JPH0382934A - 動的粘弾性測定装置 - Google Patents
動的粘弾性測定装置Info
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- JPH0382934A JPH0382934A JP21923789A JP21923789A JPH0382934A JP H0382934 A JPH0382934 A JP H0382934A JP 21923789 A JP21923789 A JP 21923789A JP 21923789 A JP21923789 A JP 21923789A JP H0382934 A JPH0382934 A JP H0382934A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 32
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は材料の粘弾性的性質の温度、時間あるいは周波
数に対する依存性を測定する動的粘弾性測定装置に関す
るものである。
数に対する依存性を測定する動的粘弾性測定装置に関す
るものである。
[発明の概要]
本発明は材料に引張り応力を与えた際の応力と歪の関係
から動的粘弾性を測定する動的粘弾性測定装置の測定弾
性域の拡大を目的とするため、交流力発生器と、直流力
発生器と、歪検出器と、歪検出器移動機構と、振幅比測
定回路と、位相差測定回路とを備え、前記直流力発生器
により発生される直流力は、前記交流力発生器により発
生される交流力の振幅に連動することにより、材料の軟
化に伴い交流力振幅を減衰させた場合、直流力ら減衰す
ることにより軟化した材料を徒らに引伸ばし測定不能の
状態に陥ることの防止を図ったちのである。
から動的粘弾性を測定する動的粘弾性測定装置の測定弾
性域の拡大を目的とするため、交流力発生器と、直流力
発生器と、歪検出器と、歪検出器移動機構と、振幅比測
定回路と、位相差測定回路とを備え、前記直流力発生器
により発生される直流力は、前記交流力発生器により発
生される交流力の振幅に連動することにより、材料の軟
化に伴い交流力振幅を減衰させた場合、直流力ら減衰す
ることにより軟化した材料を徒らに引伸ばし測定不能の
状態に陥ることの防止を図ったちのである。
[従来の技術1
従来、この種の装置においては、■直流力発生器により
発生する直流力が交流力振幅に依存せず、?llI定中
に交流力振幅が変化してち直流力は一定値に固定されて
いるもの。■交流歪をサーボモーフ機構により直接与え
るため、交流力と直流力の分離があいまいなもの。なと
があった。
発生する直流力が交流力振幅に依存せず、?llI定中
に交流力振幅が変化してち直流力は一定値に固定されて
いるもの。■交流歪をサーボモーフ機構により直接与え
るため、交流力と直流力の分離があいまいなもの。なと
があった。
[発明が解決しようとする課題1
上記従来技術には以下のような欠点があった。
周知のように材料の動的粘弾性を引張り方式で測定する
ためには常に材料に対し何らかの張力が加わっている必
要があり、そうでなければ、材料がたるんでしまい材料
の粘弾性を測定することは不可能である。従って、直流
力は常に交流力振幅以上の大きさである必要がある。一
方、材料の温度を上げながら測定する場合、一般に、材
料は温度を」二げるにつれて弾性率が低下し、その変化
は3桁(]/1000)以上に達する。この結果、定振
幅の交流力を材料に与えつづけるとやがて交流歪振幅は
歪検出器のダイナミックレンジを越え測定が不可能とな
る。このため、交流歪振幅の大きさに反比例する形で交
流力振幅を調節する必要がある。しかしながら、従来の
技術■のように直流力を一定に与えつづけた場合、材料
の軟化に伴ってごく短時間のうちに材料の全長が変化し
てしまい、交流歪の振幅および位相差の検出は極めて困
難なものとなる。
ためには常に材料に対し何らかの張力が加わっている必
要があり、そうでなければ、材料がたるんでしまい材料
の粘弾性を測定することは不可能である。従って、直流
力は常に交流力振幅以上の大きさである必要がある。一
方、材料の温度を上げながら測定する場合、一般に、材
料は温度を」二げるにつれて弾性率が低下し、その変化
は3桁(]/1000)以上に達する。この結果、定振
幅の交流力を材料に与えつづけるとやがて交流歪振幅は
歪検出器のダイナミックレンジを越え測定が不可能とな
る。このため、交流歪振幅の大きさに反比例する形で交
流力振幅を調節する必要がある。しかしながら、従来の
技術■のように直流力を一定に与えつづけた場合、材料
の軟化に伴ってごく短時間のうちに材料の全長が変化し
てしまい、交流歪の振幅および位相差の検出は極めて困
難なものとなる。
また、従来の技術■の方法では、交流力と直流力との分
離があいまいなため、材料に加わっている直流力が交流
力振幅を下回ってしまい、材料がたるんだ状態での測定
がなされてしまうという問題があった。
離があいまいなため、材料に加わっている直流力が交流
力振幅を下回ってしまい、材料がたるんだ状態での測定
