JP3519976B2 - 材料試験機 - Google Patents

材料試験機

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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試験片に負荷を加
える試験機本体と、該試験機本体を駆動制御する動力計
とを備え、動力計に試験条件を条件ファイルとして蓄積
するようにした材料試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧万能試験機などの材料試験機
において自動負荷試験を行う場合、試験に必要な各種条
件を設定する必要がある。例えば、JIS規格に基づく
引張試験を行う場合は、応力速度[N/mm2 /sec
]、定速ラムストローク[mm/min]、限界応力
値(速度切替点)[N/mm2 ]、断面積[mm2 ]の
各項目を設定する必要がある。これらの設定値は、後日
再利用することがあり、記憶しておくと便利である。
【0003】そこで、従来は、コンソールパネルのテン
キーで所定の数字を入力することにより、入力された数
字を条件ファイル番号とし、現在設定されている各項目
の設定値が1セットの試験条件として条件ファイルに記
憶するようにしている。そして、記憶している試験条件
を呼び出すときは条件ファイル番号を指定するようにし
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複数のオペレ
ータが1つの試験機および試験機を制御する動力計を操
作するため、作成される試験条件は頻繁に更新される。
このため、前回と同じ試験を行う際、保持してあった条
件が誤って削除されることがあり、取扱い説明書や、仕
様書、JIS規格等を見ながら、多岐にわたる条件項目
の設定値を入力して試験条件を設定する必要があった。
特に、試験に不慣れな場合、試験条件を設定するのに苦
労し、試験に手間を要するという問題があった。また、
設定値を忘れてしまい同一試験が行えないこともある。
【0005】また、従来の材料試験機では、条件ファイ
ル番号のみで条件ファイルを指定するので、条件ファイ
ル番号に対応する試験内容を識別することが難しく、試
験条件を一旦呼び出して表示画面で各設定項目を確認す
る必要があり、また、所望の条件でなかった場合は再度
条件ファイル番号を指定して条件の呼び出しを行わなけ
ればならず、使い勝手が悪いという問題があった。
【0006】本発明は、材料試験機において、試験条件
の設定を容易にすることで、使い勝手をよくし、試験の
手間を省くことを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の材料
試験機は、試験片に負荷を加える試験機本体と、該試験
機本体を駆動制御する動力計とを備え、該動力計に、複
数の試験条件に対応する複数の条件ファイルを蓄積する
とともに設定された条件ファイルの試験条件に応じて試
験を行うように制御する制御部を有する材料試験機にお
いて、前記制御部に、各種情報を表示する表示手段と、
条件ファイルを設定する条件ファイル設定手段と、前記
複数の条件ファイルの群に対応するパスワードを設定可
能なパスワード設定手段と、該パスワード設定手段で設
定されたパスワードの入力により該パスワードに対応す
る条件ファイルの読み出しおよび書き替えを可能にする
とともに、該読み出した条件ファイルの試験条件の性格
を示す識別情報を該条件ファイルに対応付けて記憶し、
前記パスワードの入力により条件ファイルを読み出すと
き、該パスワードに対応する複数の条件ファイルの各条
件ファイル番号と各条件ファイルに対応する識別情報と
を前記表示手段に表示する条件ファイル管理手段と、を
備えたことを特徴とする。
【0008】
【0009】本発明の請求項2の材料試験機は、請求項
1の構成を備え、前記複数の条件ファイルには、試験を
実行する為の試験条件とその推奨値が予め記憶されてお
り、前記制御部に条件ファイルを設定するとき、前記条
件ファイル設定手段の検索操作に応じて、前記試験条件
とその推奨値を前記表示手段に表示するようにしたこと
を特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態に
