JP5076420B2 - 測定装置および材料試験機 - Google Patents
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Description
単に所定値以上の周波数帯域の信号を除去した後にフーリエ変換を行う場合、周波数の高い試験、すなわち高速試験では変換精度が悪い。また、搬送波の周波数帯域の近傍周波数帯域に雑音が含まれているときなどは、搬送波に重畳されている計測信号から特定周波数の信号成分を精度よく取り出せない。
請求項2に係る測定装置は、請求項1に記載の測定装置において、さらに加えて、前記ベクトル測定回路により検出されたベクトル成分を所定の補償位相分だけ回転させることにより、前記物理的変化を反映した成分値を算出する位相補償回路を備えることを特徴とする。
請求項3に係る測定装置は、請求項1または2に記載の測定装置において、前記検出回路は、前記計測対象の物理的変化を抵抗値または容量値変化に変換するホイートストーンブリッジであることを特徴とする。
請求項4に係る材料試験機は、請求項1から3のいずれか1項に記載の測定装置と、試験片を負荷する負荷アクチュエータと、前記測定装置で測定した測定信号に基づいて前記アクチュエータを制御して前記試験片を負荷する制御手段とを備えることを特徴とする。
測定回路10に容量成分の影響を受けない校正用ブリッジ16を接続し、抵抗成分による電位差Δvrの位相を予め測定する。この位相は搬送波に対する位相遅れであり、補償位相θvと呼ぶ。
(ii-1)測定回路10にケーブ61を介してロードセルブリッジ20を接続し、容量成分の電位差が重畳された計測信号を取得する。この計測信号をフーリエ変換し、抵抗成分による電位差Δvrと容量成分による電位差Δvcとを分離して算出する。
(ii-2)抵抗成分による電位差Δvrの位相を補償処理で得た補償位相θvだけ回転、すなわちずらし、抵抗成分による実際の電位差ΔvrAを算出する。
図4において、ベクトルAvは、平衡状態の校正用ブリッジ16から出力される計測信号を表し、ベクトルBvは、付加抵抗R21およびR22を平衡状態の校正用ブリッジ16に付加してバランスを崩した状態で校正用ブリッジ16から出力される計測信号を表す。ベクトルAvとベクトルBvとの差分であるベクトル差Bv−Avは、交流電圧信号の基準位相に対してθvだけ遅れている。このθvは、搬送波の位相に対する抵抗成分による電位差の位相遅れ、すなわち補償位相θvである。
X4=a×x3+b×y3
ただし、a,bは、a=x2-x1,b=y2-y1
マザーウェーブレットφ(t)を次式(1)で表す。
(1)測定回路10の最終出力段と入力初段に校正用ブリッジ回路16を設け、試験に先立って、搬送波である交流電圧信号の位相を基準として、抵抗成分による電位差の位相遅れを補償位相θvとして算出して記憶するようにした。計測時に得られた抵抗成分の計測信号の位相を補償位相θvだけずらし、その抵抗成分の実計測値を算出するようにした。その結果、本実施の形態の測定装置では、測定回路10とロードセルブリッジ20とを接続するケーブルなどの浮遊容量の影響を受けることがない。したがって、接続ケーブの引き回しが変わっても、検出値に影響がない。
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。
16 校正用ブリッジ 20 ロードセルブリッジ
50 材料試験機 114 ウェーブレット変換回路
115 フーリエ変換回路
Claims (4)
- 計測対象の物理的変化に応じた信号を出力する検出回路と、所定周波数および所定振幅の交流電圧を発生する交流電圧発生回路と、前記交流電圧を前記検出回路に印加したとき前記検出回路から得られる交流検出信号を入力し、入力したその交流検出信号に対して所定のウェーブレット変換処理を施すウェーブレット変換回路と、前記ウェーブレット変換回路から出力された信号を入力し、入力したその信号にフーリエ変換処理を施すことにより前記交流検出信号の抵抗成分および容量成分に対応したベクトル成分を検出するベクトル測定回路とを備え、前記ウェーブレット変換処理におけるスケーリング係数aと、前記交流電圧の前記所定周波数fとは、a=4fの関係を有することを特徴とする測定装置。
- 請求項1に記載の測定装置において、さらに加えて、前記ベクトル測定回路により検出されたベクトル成分を所定の補償位相分だけ回転させることにより、前記物理的変化を反映した成分値を算出する位相補償回路を備えることを特徴とする測定装置。
- 請求項1または2に記載の測定装置において、前記検出回路は、前記計測対象の物理的変化を抵抗値または容量値変化に変換するホイートストーンブリッジであることを特徴とする測定装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の測定装置と、試験片を負荷する負荷アクチュエータと、前記測定装置で測定した測定信号に基づいて前記アクチュエータを制御して前記試験片を負荷する制御手段とを備えることを特徴とする材料試験機。
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