JPH0323553Y2 - - Google Patents

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JPH0323553Y2
JPH0323553Y2 JP1984086641U JP8664184U JPH0323553Y2 JP H0323553 Y2 JPH0323553 Y2 JP H0323553Y2 JP 1984086641 U JP1984086641 U JP 1984086641U JP 8664184 U JP8664184 U JP 8664184U JP H0323553 Y2 JPH0323553 Y2 JP H0323553Y2
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JP1984086641U
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、亀裂を生じた被試験片の亀裂長さ
を計測するもので、特にその計測が高精度で行な
えるように改良したものに関する。
従来、亀裂を生じた被試験片の亀裂長さを計測
する場合、一般に第2図に示すような亀裂長さ計
測装置を用いている。すなわち、この亀裂長さ計
測装置は、被試験片11の亀裂部先端の両端部に
設けた入力端子11a,11bに電源12を接続
してこの被試験片11に一定の電流を流す。そし
て、上記被試験片11の亀裂部近傍の先端の両端
部に設けた出力端子11c,11d間に現われる
電圧を検出してこの検出電圧を増幅器13で増幅
し、この増幅信号を電圧計測器14及び電圧記録
器15で計測記録するようにしたものである。つ
まり、この亀裂長さ計測装置は、上記検出電圧が
上記被試験片11の抵抗分、すなわち亀裂長さ外
の断面積におけるオームの法則に従つた電圧値で
あることを利用したものである。
ところで、上記被試験片11が金属である場
合、その抵抗分が非常に小さい(例えば銅材の抵
抗率ρはρ=10〜20×10-8[Ωm])ので、ある程
度大きな電流を供給するようにしても上記検出電
圧値は非常に小さいものである。このため、上記
計測装置は、上記検出電圧を増幅器13で増大す
るようにし、上記電圧計測器14及び電圧記録器
15により亀裂長さの変化と同じ特性の電圧変化
を得るようになされている。ここで得られた電圧
値の変化量は、別途得られている電圧値及び亀裂
長さの関係によつて、亀裂長さに変換することが
できるものである。尚、亀裂長さの変化に伴う電
圧値の変化量は、初期の亀裂長さに対する電圧値
の数分の1となる。
ここで、一般的な鉄鋼材のCT試験片を例にと
つて上記検出電圧について説明する。まず、前記
オームの法則により、被試験片11に流れる電流
をI、その抵抗分をRとすると、上記検出電圧V
は、 V=I・R …(1) で表わされ、また上記抵抗分Rは抵抗率をρ、電
極端子間距離をl、被試験片11の断面積をaと
すると、 R=ρ・l/a …(2) で表わされる。したがつて、上記鉄鋼材のCT試
験片11が第2図に示すような寸法を有し、 ρ=20×10-8[Ωm] =20×10-5[Ωmm] l=2×40=80[mm] a=63.5×12.7[mm2] であるとすれば、上記抵抗分Rは、(2)式より、 R=20×10-5×80/806.45 =1.98×10-5[Ω] となり、上記電流Iが10[A]であるとすれば、
検出電圧Vは、(1)式より、 V=10×1.98×10-5 =1.98×10-4[V] =198[μV] と非常に小さい電圧となる。
ここで、亀裂長さが、例えば50[mm]であると
すると、 l=2×50=100[mm] ρ=20×10-5[Ω・mm] a=806.45[mm2] であるから、抵抗分Rは、 R=ρ・l/a=20×10-5×100/806.45 =2.475×10-5[Ω]となる。ここで、電流
I=10[A]の状態のとき、検出電圧Vは、 V=I・R=10×2.475×10-5 =247.5[μV] となり、前記電極端子間距離l=40[mm]の亀裂
長さ時の検出電圧198[μV]に比較して約50[μV]
の増加となる。
また、亀裂長さが、例えば60[mm]であるとす
ると、 l=2×60=120[mm] ρ=20×10-5[Ω・mm] a=806.45[mm2] であるから、抵抗分Rは、 R=ρ・l/a=20×10-5×100/806.45 =2.976×10-5[Ω] となる。ここで、電流I=10[A]の状態のとき、
検出電圧Vは、 V=I・R=10×2.976×10-5 =297.6[μV] となり、前記電極端子間距離l=40[mm]の亀裂