がなされてしまうという問題があった。
〔課題を解決するための手段1
本発明は上記の欠点を解消するために開発されたもので
、その主たる構成要件は、試料に交流力を加える交流力
発生器と、交流力振幅に連動した直流力を交流力と同一
方向に試料に加える直流力発生器と、試料に生じた歪を
検出する歪検出器と、直流力の印加に伴い試料に生じる
歪ずれを補正する歪検出器移動機構と、交流力と交流歪
の振幅比を測定する振幅比測定回路と、交流力と交流歪
の位相差を測定する位相差測定回路とから成っている。
、その主たる構成要件は、試料に交流力を加える交流力
発生器と、交流力振幅に連動した直流力を交流力と同一
方向に試料に加える直流力発生器と、試料に生じた歪を
検出する歪検出器と、直流力の印加に伴い試料に生じる
歪ずれを補正する歪検出器移動機構と、交流力と交流歪
の振幅比を測定する振幅比測定回路と、交流力と交流歪
の位相差を測定する位相差測定回路とから成っている。
[作用]
上記構成の作用は、まず、交流力発生器と直流力発生器
とにより、交流力と直流力とが加算された力が試料に加
えられ、材料に生じた歪は歪検出器によって検出される
。また、直流力によって生じる検出歪の中心ずれは、歪
検出器移動機構の働きにより除去される。材料に軟化が
生じた際には歪検出器の検出する交流歪振幅が大きくな
り、この歪振幅に反比例する形で、交流力発生器は発生
ずる交流力の振幅を小さくする。さらに、交流力発生器
により発生される交流力振幅の減少に応して、直流力発
生器は発生ずる直流力を詩少さセるため、直流力の大き
さは常に交流力振幅値以」二でしかも、直流力と交流力
発生器との間に大きな差は生じず、試料をたるませるこ
とち、徒らに引伸ばしてしまうこともなく、引張りによ
る動的粘弾性測定の適用範囲を大幅に拡大するという目
的を達する。
とにより、交流力と直流力とが加算された力が試料に加
えられ、材料に生じた歪は歪検出器によって検出される
。また、直流力によって生じる検出歪の中心ずれは、歪
検出器移動機構の働きにより除去される。材料に軟化が
生じた際には歪検出器の検出する交流歪振幅が大きくな
り、この歪振幅に反比例する形で、交流力発生器は発生
ずる交流力の振幅を小さくする。さらに、交流力発生器
により発生される交流力振幅の減少に応して、直流力発
生器は発生ずる直流力を詩少さセるため、直流力の大き
さは常に交流力振幅値以」二でしかも、直流力と交流力
発生器との間に大きな差は生じず、試料をたるませるこ
とち、徒らに引伸ばしてしまうこともなく、引張りによ
る動的粘弾性測定の適用範囲を大幅に拡大するという目
的を達する。
[実施例]
以下、本発明を一実施例に示した図面に基づき詳細に説
明すると、図中1は試料であり、試4゛41の両端は試
料ホルダー2と試料チャック3に固定保持され、試料チ
ャック3は検出棒4に固定され、検出棒4は板バネ状を
なす2枚の検出棒保持体5により機構部保持体14に弾
性的に固定されることによりその運動は直線(−次元)
方向に規制される。
明すると、図中1は試料であり、試4゛41の両端は試
料ホルダー2と試料チャック3に固定保持され、試料チ
ャック3は検出棒4に固定され、検出棒4は板バネ状を
なす2枚の検出棒保持体5により機構部保持体14に弾
性的に固定されることによりその運動は直線(−次元)
方向に規制される。
また、検出棒4の一部には、コア8が固定され、コア8
の周囲に配置された歪検出差動トランス7に対するコア
8の変位を検出する。検出棒4の一端にはコイル6が固
定され、コイル6を取巻く形で前記機構部保持体]4に
固定されたマグネット9が配置されており、コイル6と
マグネッl−9とは力発生器を構成している。
の周囲に配置された歪検出差動トランス7に対するコア
8の変位を検出する。検出棒4の一端にはコイル6が固
定され、コイル6を取巻く形で前記機構部保持体]4に
固定されたマグネット9が配置されており、コイル6と
マグネッl−9とは力発生器を構成している。
一方、前記試料1の周囲には、試料1の温度環境を設定
する目的で炉19が配設されている。図中20は正弦波
発生器であり、正弦波発生器20は交流力発生器でその
出力(正弦波)は振幅器21により振幅を調整され、直
流力発生器22および加算回路23に送られる。直流力
発生器22ては増幅器21から送られた正弦波出力の振
幅の1.5倍の直流出力を発生し、加算回路23に送る
。加算回路23では増幅器21の出力と直流力発生器2
2の出力が加算され、加算信号が前記コイル6に送られ
、前記マグネット9との共働により加算された力(正弦
波交流力と直流力の合成力)を発生する。前記増幅器2
1の出力は、力検出回路24に送られ、正弦波交流力が
検出され、前記歪検出差動トランス7とコア8とにJ:
る変位検出信号は、歪検出回路25に送られ歪信号に変
換される。
する目的で炉19が配設されている。図中20は正弦波
発生器であり、正弦波発生器20は交流力発生器でその
出力(正弦波)は振幅器21により振幅を調整され、直
流力発生器22および加算回路23に送られる。直流力
発生器22ては増幅器21から送られた正弦波出力の振
