JPH0436434Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、フアインセラミツクスの曲げ試験等
において採用するに適した材料試験機用変位測定
装置に関する。

（従来の技術） 材料試験機を用いて圧縮試験を行なう場合は、
通常はクロスヘツドとテーブルの間に試験片をセ
ツトして試験を行なうが、フアインセラミツクの
ような圧縮変位量の少ない材料の場合は、適当な
圧縮変位測定方法がないため、特殊な圧盤間変位
計を付設するなどの配慮が必要であるという問題
点があつた。

一方、材料試験機には、クロスヘツドの移動量
を簡単に検出できるような検出機構が設けられて
いるが、試験機の剛性は有限であるので、上記ク
ロスヘツドの移動量を圧盤間変位とすると、特に
微小変位の場合に誤差が多くなつて使用すること
ができなかつた。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、変位量が小さい場合に特殊な圧盤間
変位計が必要であるという上記問題点を解決し、
クロスヘツドの移動量だけで、試験片の変位を正
確に求めることができるようにすることを目的と
している。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため本考案は次のような
構成とした。

すなわち、本考案にかかる材料試験機の変位測
定装置は、材料試験機のクロスヘツドの移動量を
検出する検出手段と、予備試験によつて予め求め
られた上記クロスヘツドの移動量に対応する試験
片の実際の変位量を記憶し、実際の試験に際して
クロスヘツドの移動量から試験片の変位を求める
ことのできる記憶／演算手段とをそなえているこ
とを特徴としている。

（作用） 試験中にクロスヘツドが移動すると、移動量検
出手段によつてその移動量が検出され、記憶手段
に記憶されているデータから試験片の実際の変位
量が直ちに求められる。

（実施例） 以下、図示された実施例について説明する。

第１図は本考案にかかる変位測定装置の１例を
あらわす構成説明図であつて、材料試験機１のテ
ーブル２上にねじざお３が突設され、これにナツ
ト４を介してクロスヘツド５が取り付けられてい
る。テーブル２の内部には駆動装置であるモータ
７が設けられ、このモータの出力軸からベルト
９，９を介してねじざお３に取り付けられたプー
リ１０，１０に回転動力が伝えられるようになつ
ている。この回転動力によつてねじざお３が回転
すると、これに螺着されているクロスヘツド５が
その回転方向に応じて上下に移動する。

クロスヘツド５の下面側にはロードセル１２を
介して上部圧盤１４が取り付けられている。ま
た、テーブル２の上面には下部圧盤１５が設置さ
れている。試験片１７は、下部圧盤１５上に設け
られた左右の支点１９，１９上に載置され、その
中間部が上部圧盤１４の下面側に取り付けた押圧
子２０で押圧される。

つぎに、上記ねじざお３の上端部には、該ねじ
ざおの回転量を検出するロータリーエンコーダ２
２が取り付けられている。このロータリーエンコ
ーダ２２はクロスヘツド５の移動量を検出する移
動量検出手段として設けられているので、例えば
１×10^-3mmの単位でクロスヘツドの移動量を測定
することができる。

なお、第１図は予備試験状態をあらわすもの
で、上部圧盤１４には差動トランス式の変位検出
器（LVDT）２５が取り付けられている。また、
試験片１７に加えられる荷重は、ロードセル１２
によつて検出される。上記ロータリーエンコーダ
２２の出力は、プリアンプ２７とカウンタ２９を
介してパーソナルコンピユータ３０に供給され
る。また、ロードセル１２と変位検出器２５の出
力はプリアンプ３１，３２とＡ／Ｄコンバータ３
３，３４を介してそれぞれパーソナルコンピユー
タ３０に供給される。