係る材料試験機のブロック図である。試験機本体10は
下端を固定された試験片Sの状態に荷重を加える上部ク
ロスヘッド10aと、上部クロスヘッド10aを駆動す
るラム(油圧シリンダ)10b、ラム10bのストロー
クを検出するラムストローク検出器10c、ラム10b
に接続されてラムのシリンダ内圧を荷重値として検出す
る荷重検出機10d、試験辺Sの伸びを検出する伸び計
10eを備えている。なお、ラム10bは油圧サーボシ
ステムAによる油圧で駆動される。
【0011】動力計20は、荷重値等をデジタル表示す
るデジタル表示パネル20a、パルスモータで指針を駆
動させて荷重値をアナログ表示する指示計20b、試験
時に油圧サーボシステムA、デジタル表示パネル20a
および指示計20bを自動制御する制御部20c、およ
び非常停止ボタン20dを備えている。動力計20に
は、試験機本体10のラムストローク検出器10c、荷
重検出器10d、伸び計10eの出力が入力され、これ
らの出力に基づいてデジタル表示パネル20aと指示計
20bで荷重値が表示され、さらにデジタル表示パネル
20aでは荷重、ピーク荷重、変位等が表示される。
【0012】図2は動力計20の要部を示すブロック図
であり、制御部20cはCPU2を備えたマイクロコン
ピュータで構成されている。CPU2はROM3に記憶
されている制御プログラムに基づいてRAM4のワーキ
ングエリアを使用して動力計20の全体の制御を行う。
EEPROM5は試験条件等の設定値を記憶しておくも
のであり、操作表示パネル部1は試験条件や試験片の形
状および寸法の情報の入力、各試験条件や入力情報の表
示等を行うものである。また、プリンタ6は統計演算結
果を出力するものである。インターフェース(I/F)
7には、デジタル表示パネル20a、指示計20b、非
常停止ボタン20dが接続され、さらに、ラムストロー
ク検出器10c、荷重検出器10d、伸び計10eの出
力をそれぞれA/D変換するA/D変換器31,32,
33、油圧サーボシステムAに制御信号を出力する制御
回路34がそれぞれ接続されている。
【0013】以上の構成により、CPU2は、ラムスト
ローク検出器10c、荷重検出器10d、伸び計10e
の出力をデジタルデータとして取り込むとともに、デジ
タル表示パネル20a、指示計20bにそれぞれデジタ
ルデータを出力し、計測値のデジタル表示や指示計によ
る指針表示を行う。また、各種計測値のデータはRAM
4の所定の記憶領域に格納し、この格納された計測デー
タに基づいて統計演算を行い、プリンタ6から統計演算
の結果をプリントアウトする。また、後述説明するよう
に、操作表示パネル部1の入力操作に応じて、ユーザー
IDやパスワードを判断し、試験条件の条件ファイルの
読出しおよび書込みの制御を行う。また、試験片の断面
積の演算処理を行い、さらに入力操作に応じてEEPR
OM5に対する試験条件の書込みや読出しの制御を行
う。さらに、EEPROM5の予め決められた試験条件
をヘルプ画面として表示し、選択された試験条件の条件
ファイルにより、試験条件の設定等を行う。
【0014】なお、CPU2は、各種試験時に非常停止
ボタン20dが操作されると、油圧サーボシステムAを
制御して試験機本体10の動作を停止する。
【0015】図3は操作表示パネル部1のパネル面を示
す図であり、操作表示パネル部1は液晶表示器11と操
作スイッチ群12を備えており、操作スイッチ群12に
は、テンキー12aとその他の多数の操作キーが配設さ
れている。なお、以下の説明で各キーを示すとき、図3
の各キーに印された文字を“[ ]”の括弧書きで主に説
明する。
【0016】図4は、実施形態のEEPROM5に確保
される条件ファイルのデータベースの構造を示す図であ
り、先ず、5つのユーザーIDを登録するIDエリアが
あり、各IDエリアにはパスワードを登録するパスワー
ドエリアがある。各IDエリアおよびパスワードエリア
には、10セットの条件ファイルをそれぞれ登録する1
0個の条件ファイルエリアがある。そして、ユーザーが
ユーザーIDを入力すると、ユーザーIDに対応するパ
スワードエリアが読み取られ、パスワードエリアにパス
ワードが登録されていると、その登録されているパスワ
ードと同じパスワードが入力されない限り、条件ファイ