長さ時の検出電圧198[μV]に比較して約100
[μV]の増加となる。
したがつて、CT試験片11の亀裂長さの変化
に伴う検出電圧Vの変化は、第3図に示すよう
に、増幅器13によつて拡大したとしても初期電
圧との変化の割合が変わらないので、電圧計測器
14の計測範囲に対して非常に小範囲となつてお
り、この電圧計測器14によつて電圧の変化量を
計測する場合には非常に非能率的で精度が悪い。
このように、被試験片11が金属である場合に
は、大きな電流を供給しても、被試験片11の亀
裂長さに対応している検出電圧は非常に小さい値
となるので、上記計測装置では高精度の電圧計測
が要求される。ところが、上記検出電圧を直接計
測しようとすると、検出電圧がμVオーダーであ
ることから高価な高精度計測器が必要となる。こ
のため、上記のような従来の計測装置では、増幅
器13を用いて微少電流を増大して計測するよう
にしている。しかしながら、このように増幅器1
3を用いると、上記微少電圧の増幅器にこの微少
電圧に生じているノイズ成分及び増幅器に起因す
るノイズ成分を共に増大してしまうので、精度の
良い電圧値が得られない。したがつて、従来の亀
裂長さ計測装置では、被試験片11が抵抗分の少
ない材料である場合、比較的安価にかつ高精度に
亀裂長さを計測することは困難であつた。
この考案は上記のような問題を改善するために
なされたもので、被試験片が抵抗分の少ない材料
である場合でも亀裂長さを比較的安価にかつ高精
度に計測することが可能な亀裂長さ計測装置を提
供することを目的とする。
すなわち、この考案による亀裂長さ計測装置
は、亀裂を生じた被試験片に一定の電流を流し該
被試験片の亀裂部両端に発生する電圧を検出し該
検出電圧から前記亀裂の長さを計測記録するもの
において、前記検出電圧に対して逆電圧を発生す
る逆電圧発生器と、前記検出電圧が印加されると
同時に前記逆電圧発生器からの逆電圧が印加され
前記検出電圧の変化分のみを検出する等価電圧検
出回路とを具備し、前記逆電圧発生器の出力電圧
を初期測定時に前記検出電圧と等しく調整して用
いることを特徴とするもので、初期基準電圧値
(初期の亀裂長さに対する電圧値)を除去し、電
圧の変化量のみを計測可能とするものである。
以下、第1図を参照してこの考案に係る一実施
例を詳細に説明する。但し、第1図において第2
図と同一部分には同一符号を付して示し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。
第1図はその構成を示すもので、前記被検査片
11の入力端子11a,11bはそれぞれ電源1
2の(+)端子、(−)端子に接続されているも
のとする。そして、この被試験片11の出力端子
11c,11dは等価電圧検出回路16の入力端
子16a,16bに接続される。この等価電圧検
出回路16は逆電圧入力端子16c,16d及び
出力端子16e,16fを有しており、入力端子
16aと逆電圧入力端子16cとを抵抗R1,R2
を介して接続し、入力端子16bと逆電圧入力端
子16dとを短絡させ、上記抵抗R1の出力端を
出力端子16eに接続し、短絡線を出力端子16
fに接続するようにしたもので、逆電圧入力端子
16c,16dはそれぞれ逆電圧発生器17の
(−)端子及び(+)端子に接続され、出力端子
16e,16fは前記増幅器13の各入力端に接
続される。
上記のような構成において、以下その動作及び
計測方法について説明する。
まず、被試験片11に電源12から一定電流を
供給し、被試験片11の出力端子11c,11d
より得られる電圧V1を等価電圧検出回路16の
入力端子16a,16bに印加する。そして、こ
の等価電圧検出回路16の出力端子16e,16
f間に現われる電圧V0がO[V]となるように、
逆電圧発生器17より逆電圧入力端子16c,1
6dに逆電圧V2を印加する。ここで、被試験片
11の亀裂長さが変化し、被試験片11からの出
力電圧V1が変化したとすると、等価電圧検出回
路16の出力端子16e,16f間には亀裂長さ
の変化に応じた電圧変化量のみの電圧値が1/2に
なつて現われる。
すなわち、上記等価電圧検出回路16における
出力電圧V0は、 V0=(V1+V2)×R2/R1+R2 …(3) と表わせるから、R1=R2としてV2にV1の同じレ
ベルの逆電圧−V1を与えれば、 V0=O …(4) となる。ここで、V1がV1+ΔV1に変化したとす
ると、等価電圧検出回路16の出力電圧V0は、
(3)式より、 V0=(V1+V2)×R2/R1×R2 =(V1+ΔV1−V1)×1/2 =1/2×ΔV1 となり、出力電圧V0にはΔV1の1/2が現われるこ
とになる。
