation of the specimen in the vertical downward direction is measured. The load energy can be obtained from the relationship between the displacement and the acceleration or the load. In addition, the displacement amount is indicated by stress, strain, acceleration, etc.,
Basic important data used for evaluation. When the weight falls and starts contacting the specimen on the floor from the point of change in vertical downward displacement by the displacement meter attached to the specimen on the floor or the It is detected as the point at which the specimen attached to the weight starts contacting the floor surface.

【0058】荷重、歪み、加速度及び変位の計測の際、
重錘が落下して床面上の供試体に接触を開始した時点又
は重錘に取付けられた供試体が床面に接触を開始した時
点では、接触の瞬間より急激に変化する最大値が検出さ
れるので、荷重、歪み、加速度及び変位の測定のいずれ
も採用することができるが、信号伝搬の時間的な問題が
発生するので、初期接触が起こる近傍の信号を基準信号
として選択している。
When measuring the load, strain, acceleration and displacement,
When the weight falls and starts contacting the specimen on the floor, or when the specimen attached to the weight starts contacting the floor, the maximum value that changes rapidly from the moment of contact is detected. Therefore, any measurement of load, strain, acceleration and displacement can be adopted, but since a time problem of signal propagation occurs, a signal near the initial contact is selected as a reference signal. .

【0059】落下式衝撃試験は、瞬時に(長くても数秒
以内)に終了するのが一般的であり、荷重、歪み、加速
度又は変位の計測は重錘の落下と同時に行われる。荷
重、歪み、加速度の計測器は、それぞれ専用のシグナル
コンディショナ等を用いるので、計測出力はアナログ電
圧となる。
The drop impact test is generally completed instantaneously (within a few seconds at most), and the measurement of load, strain, acceleration or displacement is performed simultaneously with the drop of the weight. Since a dedicated signal conditioner or the like is used for each of the load, strain, and acceleration measuring devices, the measurement output is an analog voltage.

【0060】計測器の機種の選定は、応答速度、検出
量、分解能、センサ重量、検出点の寸法、被計測物との
適合性、記録時間のなどを考慮して、供試体の衝撃応答
を最適に検出できること等を考慮して決定する。又、荷
重、歪み、加速度及び変位の計測を併用して、重錘が落
下して床面上の供試体に接触を開始した時点又は重錘に
取付けられた供試体が床面に接触を開始した時点を検出
する場合は、全てのデータ間に時間的なずれが生じさせ
ないように、扱い易く統合性のあるシステムにまとめる
必要がある。
The model of the measuring instrument is selected by considering the response speed, detection amount, resolution, sensor weight, size of the detection point, compatibility with the object to be measured, recording time, etc. The determination is made in consideration of the fact that it can be optimally detected. Also, using the measurement of load, strain, acceleration, and displacement together, when the weight falls and starts to contact the specimen on the floor, or the specimen attached to the weight starts to contact the floor. When detecting the point in time, it is necessary to integrate the data into an easy-to-handle and integrated system so as not to cause a time lag between all data.

【0061】[0061]

【発明の効果】第1の本発明によれば、移動体と、その
移動体に取付けられ、その移動体の移動方向に対し所定
の傾きを有する傾斜面を備えた傾斜ジグと、その傾斜ジ
グの移動に伴う傾斜面との間の距離を所定時間毎に計測
する光学式レーザ変位計と、移動体のある点から他の点
への移動に伴って、光学式レーザ変位計によって計測さ
れた、所定時間毎の傾斜面との間の各隣接する距離の差
分を算出し、その各差分に、傾斜面の所定の傾きに応じ
た比例係数を掛けて、移動体の所定時間毎の変位量を算
出する演算手段とを有するので、移動体の移動量の計測
可能変位範囲が広く、しかも移動体の所定時間毎の変位
量の計測分解能の高い変位量計測装置を得ることができ
る。
According to the first aspect of the present invention, an inclined jig provided with a moving body, an inclined surface attached to the moving body and having a predetermined inclination with respect to a moving direction of the moving body, and the inclined jig An optical laser displacement meter that measures the distance between the inclined plane and the moving surface at predetermined intervals, and an optical laser displacement meter that measures the distance from one point of the moving body to another point. Calculate the difference between adjacent distances with the inclined surface at predetermined time intervals, multiply each difference by a proportional coefficient corresponding to the predetermined inclination of the inclined surface, and calculate the displacement amount of the moving body at predetermined time intervals. And a calculating means for calculating the displacement of the moving body, the displacement measuring range of the moving amount of the moving body can be widened, and the displacement measuring apparatus can measure the displacement of the moving body every predetermined time with a high resolution.