ルの読出しおよび書込みが行れない。また、同一のユー
ザーIDについて、登録されているパスワードと同じパ
スワードが入力されると、そのユーザーIDに対応する
条件ファイルの群について条件ファイルの読出しおよび
書込みが可能となる。また、各条件ファイルエリアに
は、その条件ファイルの種類などのコメント(識別情
報)を記憶しておくコメントエリアが設けられており、
条件ファイルが読み出されるとコメントエリアのコメン
トも同時に読み出され、表示される。
【0017】CPU2は操作表示パネル部1の操作スイ
ッチ群12の操作を検出するとともに液晶表示器11の
表示を制御し、この操作表示パネル部1の入力操作に応
じて表示の切替えやデータの取込みを行う。次に、パス
ワードの入力操作の一例について説明する。例えば、試
験条件設定画面で試験条件の設定が終了した後、この設
定した試験条件を保存しておく場合、 [WRITE]キーを押
す。これにより、図5に示したようなパスワード入力画
面になる。この画面では第1行目にユーザIDと、パス
ワード入力要求を示す「PASSWORD ****?」が表示され、
第2行目には入力可能文字列「01234…XYZ」が表示さ
れ、文字列内の1文字に現在のポインターを示すアンダ
ーバーが表示される。第3,4行目の「CURSOR [0]<- -
>[.] 」の表示はテンキー12aの [0]キーでカーソル
が左に移動し、 [.]キーでカーソルが右に移動すること
を示し、「INPUT ->[ENT] 」の表示は [ENT]キーを押す
とそのときカーソルのある位置の文字が1文字入力され
ることを示している。また、「DELETE->[C/N] 」の表示
は [C/N]キーを押すと直前に入力した文字が削除される
ことを示し、「BACK->[BS]」の表示は[BS]キーを押すと
試験条件設定画面に戻ることを示している。
【0018】上記表示の指示にしたがって、パスワード
を1文字づつ入力し、最終4文字目が入力された時点
で、入力されたパスワードが登録されているパスワード
と一致するかの判断が行われる。そして、パスワードが
一致すれば図6の条件ファイル選択画面になる。なお、
パスワードが登録されていなければ。前記 [WRITE]キー
を押す操作でそのまま図6の条件ファイル選択画面にな
る。この画面では、第1行目に例えば「SAVE; 0,1,2,5
」のように既に条件ファイルが保存されている条件フ
ァイル番号が表示され、第2行目に「NON-SAVE; 0,3,4,
6,7,8,9 」のように条件ファイルが保存されていない条
件ファイル番号が表示される。また、第3行目に書込み
先の条件ファイル番号の入力要求を示す「WRITE FILE N
O.# 」が表示され、テンキー12aで条件ファイル番号
を入力すると、図7に示したようにコメント入力画面に
なる。
【0019】次に図7に基づいてコメントの入力操作に
ついて説明する。図7の画面において、第1行目に条件
ファイル番号と「F #」が表示されるとともに、「:####
##…######」のように未入力のコメント入力領域が表示
され、第2行目には入力可能文字列「01234…XYZ」が表
示される。そして、第3、4行目に操作キーの機能が表
示されているように、パスワード入力時と同様に、 [0]
キー、 [.]キー、 [ENT]キー、 [C/N]キー、[BS]キー、
[SKIP]キーの操作で、英数字を入力するたびに順次エコ
ーバックしてコメント入力領域の「# 」が入力文字に変
わる。
【0020】入力が完了すると確認の画面が表示され、
例えば、その条件ファイルに既にデータが保存されてい
るときは、図8に示したように「OVER WRITE OK ? YES-
>[ENT], NO->[C/N] 」の確認のメッセージが表示され、
上書きするときは [ENT]キーを、中止するときは [C/N]
キーを押す。また、その条件ファイルにまだデータが保
存されていないときには、「WRITE OK ? YES->[ENT], N
O->[C/N]」の確認のメッセージが表示され、書き込むと
きは [ENT]キーを、中止するときは [C/N]キーを押す。
このようにして、パスワードの一致により条件ファイル
を保存、あるいは更新することができるとともに、その
条件ファイルにコメントを付けることができる。