この等価電圧検出回路16の出力電圧V0は増
幅器13により増幅され、電圧計測器14にてそ
の電圧値が計測されるが、この場合電圧変化が0
[V]から始まるので、電圧計測器14では計測
範囲全体で計測することが可能となる。
したがつて、上記のように構成した亀裂長さ計
測装置は、被試験片の亀裂長さの変化に伴う電圧
変化量のみを計測するようにして、初期基準電圧
値を計測器上0[V]として計測することができ
るので、比較的安価な高精度を必要としない計測
器を用いて精度良く測定することができる。さら
に、詳細はしないが被試験片が高温中にある場合
でも、容易に熱起電力を計測することができるこ
とは言うまでもない。
以上詳述したようにこの考案によれば、亀裂を
生じた被試験片に一定の電流を流し該被試験片の
亀裂部両端に発生する電圧を検出し該検出電力か
ら前記亀裂の長さを計測記録するものにおいて、
前記検出電圧に対して逆電圧を発生する逆電圧発
生器と、前記検出電圧が印加されると同時に前記
逆電圧発生器からの逆電圧が印加され前記検出電
圧の変化分のみを検出する等価電圧検出回路とを
具備し、前記逆電圧発生器の出力電圧を初期測定
時に前記検出電圧と等しく調整して用い、初期基
準電圧値(初期の亀裂長さに対する電圧値)を除
去し、電圧の変化量のみを計測可能とするように
したことによつて、被試験片が抵抗分の少ない材
料である場合でも亀裂長さを比較的安価にかつ高
精度に計測することが可能な亀裂長さ計測装置を
提供することができる。尚、この考案は電気ポテ
ンシヤル法による亀裂長さ計測装置や電圧の変化
量のみの計測装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案に係る亀裂長さ計測装置の一
実施例を示す構成図、第2図は従来の亀裂長さ計
測装置の構成を示す構成図、第3図は亀裂長さの
変化に対する検出電圧の変化を説明するための特
性図である。 11……被試験片、12……電源、13……増
幅器、14……電圧計測器、15……電圧記録
器、16……等価電圧検出回路、17……逆電圧
発生器。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 亀裂を生じた被試験片に一定の電流を流し該被
    試験片の亀裂部両端に発生する電圧を検出し該検
    出電圧から前記亀裂の長さを計測記録する亀裂長
    さ計測装置において、前記検出電圧に対して逆電
    圧を発生する逆電圧発生器と、前記検出電圧が印
    加されると同時に前記逆電圧発生器からの逆電圧
    が印加され前記検出電圧の変化分のみを検出する
    等価電圧検出回路とを具備し、前記逆電圧発生器
    の出力電圧を初期測定時に前記検出電圧と等しく
    調整して用いることを特徴とする亀裂長さ計測装
    置。
JP8664184U 1984-06-13 1984-06-13 亀裂長さ計測装置 Granted JPS613445U (ja)

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JP8664184U JPS613445U (ja) 1984-06-13 1984-06-13 亀裂長さ計測装置

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JP8664184U JPS613445U (ja) 1984-06-13 1984-06-13 亀裂長さ計測装置

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JPS613445U JPS613445U (ja) 1986-01-10
JPH0323553Y2 true JPH0323553Y2 (ja) 1991-05-22

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JP8664184U Granted JPS613445U (ja) 1984-06-13 1984-06-13 亀裂長さ計測装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5954837U (ja) * 1982-10-05 1984-04-10 三菱重工業株式会社 亀裂伝播速度計測装置

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JPS613445U (ja) 1986-01-10

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