【0062】第2の本発明によれば、自由落下の可能な
重錘と、床面上に位置する(又は重錘に取付けられた)
供試体と、重錘に取付けられ、その重錘の落下方向に対
し所定の傾きを有する傾斜面を備える傾斜ジグと、その
傾斜ジグの移動に伴う傾斜面との間の距離を所定時間毎
に計測する光学式レーザ変位計と、重錘のある点から他
の点への移動に伴って、光学式レーザ変位計によって計
測された、所定時間毎の傾斜面との間の各隣接する距離
の差分を算出し、その各差分に、傾斜面の所定の傾きに
応じた比例係数を掛けて、重錘の所定時間毎の変位量を
算出する演算手段とを有するので、重錘の移動量の計測
可能範囲が広く、しかも重錘の所定時間毎の変位量の計
測分解能の高い落下式衝撃試験装置の変位量計測装置を
得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the weight that can freely fall and the weight that is located on the floor surface (or is attached to the weight)
The distance between the test specimen and the inclined jig attached to the weight and having an inclined surface having a predetermined inclination with respect to the falling direction of the weight, and the inclined surface accompanying the movement of the inclined jig is set at predetermined time intervals. With the optical laser displacement meter to be measured, and with the movement of the weight from one point to another point, the distance between each adjacent distance between the inclined surface measured every predetermined time measured by the optical laser displacement meter. Calculation means for calculating the difference, multiplying each difference by a proportional coefficient according to a predetermined inclination of the inclined surface, and calculating a displacement amount of the weight every predetermined time. It is possible to obtain a displacement measuring device of a drop-type impact test device having a wide measurable range and high resolution for measuring the displacement of the weight every predetermined time.

【0063】第3の本発明によれば、移動体と、その移
動体に取付けられ、その移動体の移動方向に対し所定の
傾きを有する傾斜面及び移動体の移動方向と平行な平面
を備える傾斜ジグと、その傾斜ジグの移動に伴う傾斜面
との間の距離を所定時間毎に計測する第1の光学式レー
ザ変位計と、傾斜ジグの移動に伴う平面との間の距離を
所定時間毎に計測する第2の光学式レーザ変位計と、移
動体のある点から他の点への移動に伴って、第2の光学
式レーザ変位計によって計測された、所定時間毎の平面
との間の各距離と、その各距離にそれぞれ対応する、第
1の光学式レーザ変位計によって計測された、所定時間
毎の傾斜面との間の各距離との間の差を算出し、その各
差の隣接するもの同士の差分を算出し、その各差分に、
傾斜面の所定の傾きに応じた比例係数を掛けて、移動体
の所定時間毎の変位量を算出する演算手段とを有するの
で、移動体の移動量の計測可能変位範囲が広く、しかも
移動体の所定時間毎の変位量の計測分解能が高く、しか
も、移動体の第1の光学式レーザ変位計との間の距離の
方向のガタによる、移動体の所定時間毎の変位量の誤差
を補正して、移動体の所定時間毎の変位量を高精度に計
測することのできる変位量計測装置を得ることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, there is provided a moving body, an inclined surface attached to the moving body, having a predetermined inclination with respect to the moving direction of the moving body, and a plane parallel to the moving direction of the moving body. A first optical laser displacement meter for measuring the distance between the inclined jig and the inclined surface associated with the movement of the inclined jig at predetermined time intervals, and a distance between a plane associated with the movement of the inclined jig for a predetermined time A second optical laser displacement meter that measures each time, and a plane measured at a predetermined time interval by the second optical laser displacement meter with the movement of the moving body from one point to another point. A difference between each distance between the respective distances and the respective distances between the inclined planes measured by the first optical laser displacement meter and corresponding to the respective distances at predetermined time intervals is calculated. The difference between adjacent differences is calculated, and for each difference,
Calculating means for calculating a displacement amount of the moving body at predetermined time intervals by multiplying by a proportional coefficient corresponding to a predetermined inclination of the inclined surface, so that a measurable displacement range of the moving amount of the moving body is wide, and Has a high measurement resolution of the displacement amount at every predetermined time, and corrects the error of the displacement amount at every predetermined time of the moving body due to the play in the direction of the distance between the moving body and the first optical laser displacement meter. As a result, it is possible to obtain a displacement amount measuring device capable of measuring the displacement amount of the moving body every predetermined time with high accuracy.