【0021】次に、条件ファイルの読み出し時には、先
ず、 [USER ID]キーを操作すると図9のユーザー選択画
面が表示される。この表示の第1行目に「USER ID NOW:
NO.# 」のように現在のユーザーID番号が表示され、
第2行目にユーザーID番号が、これに対応して第3行
目にユーザー名称が表示される。そこで、ユーザー番号
をテンキー12aおよび [ENT]キーで入力すると、前記
図5と同様なパスワード入力画面になり、前記同様の操
作でパスワードを入力し、現在のユーザーIDに対応す
るパスワードと一致すると、図10のような条件ファイ
ル選択画面が表示される。この条件ファイル選択画面で
テンキー12aで条件ファイル番号を入力することで所
望の条件ファイルを読み出すことができる。なお、指定
された条件ファイル番号に対応する条件ファイルが保存
されていないときは、「[NO FILE! RETLY->[ENT],NO->
[C/N] 」が表示され、やり直すときは、 [ENT]キーを、
中止するときは [C/N]キーを押す。
【0022】ここで、条件ファイル選択画面の第4行目
(第2行目はブランク)に「FILE COMMENT->[SKIP]」と
表示されている。すなわち、条件ファイルを選択するに
あたり[SKIP]キーを操作すると、図11のコメント画面
が表示され、条件ファイル番号(「F 1 」等)とその条
件ファイルに対応するコメント(「CONCRETE STANDARD-
01 KS FIKE」等)が表示される。これにより、条件ファ
イルの試験条件の種類等を容易に確認でき、条件ファイ
ルの選択操作が簡便になる。
【0023】図12は条件ファイルを保存するときの条
件ファイル書込み処理のフローチャートであり、例え
ば、前述のように設定した試験条件を保存するとき [WR
ITE]キーが押されると処理が開始される。先ず、ステッ
プS11で、現在選択されているユーザーIDにパスワ
ードが登録されているか否かを判定し、登録されていな
ければステップS14に進み、登録されていればステッ
プS12でパスワードの入力処理を行う。そして、ステ
ップS13で登録されているパスワードと一致するかを
判定し、一致しなければステップS12に戻り、一致す
ればステップS14で、図6の条件ファイル選択画面を
表示するとともに、条件ファイル番号の入力に係わる処
理等を行い、ステップS15で条件ファイル番号が入力
されたか判定する。条件ファイル番号が入力されなけれ
ばステップS14に戻り、条件ファイル番号が入力され
たら、ステップS16で、図7のコメント入力画面を表
示するとともに、コメントの入力に係わる処理等を行
い、ステップS17でコメント入力が完了したかを判定
し、完了しなければステップS16に戻り、完了すれば
ステップS18で、上書きの確認等を行って、コメント
と共に条件ファイルを書き込んで処理を終了する。な
お、フローチャートは図示を省いたが、上記各処理中に
[C/N]キー、[SKIP]キーなど他の操作があれば、それら
の各操作に応じた処理を行う。このように、ユーザーI
Dにパスワードが登録されている場合、この登録された
パスワードと同じパスワードを入力しなければ、ファイ
ルの保存や読出しを行うことができない。
【0024】上記のようにパスワードの入力により条件
ファイルの保存や読出しの管理を行うことができるが、
次に、パスワードを用いた制御の他の例を説明する。図
13はユーザーIDの新規入力および上書き処理のフロ
ーチャートであり、ユーザーIDの上書きにパスワード
を用いる。先ず、ステップS21で、ユーザーIDを設
定するIDエリアの番号を選択入力する処理を行い、I
Dエリアの番号が入力されると、ステップS22で新た
なユーザーIDを入力する処理を行う。新たなユーザー
IDが入力されると、ステップS23で、IDエリアの
番号に対応してパスワードが登録されているかを判定
し、パスワードが登録されていなければ、ステップS2
6に進み、パスワードが登録されていれば、ステップS
24で前述のようなパスワードの入力処理を行う。そし
て、ステップS25で登録されているパスワードと一致
するかを判定し、一致しなければステップS24に戻
り、一致すればステップS26で[SKIP]キーの操作等に
よい確定が指定されたか否かを判定し、確定が指定され
