JPH0519905U - 伸び計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試験片の小伸びから大伸びまでの広範囲の測
定を可能にする。 【構成】 試験片１０の伸びに応じて撓む第１撓み部材
１３、および試験片１０の伸びに伴い初期撓み量が減少
する第２撓み部材１６を有し、第１および第２撓み部材
にはそれぞれ大伸びおよび小伸び測定用歪みゲージ１
５，１８を設け、この各ゲージー１５，１８の検出信号
を切換手段２１により選択出力して小伸びから大伸びの
測定を行なう。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、材料試験機により試験片に引張荷重を加えたときの試験片の伸びを 歪みゲージを用いて測定する伸び計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、このような歪みゲージ式の伸び計は、先端が試験片の標点に固定される 一対のアームと、この両アームの基端間を結合する板ばねと、この板ばねに貼着 した歪みゲージとから構成される。 上記構成の伸び計において、試験片に引張荷重が加えられて標点間に伸びが生 じると、両アームの先端側は標点間の伸びに追随して開き、板ばねは撓む。これ に伴い板ばねに貼着した歪みゲージに板ばねの撓み、すなわち両アームの開き量 に比例した歪みが生じ、その抵抗値の変化分をブリッジ回路で検出することによ り、試験片の伸びが測定される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の伸び計では、複数の歪みゲージにより１組のブ リッジ回路を構成してそのブリッジ回路の不平衡電流により伸びを検出するため 、伸び計の測定範囲は、１組のブリッジ回路から得られる測定範囲に限定されて しまう。例えば、伸び計を試験片の破断まで測定できるようにすると感度が悪く 、微小伸びの測定に支障を来たす。また、感度の良いものは、伸びの測定範囲が 狭いという不都合がある。 そこで、従来においては、ブリッジ回路出力の増幅器のゲインを切り替えて測 定範囲を変えるようにしているが、それでも伸びの測定範囲が狭く、小伸びから 大伸びまで対応できるものはなかった。

【０００４】 本考案の目的は、試験片の小伸びから大伸びまでの広い範囲の測定を可能にし た伸び計を提供することにある

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、先端が試験片の各標点にセットされる一対のアームと、両アーム間 に連結され試験片の伸びに連動して回動されるアームにより撓み変形される第１ 撓み部材と、第１撓み部材に設けられ該第１撓み部材の撓み量から試験片の伸び を検出する大伸び測定用歪みゲージと、両アームを試験片の標点にセットしたと きに撓み変形され試験片の伸びに連動して回動されるアームの変位に応じて撓み 量が減少する第２撓み部材と、第２撓み部材の撓み変位から試験片の伸びを検出 する小伸び測定用歪みゲージと、大伸びおよび小伸び測定用歪みゲージの検出信 号を取り出す切換手段とを備えることにより、上記目的を達成できる。

【０００６】

【作用】

試験片にセットしたアームが試験片の伸びに応じて回動されると第２撓み部材 の撓み量が減少する。この撓み量の減少に伴う歪みゲージの歪み変位から試験片 の小伸びを測定する。そして、試験片の伸びに伴い、例えばアームで拘束されて いた第２撓み部材の初期撓み量がゼロになったとき、切換手段により小伸び測定 用歪みゲージから大伸び測定用歪みゲージ側へ切換えられる。したがって、単一 の伸び計で小伸びから大伸びまでの広範囲の伸び測定が可能になる。

【０００７】

【実施例】

−第１の実施例− 図１〜図３により本考案の第１の実施例を説明する。 図１および図２において、１０は引張試験される試験片であり、その上下端は 、図示しない引張試験機の上つかみ具と下つかみ具によって把持される。

【０００８】 １１，１２は、試験片１０の標点間距離に相当する間隔だけ離して対向配置し た一対のアームであり、この両アーム１１，１２の基端には、板ばねなどの弾性 変形材からなる第１撓み部材１３の両端がねじ１４により結合されている。第１ たわみ部材１３の両面には、大伸び測定用の複数（例えば４個）の歪みゲージ１ ５が貼着されている。