【0064】第4の本発明によれば、自由落下の可能な
重錘と、床面上に位置する(又は重錘に取付けられた)
供試体と、重錘に取付けられ、その重錘の落下方向に対
し所定の傾きを有する傾斜面及び重錘の移動方向と平行
な平面を備える傾斜ジグと、その傾斜ジグの移動に伴う
傾斜面との間の距離を所定時間毎に計測する第1の光学
式レーザ変位計と、傾斜ジグの移動に伴う平面との間の
距離を所定時間毎に計測する第2の光学式レーザ変位計
と、重錘のある点から他の点への移動に伴って、第2の
光学式レーザ変位計によって計測された、所定時間毎の
平面との間の各距離と、その各距離とそれぞれ対応す
る、第1の光学式レーザ変位計によって計測された、所
定時間毎の傾斜面との間の各距離との間の差を算出し、
その各差の隣接するもの同士の差分を算出し、その各差
分に、傾斜面の所定の傾きに応じた比例係数を掛けて、
重錘の所定時間毎の変位量を算出する演算手段とを有す
るので、重錘の移動量の計測可能変位範囲が広く、しか
も重錘の所定時間毎の変位量の計測分解能が高く、しか
も、重錘体の第1の光学式レーザ変位計との間の距離の
方向のガタによる、重錘の所定時間毎の変位量の誤差を
補正して、重錘の所定時間毎の変位量を高精度に計測す
ることのできる落下式衝撃試験装置の変位量計測装置を
得ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the weight that can freely fall and the weight that is located on the floor (or is attached to the weight)
A test object, an inclined jig attached to the weight, having an inclined surface having a predetermined inclination with respect to the falling direction of the weight and a plane parallel to the moving direction of the weight, and an inclined surface accompanying the movement of the inclined jig A first optical laser displacement meter for measuring the distance between the optical disc and the plane associated with the movement of the tilt jig at predetermined time intervals; Along with the movement of the weight from one point to another point, each distance between the plane and the plane every predetermined time measured by the second optical laser displacement meter corresponds to each of the distances. Calculating the difference between each distance measured by the first optical laser displacement meter and the inclined surface every predetermined time,
The difference between adjacent ones of the respective differences is calculated, and each difference is multiplied by a proportional coefficient according to a predetermined inclination of the inclined surface,
Since the calculation means for calculating the displacement amount of the weight every predetermined time is provided, the measurable displacement range of the movement amount of the weight is wide, and the measurement resolution of the displacement amount of the weight every predetermined time is high, and By correcting an error of the displacement amount of the weight every predetermined time due to the play in the direction of the distance between the weight body and the first optical laser displacement meter, the displacement amount of the weight every predetermined time is increased. It is possible to obtain a displacement measuring device of the drop impact test device that can measure with high accuracy.

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

【図1】本発明の実施の形態の具体例の落下式衝撃試験
装置の変位量計測装置の回路構成を示すブロック線図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a displacement measuring device of a drop impact test device according to a specific example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の具体例の変位量計測装置に用いられる傾
斜ジグの一例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a tilt jig used in the displacement measuring device of the specific example of FIG.

【図3】図2の傾斜ジグのブロックBLuの縦断面形状
及びその変形例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a vertical cross-sectional shape of a block BLu of the inclined jig in FIG. 2 and a modified example thereof.

【図4】図1の具体例の変位量計測装置に用いられる光
学式レーザ変位計の一例を示す略線図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an optical laser displacement meter used in the displacement measuring device of the specific example of FIG. 1;

【図5】図1の具体例の落下式衝撃試験装置の変位量計
測装置の機械的構成部分及びその動作説明を示す配置図
である。
5 is a layout diagram showing mechanical components of a displacement measuring device of the drop impact test device of the specific example of FIG. 1 and an explanation of its operation.