幅の1.5倍の直流出力を発生し、加算回路23に送る
。加算回路23では増幅器21の出力と直流力発生器2
2の出力が加算され、加算信号が前記コイル6に送られ
、前記マグネット9との共働により加算された力(正弦
波交流力と直流力の合成力)を発生する。前記増幅器2
1の出力は、力検出回路24に送られ、正弦波交流力が
検出され、前記歪検出差動トランス7とコア8とにJ:
る変位検出信号は、歪検出回路25に送られ歪信号に変
換される。
前記力検出回路24の出力である正弦波交流力信号と前
記歪検出回路25の出力である歪信号とはそれぞれ、振
幅比較回路26および位相差検出回路27とに送られ、
振幅比較回路26からは振幅比信号が出力され、位相差
検出回路27からは位相差信号が出力され、試料の動的
粘弾性を表す量が求められる。
記歪検出回路25の出力である歪信号とはそれぞれ、振
幅比較回路26および位相差検出回路27とに送られ、
振幅比較回路26からは振幅比信号が出力され、位相差
検出回路27からは位相差信号が出力され、試料の動的
粘弾性を表す量が求められる。
方、前記機構部保持体14は歪検出器移動機構に支持さ
れている。該移動機構は、機構部保持体14をボールネ
ジ12と案内棒11と軸受13とにより筐体ベース10
に固定し、ポールネジ12の一端は駆動ベルト16を介
して前記筐体ベス10に固定されたステッピングモータ
15に接続されている。
れている。該移動機構は、機構部保持体14をボールネ
ジ12と案内棒11と軸受13とにより筐体ベース10
に固定し、ポールネジ12の一端は駆動ベルト16を介
して前記筐体ベス10に固定されたステッピングモータ
15に接続されている。
本実施例による装置の動作は、前記直流力発生器22の
出力により前記コイル68よび前記マグネッ1−9の働
きにより直流力が発生されると、この直流力は前記検出
棒4および前記チャック3を介して前記試料1に伝達さ
れる。このとき、試料1に生じる歪変形はtii記コア
8および前記歪検出差動1〜ランス7の働きにより前記
歪検出回路25において検出される。この歪変形を除去
する方向に、前記ステッピングモータ15は駆動ベル1
−16を駆動し歪変形を除く。次に、前記正弦波発生器
20により発生じた正弦波信号は、前記増幅器21に送
られ、振幅調整された後、前記力検出回路24に送られ
ると同時に、前記直流力発生回路22および前記加算器
23に送られ、加算器23において、前記直流力発生器
22の出力(正弦波振幅の1.5倍)に加算される。前
記加算回路23の出力信号は前記コイル6に送られ、前
記マグネット9との関係により、前記検出棒4を長平方
向に振動させ、前記試料1に対し伸び方向の応力を加え
る。このとき、試料lの歪は検出棒4に固定された前記
コア8と前記歪検出差動[−ランス7とにより検出され
、検出信号は前記歪検出回路25に送られ、前記力検出
回路24の出力ととちに前記振幅比較回路26および前
記位相差検出回路27に送られ、試料の動的粘弾性を表
ず量が求められる。
出力により前記コイル68よび前記マグネッ1−9の働
きにより直流力が発生されると、この直流力は前記検出
棒4および前記チャック3を介して前記試料1に伝達さ
れる。このとき、試料1に生じる歪変形はtii記コア
8および前記歪検出差動1〜ランス7の働きにより前記
歪検出回路25において検出される。この歪変形を除去
する方向に、前記ステッピングモータ15は駆動ベル1
−16を駆動し歪変形を除く。次に、前記正弦波発生器
20により発生じた正弦波信号は、前記増幅器21に送
られ、振幅調整された後、前記力検出回路24に送られ
ると同時に、前記直流力発生回路22および前記加算器
23に送られ、加算器23において、前記直流力発生器
22の出力(正弦波振幅の1.5倍)に加算される。前
記加算回路23の出力信号は前記コイル6に送られ、前
記マグネット9との関係により、前記検出棒4を長平方
向に振動させ、前記試料1に対し伸び方向の応力を加え
る。このとき、試料lの歪は検出棒4に固定された前記
コア8と前記歪検出差動[−ランス7とにより検出され
、検出信号は前記歪検出回路25に送られ、前記力検出
回路24の出力ととちに前記振幅比較回路26および前
記位相差検出回路27に送られ、試料の動的粘弾性を表
ず量が求められる。
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、引張り方式で動的粘弾性
測定を行うために必要な交流力の振幅値に連動して、重
畳させる直流力の値を変えることができ、試料の軟イ目
こより交流力を減衰さセた場合でも試料には常に張力が
加わった状態で直流力を減衰させることができるため、
試料を徒らに弓伸ばして測定不能の状態に至らせる事態
を防止できる利点がある。また、交流力と直流力の分離
が回路上、明確になされるため、信号の扱いが簡単であ
り、測定値の精度を高めることができるという効果も有
する。
測定を行うために必要な交流力の振幅値に連動して、重
畳させる直流力の値を変えることができ、試料の軟イ目
こより交流力を減衰さセた場合でも試料には常に張力が
加わった状態で直流力を減衰させることができるため、