れば新たなユーザーIDを現在のIDエリアのユーザー
IDとして上書きして処理を終了する。ステップS26
で[BS]キーが操作されるとステップS22に戻る。以上
の処理により、パスワードが登録されていなければユー
ザーIDを新たに設定したり上書きすることができる
が、パスワードが登録されていれば、同じスワードを入
力しないかぎり、ユーザーIDを変更することができな
い。
【0025】図14はパスワードの新規入力および上書
き処理のフローチャートであり、ステップS31でユー
ザーIDを選択入力する処理を行い、ステップS32
で、そのユーザーIDにパスワードが既に登録されてい
るか否かを判定し、登録されていなければステップS3
5に進み、パスワードがすでに登録されていれば、ステ
ップS33で前述のようにパスワードの入力処理を行
う。パスワードが入力されるとステップS34で登録さ
れているパスワードと一致するかを判定し、一致しなけ
ればステップS33に戻り、一致すればステップS35
新たなパスワードの入力処理を行う。そして、ステップ
S36で[SKIP]キーの操作等により確定が指定されたか
否かを判定し、確定が指定されれば新たなパスワードを
現在のユーザーIDのパスワードとして登録して処理を
終了する。ステップS36で[BS]キーが操作されるとス
テップS21に戻る。
【0026】以上の処理により、パスワードが登録され
ていなければ、そのまま新たなパスワードの登録を行う
ことができるが、パスワードが登録されていれば、同じ
パスワードを入力しないかぎり、パスワードの登録更新
を行うことができない。
【0027】操作表示パネル部1の操作スイッチ群12
には[HELP]キーが設けられており、[LOAD]キー、[STROK
E]キー、[STRAIN]キー、 [TENSION]キーおよび[OTHERS]
キーの操作により試験の種類を選択したあと、[HELP]キ
ーを押すと図15、図16に示したように試験の種類に
対応して各試験条件のサンプルを示すヘルプ画面が液晶
表示器11に表示される。
【0028】図15において、(A) は定速荷重制御のヘ
ルプ画面、(B) は定速ラムストローク制御のヘルプ画
面、(C) は定速歪み制御のヘルプ画面、(D) は引張試験
制御のヘルプ画面、(E) はコンクリート圧縮強度試験制
御のヘルプ画面、(F) はコンクリート曲げ強度試験制御
のヘルプ画面、(G) はコンクリート引張強度試験制御の
ヘルプ画面である。また、図16において、(A) はサイ
クル試験制御の定速荷重サイクルのヘルプ画面、(B) は
サイクル試験制御の定速ラムストロークサイクルのヘル
プ画面、(C) サイクル試験制御の定速歪みサイクルのヘ
ルプ画面、(D) はインターバル試験制御の定速荷重イン
ターバルのヘルプ画面、(E) はインターバル試験制御の
定速ラムストロークインターバルのヘルプ画面、(F) は
インターバル試験制御の定速歪みインターバルのヘルプ
画面である。
【0029】以上のように、複数の試験条件のサンプル
をヘルプ画面として表示できるようになっているので、
試験機自体の設定可能な条件範囲が判断できる。また、
JIS規格のある試験は、その条件が表示されるため、
規格に基づいた試験を確実に実行できる。なお、このヘ
ルプ画面の内容も書き替え可能なようにすると、ユーザ
ーにあったヘルプ画面とすることができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の材料試験機によれば、動力計で、複数の試験条件の複
数の条件ファイルの群に対応するパスワードを設定可能
にするとともに、該設定されたパスワードの入力によ
り、該パスワードに対応する条件ファイルの読み出しお
よび書き替えを可能にするとともに、さらに条件ファイ
ルに対応する識別情報を該条件ファイルに対応付けて記
憶し、パスワードの入力により条件ファイルを読み出す
とき、条件ファイル番号と各条件ファイルに対応する識
別情報とを表示するようにしたので、パスワードを知っ
ているオペレータ以外は容易に条件ファイルの上書き等
を行うことができず、オペレータは必要な条件ファイル
を確保しておくことができ、さらに、識別情報により、
条件ファイルに対応する試験内容を容易に識別できて必