【図6】本発明と従来例による変位計測の一例を示す特
性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of displacement measurement according to the present invention and a conventional example.

【図7】変位計の定格出力に対する本発明による実質の
変位量を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a substantial displacement amount according to the present invention with respect to a rated output of the displacement meter.

【図8】落下式衝撃試験装置における従来の変位量計測
装置を示す配置図である。
FIG. 8 is a layout diagram showing a conventional displacement measuring device in a drop-type impact test device.

【図9】従来の変位量計測装置を示すブロック線図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional displacement measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 傾斜ジグ、U 傾斜ジグの傾斜面、V 傾斜ジグの
垂直面、2、3 光学式レーザ変位計、4、5 変位量
/信号電圧変換器(コントローラ)、6 メモリ、7
コンピュータ、8 表示装置、9 プリンタ。
1 inclined jig, inclined plane of U inclined jig, vertical plane of V inclined jig, 2, 3 optical laser displacement meter, 4, 5 displacement / signal voltage converter (controller), 6 memory, 7
Computer, 8 display device, 9 printer.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 移動体と、 該移動体に取付けられ、該移動体の移動方向に対し所定
の傾きを有する傾斜面を備えた傾斜ジグと、 該傾斜ジグの移動に伴う上記傾斜面との間の距離を所定
時間毎に計測する光学式レーザ変位計と、 上記移動体のある点から他の点への移動に伴って、上記
光学式レーザ変位計によって計測された、上記所定時間
毎の上記傾斜面との間の各隣接する距離の差分を算出
し、該各差分に、上記傾斜面の上記所定の傾きに応じた
比例係数を掛けて、上記移動体の上記所定時間毎の変位
量を算出する演算手段とを有することを特徴とする変位
量計測装置。
1. A movable body, an inclined jig attached to the movable body, the inclined jig having an inclined surface having a predetermined inclination with respect to a moving direction of the movable body, and the inclined surface accompanying the movement of the inclined jig. An optical laser displacement meter that measures the distance between the moving object at predetermined time intervals, and with the movement of the moving body from one point to another, measured by the optical laser displacement meter at each of the predetermined time intervals. A difference between adjacent distances from the inclined surface is calculated, and each difference is multiplied by a proportional coefficient according to the predetermined inclination of the inclined surface to obtain a displacement amount of the moving body at each predetermined time. And a calculating means for calculating the displacement amount.
【請求項2】 自由落下の可能な重錘と、 床面上に位置する(又は上記重錘に取付けられた)供試
体と、 上記重錘に取付けられ、該重錘の落下方向に対し所定の
傾きを有する傾斜面を備える傾斜ジグと、 該傾斜ジグの移動に伴う上記傾斜面との間の距離を所定
時間毎に計測する光学式レーザ変位計と、 上記重錘のある点から他の点への移動に伴って、上記光
学式レーザ変位計によって計測された、上記所定時間毎
の上記傾斜面との間の各隣接する距離の差分を算出し、
該各差分に、上記傾斜面の上記所定の傾きに応じた比例
係数を掛けて、上記重錘の上記所定時間毎の変位量を算
出する演算手段とを有することを特徴とする落下式衝撃
試験装置の変位量計測装置。
2. A weight that can be freely dropped; a specimen located on a floor surface (or attached to the weight); and a specimen attached to the weight, which is provided in a predetermined direction with respect to the falling direction of the weight. An inclined jig having an inclined surface having an inclination of; an optical laser displacement meter for measuring a distance between the inclined surface along with the movement of the inclined jig at predetermined time intervals; and With the movement to the point, the difference between each adjacent distance between the slope and the predetermined time, measured by the optical laser displacement meter, is calculated,
Calculating means for multiplying each of the differences by a proportional coefficient according to the predetermined inclination of the inclined surface to calculate a displacement amount of the weight every predetermined time. Device for measuring the amount of displacement.
【請求項3】 移動体と、 該移動体に取付けられ、該移動体の移動方向に対し所定
の傾きを有する傾斜面及び上記移動体の移動方向と平行
な平面を備える傾斜ジグと、 該傾斜ジグの移動に伴う上記傾斜面との間の距離を所定
時間毎に計測する第1の光学式レーザ変位計と、 上記傾斜ジグの移動に伴う上記平面との間の距離を上記