試料を徒らに弓伸ばして測定不能の状態に至らせる事態
を防止できる利点がある。また、交流力と直流力の分離
が回路上、明確になされるため、信号の扱いが簡単であ
り、測定値の精度を高めることができるという効果も有
する。
易1図は本発明の一実施例を示ず説明図である。
・試料
2
3 ・
4 ・
5 ・
8 ・
0
11 ・
12 ・
13 ・
14 ・
j 5 ・
16 ・
9
0
21 ・
2
23 ・
・試料ホルダー
・ヂャック
検出棒
検出棒保持体
コイル
・歪検出差動トランス
コア
・マグネット
・筐体ベース
・案内棒
・ボールネジ
・軸受
・機構部保持体
・ステッピングモータ
・駆動ベルト
炉
・正弦′a発生器
・増幅器
・直流力発生器
・加算回路
1
24 ・
25 ・
26 ・
27 ・
8
力検出回路
・歪検出回路
・振幅比較回路
・位相差検出回路
・ステップモータ駆動回路
Claims (4)
- (1)試料に交流力を加える交流力発生器と、交流力の
振幅に応じた直流力を試料に対し交流力と同一方向に加
える直流力発生器と、試料に生じた歪変形量を検出する
歪検出器と、前記直流力の印加により試料に生じる歪ず
れを補正する歪検出器移動機構と、前記交流力発生器で
発生する交流力振幅と前記歪検出器で検出される交流歪
振幅との振幅比を測定する振幅比測定回路と、前記交流
力発生器で発生する交流力と前記歪検出器で検出される
交流歪との間の位相差を測定する位相差測定回路とを備
え、測定された振幅比と位相差から試料の動的粘弾性を
測定することを特徴とする動的粘弾性測定装置。 - (2)前記直流力発生器が発生する直流力は前記交流力
発生器が発生する交流力の振幅に比例することを特徴と
する請求項記載の動的粘弾性測定装置。 - (3)前記直流力発生器が発生する直流力は前記交流力
発生器が発生する交流力の振幅に比べて一定値だけ大き
いことを特徴とする請求項1記載の動的粘弾性測定装置
。 - (4)前記直流力発生器が発生する直流力は前記交流力
発生器が発生する交流力の振幅と等しいことを特徴とす
る請求項記載の動的粘弾性測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21923789A JPH0382934A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 動的粘弾性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21923789A JPH0382934A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 動的粘弾性測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0382934A true JPH0382934A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16732363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21923789A Pending JPH0382934A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 動的粘弾性測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0382934A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0921388A2 (en) | 1997-11-25 | 1999-06-09 | Seiko Instruments Inc. | Viscoelasticity measurement apparatus |
US6314151B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Phase comparator operable at half frequency of input signal |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP21923789A patent/JPH0382934A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6314151B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Phase comparator operable at half frequency of input signal |
EP0921388A2 (en) | 1997-11-25 | 1999-06-09 | Seiko Instruments Inc. | Viscoelasticity measurement apparatus |
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