要な条件ファイルをすぐに読み出すことができ、試験条
件の設定を容易にすることで、使い勝手をよくし、試験
の手間を省くことができる。
【0031】
【0032】本発明の請求項の材料試験機によれば、
請求項1と同様な効果が得られるとともに、条件ファイ
ルに予め定められた試験条件と該試験条件の推奨値を含
み、動力計で条件ファイルを設定するとき、特定の操作
に応じて、推奨値を含む試験条件を表示するようにした
ので、取扱い説明書や、仕様書、JIS規格等を見なが
ら、試験条件を設定する必要がなく、試験に不慣れな場
合でも試験条件を容易に把握することができ、試験条件
の設定を容易にすることで、使い勝手をよくし、試験の
手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の材料試験システムのブロ
ック図である。
【図2】実施形態における動力計の要部を示すブロック
図である。
【図3】実施形態における操作表示パネル部のパネル面
を示す図である。
【図4】実施形態における条件ファイルのデータベース
の構造を示す図である。
【図5】実施形態におけるパスワード入力画面の表示例
を示す図である。
【図6】実施形態における条件ファイル選択画面の表示
例を示す図である。
【図7】実施形態におけるコメント入力画面の表示例を
示す図である。
【図8】実施形態における確認のメッセージの画面の表
示例を示す図である。
【図9】実施形態におけるユーザー選択画面の表示例を
示す図である。
【図10】実施形態における条件ファイル選択画面の他
の表示例を示す図である。
【図11】実施形態におけるコメント画面の他の表示例
を示す図である。
【図12】実施形態における条件ファイル書込み処理の
フローチャートである。
【図13】実施形態におけるユーザーIDの新規入力お
よび上書き処理のフローチャートである。
【図14】実施形態におけるパスワードの新規入力およ
び上書き処理のフローチャートである。
【図15】実施形態におけるヘルプ画面の表示例を示す
図である。
【図16】実施形態におけるヘルプ画面の他の表示例を
示す図である。
【符号の説明】
1 操作表示パネル部 2 CPU 3 ROM 4 RAM 5 EEPROM 10 試験機本体 11 液晶表示器 12 操作スイッチ群 12a テンキー 20 動力計 20c 制御部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 3/00 - 3/62 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験片に負荷を加える試験機本体と、該
    試験機本体を駆動制御する動力計とを備え、該動力計
    に、複数の試験条件に対応する複数の条件ファイルを蓄
    積するとともに設定された条件ファイルの試験条件に応
    じて試験を行うように制御する制御部を有する材料試験
    機において、 前記制御部に、各種情報を表示する表示手段と、条件フ
    ァイルを設定する条件ファイル設定手段と、前記複数の
    条件ファイルの群に対応するパスワードを設定可能なパ
    スワード設定手段と、該パスワード設定手段で設定され
    たパスワードの入力により該パスワードに対応する条件
    ファイルの読み出しおよび書き替えを可能にするととも
    に、該読み出した条件ファイルの試験条件の性格を示す
    識別情報を該条件ファイルに対応付けて記憶し、前記パ
    スワードの入力により条件ファイルを読み出すとき、該
    パスワードに対応する複数の条件ファイルの各条件ファ
    イル番号と各条件ファイルに対応する識別情報とを前記
    表示手段に表示する条件ファイル管理手段と、を備えた
    ことを特徴とする材料試験機。
  2. 【請求項2】 前記複数の条件ファイルには、試験を実
    行する為の試験条件とその推奨値が予め記憶されてお
    り、前記制御部に条件ファイルを設定するとき、前記条
    件ファイル設定手段の検索操作に応じて、前記試験条件
    とその推奨値を前記表示手段に表示するようにしたこと
    を特徴とする請求項1記載の材料試験機。
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