所定時間毎に計測する第2の光学式レーザ変位計と、 上記移動体のある点から他の点への移動に伴って、上記
第2の光学式レーザ変位計によって計測された、上記所
定時間毎の上記平面との間の各距離と、該各距離にそれ
ぞれ対応する、上記第1の光学式レーザ変位計によって
計測された、上記所定時間毎の上記傾斜面との間の各距
離との間の差を算出し、該各差の隣接するもの同士の差
分を算出し、該各差分に、上記傾斜面の上記所定の傾き
に応じた比例係数を掛けて、上記移動体の上記所定時間
毎の変位量を算出する演算手段とを有することを特徴と
する変位量計測装置。
3. A movable body, an inclined jig attached to the movable body, having an inclined surface having a predetermined inclination with respect to the moving direction of the movable body, and a plane parallel to the moving direction of the movable body, and the inclined jig. A first optical laser displacement meter for measuring a distance between the jig and the inclined surface at predetermined time intervals, and a distance between the plane and the inclined jig movement at predetermined time intervals. A second optical laser displacement meter to be measured; and the plane at every predetermined time, measured by the second optical laser displacement meter with the movement of the moving body from one point to another point. And a difference between each of the distances and the respective distances between the respective inclined planes corresponding to the respective distances, which are measured by the first optical laser displacement meter, at predetermined time intervals. Calculating, calculating the difference between adjacent ones of the respective differences, and calculating Is multiplied by the proportional coefficient corresponding to the predetermined inclination of the inclined surface, displacement measuring apparatus characterized by having a calculating means for calculating an amount of displacement of each said predetermined time of the moving object.
【請求項4】 自由落下の可能な重錘と、 床面上に位置する(又は上記重錘に取付けられた)供試
体と、 上記重錘に取付けられ、該重錘の落下方向に対し所定の
傾きを有する傾斜面及び上記重錘の移動方向と平行な平
面を備える傾斜ジグと、 該傾斜ジグの移動に伴う上記傾斜面との間の距離を所定
時間毎に計測する第1の光学式レーザ変位計と、 上記傾斜ジグの移動に伴う上記平面との間の距離を上記
所定時間毎に計測する第2の光学式レーザ変位計と、 上記重錘のある点から他の点への移動に伴って、上記第
2の光学式レーザ変位計によって計測された、上記所定
時間毎の上記平面との間の各距離と、該各距離とそれぞ
れ対応する、上記第1の光学式レーザ変位計によって計
測された、上記所定時間毎の上記傾斜面との間の各距離
との間の差を算出し、該各差の隣接するもの同士の差分
を算出し、該各差分に、上記傾斜面の上記所定の傾きに
応じた比例係数を掛けて、上記重錘の上記所定時間毎の
変位量を算出する演算手段とを有することを特徴とする
落下式衝撃試験装置の変位量計測装置。
4. A weight that can freely fall, a specimen located on a floor surface (or attached to the weight), and a test piece attached to the weight and defined in a falling direction of the weight. An inclined jig having an inclined surface having an inclination of? And a plane parallel to the moving direction of the weight, and a first optical type for measuring a distance between the inclined surface accompanying the movement of the inclined jig at predetermined time intervals. A laser displacement meter, a second optical laser displacement meter for measuring a distance between the plane with the movement of the tilt jig at every predetermined time, and a movement of the weight from one point to another point Accordingly, each distance between the plane and the plane every predetermined time measured by the second optical laser displacement meter, and the first optical laser displacement meter corresponding to each distance. Between each of the distances from the inclined surface at every predetermined time measured by Calculate the difference, calculate the difference between adjacent ones of each difference, multiply each difference by a proportionality coefficient according to the predetermined inclination of the inclined surface, the weight of the weight every predetermined time A displacement amount measuring device for a drop-type impact test device, comprising: a calculating means for calculating a displacement amount.
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