JPH0439522Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は材料試験における試験片の標点間距離
測定装置に関する。

［従来技術］ 材料試験における試験片の標点間距離の測定
は、従来伸び計を試験片の標点に直接取りつけて
行なつていた。しかし、接触式の伸び計は、実際
に試験片に取り付ける作業が煩雑で、かつ取り付
け状態が悪いと伸び計と試験片の標点との間にス
リツプが生じて正確な測定ができないという欠点
があり、また、高真空中や高熱下のような環境に
耐えうるセンサもなかつた。そこで、接触式の伸
び計に対し、第３図に示すような光学系を構成し
て標点間距離を非接触で測定する方法が採用され
ている。すなわち試験片２の標点位置に互いに45
度開いたミラー３，３′を置き、光源から照射さ
れる光線をこれらミラー３，３′で反射させ、反
射光を位置センサ８で捕らえ、光源から出射され
る光ビームと位置センサ８で捕らえた入射光ビー
ムとの間隔を計測して、標点間の距離を求めるも
のである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記した非接触式の標点間距離
測定装置では、測定系と非測定系との相互位置が
変化すると、第３図の点線で示すように、光源か
らの照射ビームと位置センサへの入射ビームとの
間隔が変化し、この変化分だけ測定誤差が大きく
なるという問題点があつた。引張り／圧縮を行な
う材料強度試験では試験片と非接触系の相互位置
が狂い易いので特に問題となつていた。

そこで、本発明は測定系を試験片の環境外に置
いて非接触で標点間伸びを測定できる装置であつ
て、測定系と非測定系との相互位置が変化しても
変化分を補正して標点間距離を正確に測定できる
試験片の標点間距離測定装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するため、次のよう
な構成を採用した。

すなわち、本発明にかかる試験片の標点間距離
測定装置は、試験片の一方の標点に試験片に対し
45度傾斜して設置されるミラーと、他方の標点に
該ミラーと平行して設置されるハーフミラーと、
該ハーフミラーの透過若しくは反射光を180度折
返すように設置される全反射ミラーと、標点のど
ちらか一方に直角に光ビームを照射する光源と、
該光源から一方の標点に入射され前記各ミラーを
経て他方の標点から出射される光ビームが入射す
る位置センサと、該位置センサの出力から光源と
位置センサへの入射位置との間隔を求め標点間距
離として出力する計測装置とを備えてなることを
特徴とする。

［作用］ 光源から照射された光ビームは、光路中に設置
されるハーフミラーと全反射ミラーにより、光源
が試験片の負荷軸方向へズレた変位分だけその反
射光路が平行に移動させられるので、光源から照
射される光ビームと位置センサへ入射される光ビ
ームとの間隔は変動せず、この間隔を計測するこ
とにより標点間距離を正確に求めることができ
る。

［実施例］ 以下、図面にあらわされた実施例について説明
すれば、第１図は本考案の構成説明図であつて、
この標点間距離測定装置１は、材料試験装置に取
り付けられた試験片２の標点位置Ａ，Ｂに45度傾
斜させて互いに平行に設置される全反射ミラー３
とハーフミラー４、ハーフミラー４に対しミラー
３側の試験片２表面に沿つて設置される全反射ミ
ラー６、標点に向けて直角方向から光ビームを照
射する光源７、光源７から照射され、試験片２側
に設置した光学系を介して反射される光ビームが
入射する位置センサ８、位置センサ８からの出力
により標点間距離を求め出力する計測装置１０を
そなえている。

光源７としては、細い平行ビームを発生するレ
ーザ光源を使用するのが好ましく、位置センサ８
としては例えばフオトダイオードアレイが使用さ
れている。

計測装置１０は、第２図に示すように、位置セ
ンサ８からの出力最大値に対応する位置データを
求めるための２階微分回路１１、位置センサ８を
掃引するクロツク発生器１２、２階微分回路１１
とクロツク発生器１２の出力が入力するアンド回
路１４からの出力をセンサの最大出力位置データ
として保持するカウンタ１５から構成されてい
る。

光源７から標点Ａに向かつて照射された光ビー
ムは、光路ａを経て全反射ミラー３で反射され試
験片２と平行な光路ｂを経てハーフミラー４に入
射する。ハーフミラー４へ入射した光ビームは該
ミラーによつて反射され光路Ｃを経て全反射ミラ
ー６へ入射し、ここで全反射して再度光路Ｃを辿
り、ハーフミラー４を通過して光路ｄを経て位置
センサ８へ入射する。位置センサ８はビームが入
射したフオトダイオードから位置データ信号を出
力する。出力信号は計測装置１０へ入力し、ここ
で処理されて光源７から照射される光ビームとの
間隔が求められる。計測装置１０は求められたこ
れら光ビームの光路間の間隔を試験片の標点間距
離として出力する。

このような光学系と計測系とを備えた実施例装
置において、試験片２と測定系との相互位置が変
化しても、図示のように変化分平行移動した光路
a′，b′，c′，d′を経るので、光路ａ，ｄ間の間隔
と光路a′，d′間の間隔とは等しいままに保たれ
る。したがつて計測系と試験片との相対位置が変
化しても試験片の負荷軸方向の変化は自動的に補
正されることになる。

また、計測装置１０において、カウンタ１５の
出力を位置センサ８の掃引に同期してホールドし
Ｄ／Ａ変換をすることにより、従来の接触式セン
サの出力と同等のアナログ出力を得ることもでき
る。

上記実施例では材料試験における標点間距離を
計測する装置について説明したが、この装置を物
品の厚みなどの２点間距離の計測等に使用するこ
とができることは明らかである。

［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
る試験片の標点間距離測定装置によれば、試験片
と測定系との相対位置が変化しても、該変化分を
補正して正確に標点間距離を測定でき、特に引
張／圧縮試験を行なう場合に精度よく測定を行な
うことができるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例をあらわす構成説明
図、第２図は計測部の構成を示すブロツク図、第
３図は従来例をあらわす構成説明図である。 １……標点間距離測定装置、２……試験片、
３，６……全反射ミラー、４……ハーフミラー、
７……光源、８……位置センサ、１０……計測装
置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 試験片の一方の標点に試験片に対し45度傾斜し
   て設置されるミラーと、他方の標点に該ミラーと
   平行して設置されるハーフミラーと、該ハーフミ
   ラーの透過若しくは反射光を180度折返すように
   設置される全反射ミラーと、標点のどちらか一方
   に直角に光ビームを照射する光源と、該光源から
   一方の標点に入射され前記各ミラーを経て他方の
   標点から出射される光ビームが入射する位置セン
   サと、該位置センサの出力から光源と位置センサ
   への入射位置との間隔を求め標点間距離として出
   力する計測装置とを備えてなる試験片の標点間距
   離測定装置。