つぎに、この変位測定装置４０を用いて試験片
の変位を求めるには、先ず予備試験を行なつてク
ロスヘツド５の移動量と実際の試験片の変位との
関係を求めておく。この手順は、先ず実際の測定
を行なう試験片と同一材料もしくはこれよりも高
い弾性率を有する材料で補正用試料を作成する。
この補正用試料の寸法は、長さと幅を試験片のそ
れと同じ寸法とし、厚さは、試験片の厚さの4.6
倍以上の立方体とする。つぎに、この試料を用い
て試験片の測定と同じ荷重域における変位量yc，
ymを測定する。ここに、ycは変位検出器２５に
よつて検出される上部圧盤１４の変位量すなわち
試料の変位量であり、ymはクロスヘツド５の移
動量である。これらの測定値はすべて記憶／演算
手段であるパーソナルコンピユータ３０のメモリ
に記憶しておき、そのデータから各荷重に対する
両変位量yc，ymの相関関係をあらわす近似式を
求める。具体的には、第２図に示すように、各荷
重Ｐに対するymとycとの差Ｄを補正値として求
めておき、ymの値からその補正値Ｄを差引いて
実際の変位量ycを求めるようにすればよい。補
正値Ｄは試験機の剛性の不足等に起因するもので
あり、荷重が大きくなれば一般に大きくなる傾向
がある。このようにして得られる荷重Ｐと試験片
のたわみybとの関係は、例えば第３図に示すよ
うになる。

つぎに、この変位測定装置を用いて実際の測定
を行なうときは、変位検出器２５は不要であるの
で取り外しておく。試験片１７を第１図に示すよ
うに支点１９，１９上に載置してクロスヘツド５
を下動させると、押圧子２０によつて試験片１７
の中央部が押圧され、試験片に下向きのたわみ
ybが生じる。実際の試験では、上述の如く変位
検出器２５が取り付けられているので、このたわ
みybを直接検出することはできないが、ロータ
リーエンコーダ２２によつて負荷開始後のクロス
ヘツド５の移動量ymは測定することができる。
この測定値ymとロードセル１２によつて検出さ
れる荷重Ｐとがパーソナルコンピユータ３０に供
給され、そこで前記予備試験のデータに基いてそ
の荷重における補正値Ｄをymから差引く演算が
行なわれる。これによつて、正しいたわみ量yb
が求められる。

この変位測定装置は、実際の試験に際して
LVDT等のたわみ検出器を必要とせず、クロス
ヘツドの移動量から試験片のたわみを演算によつ
て求めるこができるので、大容量の試験の場合で
も簡単な操作で能率よく高精度の試験を行なうこ
とができるのである。

以上の説明では、パーソナルコンピユータ３０
を用いて記憶と演算を行なう例について説明した
が、予備試験によつて得られるデータから荷重と
補正値との関係をグラフ化しておき、実際の試験
に際しては、そのグラフから補正値を求めて、こ
れをクロスヘツドの移動量から差引き演算を手動
で行なうようにしてもよい。また、以上の例は圧
縮試験をあらわしているが、引張試験についても
同様な構造の装置を利用することができることは
云うまでもない。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案にかか
る変位測定装置は、特殊な圧盤間変位計を必要と
せず、精度の高い材料試験を行なうことのできる
すぐれたものとなつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる変位測定装置の１例を
あらわす構成説明図、第２図および第３図は荷重
と変位の関係をあらわすグラフである。 １……材料試験機、２……テーブル、３……ね
じざお、５……クロスヘツド、７……モータ、１
２……ロードセル、１４……上部圧盤、１５……
下部圧盤、１７……試験片、２２……ロータリー
エンコーダ、２５……変位検出器、３０……パー
ソナルコンピユータ、４０……変位測定装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 材料試験機のクロスヘツドの移動量を検出する
   検出手段と、予備試験によつて予め求められた上
   記クロスヘツドの移動量に対応する試験片の実際
   の変位量を記憶し、実際の試験に際してクロスヘ
   ツドの移動量から試験片の変位を求めることので
   きる記憶／演算手段とをそなえてなる材料試験機
   の変位測定装置。