【０００９】 １６は、板ばねなどの弾性変形材を略コ字状に折曲げてなる第２撓み部材であ り、この第２撓み部材１６は両アーム１１，１２の内側に配置され、その一端は ねじ１７によってアーム１１に固着され、他端にはアーム１２に離接する係合部 １６ａが形成されている。また、第２撓み部材１６の変形部位１６ｂの両面には 、複数（例えば４個）の小伸び測定用の歪みゲージ１８が貼着されている。

【００１０】 図３は、本実施例における伸び計の回路図である。 図３において、４個の大伸び測定用歪みゲージ１５はブリッジに接続され、こ のブリッジ回路１９の入力端１９ａは不図示の直流電源に接続され、その出力端 １９ｂは切換スイッチ２１を介して材料試験機の動作を制御する制御装置２２に 接続される。４個の小伸び測定用歪みゲージ１８はブリッジに接続され、このブ リッジ回路２０の入力端２０ａは不図示の直流電源に接続され、出力端は切換ス イッチ２１を介して上記制御装置２２に接続される。

【００１１】 次に、このように構成された伸び計の動作について説明する。 試験片１０の伸び測定に対しては、まず、両アーム１１，１２を不図示の結合 具により試験片１０の各標点に固定し、両アーム１１，１２を図１に示すように 平行状態にセットする。このセット状態では、第１撓み部材１３の撓みはゼロで ある。一方、アーム１１，１２は係合部１６ａを介して第２の撓み部材１６を上 下方向から挟圧するから、この撓み部材１６の変形部位１６ｂが図１に示すよう に湾曲され、所定の初期撓みが与えられる。このとき、歪みゲージ１８からなる ブリッジ回路２０および歪みゲージ１５からなるブリッジ回路１９の各出力がゼ ロとなるように零調整される。また、切換スイッチ２１はブリッジ回路２０側に 接続されている。

【００１２】 試験片１０に引張荷重が加えられて標点間が伸びると、その伸びに応じてアー ム１２が第１撓み部材１３を支点にして図１の矢印Ａ方向へ回動する。アーム１ ２が矢印Ａ方向へ回動すると、これに連動して第２撓み部材１６の初期撓み量が 減少するとともに、この撓み減少に伴い歪みゲージ１８の歪みが減少方向に変化 し、その抵抗値も変化する。この抵抗値の変化はブリッジ回路２０から電圧の変 化として取り出され、切換スイッチ２１を通して制御装置２２に試験片１０の伸 び量に応じた信号が出力される。これにより、引張試験開始初期における試験片 １０の微小伸びを感度よく測定することができる。

【００１３】 小伸び測定用歪みゲージ１８の測定範囲をオーバする伸びになると、第２撓み 部材１６の係合部１６ａがアーム１２から離間するから、第２撓み部材１６の変 形部位１６ｂに対する撓み量はゼロとなり、歪みゲージ１８による伸び計測は終 了する。このとき、アーム１２が試験片１０の伸びにつれてさらに開き方向へ回 動されても、このアーム１２の回動力は第２撓み部材１６に何等作用しないから 、第２撓み部材１６およびこれに貼着した歪みゲージ１８が破損しない。

【００１４】 小伸び測定用歪みゲージ１８の測定範囲を越える伸び測定領域になったとき、 切換スイッチ２１を大伸び測定用のブリッジ回路１９側へ切換える。試験片１０ が引張荷重によりさらに伸びると、その伸びに追随してアーム１２が図２の矢印 Ａ方向にさらに回動されるとともに第１撓み部材１３もさらに撓む。これに比例 して第１撓み部材１３に貼着した歪みゲージ１５にも歪みが生じ、その抵抗値が 変化する。この抵抗値の変化をブリッジ回路１９により検出し、この検出信号を 切換スイッチ２１を通して制御装置２２に出力する。

