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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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 32
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
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- 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
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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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