【００１５】 このように第１の実施例においては、試験片１０にセットしたときの撓み量が 試験片の伸びに連動して減少する第２撓み部材１６に微小伸びを感度よく測定す る歪みゲージ１８を設け、さらに試験片１０の伸びに連動して撓み変形される第 １撓み部材１３に大伸びを測定する歪みゲージ１５を設け、これら歪みゲージ１ ５，１８を切換スイッチ２１により切換えることによって、小伸び測定用および 大伸び測定用として機能させるようにしたから、単一の伸び計で小伸びから大伸 びまでの試験片の伸び測定を正確に行うことができるとともに、伸び計の測定範 囲を従来のものより大きくすることができる。

【００１６】 −第２の実施例− 図４は、本考案の第２の実施例を示す。 図４において、図１と同様な部分には同一符号を付してその説明を省略し、図 １と異なる部分を重点に述べる。 図４からも明らかなように、直線状の第２撓み部材３０をアーム１１，１２間 に配置し、その一端を可動側のアーム１２に固着するとともに、第２撓み部材３ ０の両面には小伸び測定用の歪みゲージ１８を貼着したものである。

【００１７】 このような構成の伸び計においても、両アーム１１，１２の先端を試験片１０ の標点に固定したとき、第２撓み部材３０は実線に示すように湾曲され、初期撓 み量が与えられる。そして、アーム１２が試験片１０の伸びに応じて矢印Ａ方向 へ回動されると、その初期撓み量が減少して試験片１０の小伸びを測定する。第 ２撓み部材３０の初期撓みがなくなった後もさらに試験片１０が伸びるときは、 図２のスイッチ２１を操作して第１撓み部材３０の歪みゲージ１５による信号を 使用して伸びを計測できる。したがって、この第２の実施例においても、第１の 実施例と同様な作用効果が得られる。

【００１８】 なお、上記実施例では、切換スイッチ２１の切換えを手動で行う場合について 述べたが、ブリッジ回路２０の出力レベルを検出する回路を設け、この検出回路 が設定レベル以上の出力信号を検出したとき、切換スイッチ２１を大伸び測定用 ブリッジ回路１９側へ切換えるようにしてもよい。また、切換スイッチ２１の切 換えタイミングは、小伸び側の測定範囲をオーバした時点に限らず、測定中に切 換えてもよい。さらにまた、小伸び側と大伸び側の一方のみを利用して伸び測定 を行うことができる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、試験片の伸びに連動して撓み量が増加す る第１撓み部材と、第１の撓み部材により初期撓み量が与えられ、試験片の伸び に連動して初期撓み量が減少する第２撓み部材とを有し、第１撓み部材には大伸 び測定用歪みゲージを第２撓み部材には小伸び測定用歪みゲージをそれぞれ設け 、この各歪みゲージの検出信号を切換手段により択一的に取り出す構成にしたの で、単一の伸び計で小伸びから大伸びまでの試験片の伸びを測定できるとともに 、広い範囲の伸び測定ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す側面図である。

【図２】第１の実施例における伸び計の動作状態を示す
側面図である。

【図３】第１の実施例における伸び計の回路図である。

【図４】本考案の第２の実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 試験片 １１，１２ アーム １３ 第１撓み部材 １５ 歪みゲージ １６ 第２撓み部材 １８ 歪みゲージ ２１ 切換スイッチ ２２ 制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端が試験片の各標点にセットされる一
   対のアームと、前記両アーム間に連結され前記試験片の
   伸びに連動して回動される前記アームにより撓み変形さ
   れる第１撓み部材と、前記第１撓み部材に設けられ該第
   １撓み部材の撓み量から試験片の伸びを検出する大伸び
   測定用歪みゲージと、前記両アームを試験片の標点にセ
   ットしたときに撓み変形され試験片の伸びに連動して回
   動される前記アームの変位に応じて撓み量が減少する第
   ２撓み部材と、前記第２撓み部材の撓み変位から試験片
   の伸びを検出する小伸び測定用歪みゲージと、前記大伸
   びおよび小伸び測定用歪みゲージのいずれか一方の検出
   信号を取り出す切換え手段とを備えたことを特徴とする
   伸び計。