JPH11132731A - Video type noncontact extensometer - Google Patents

Video type noncontact extensometer

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JPH11132731A
JPH11132731A JP30084297A JP30084297A JPH11132731A JP H11132731 A JPH11132731 A JP H11132731A JP 30084297 A JP30084297 A JP 30084297A JP 30084297 A JP30084297 A JP 30084297A JP H11132731 A JPH11132731 A JP H11132731A
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load
elongation
data
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Masayuki Kamegawa
正之 亀川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To record the deformation state of a specimen with a relatively simple device structure without requiring troublesome work by recording the image data of the specimen at the set timing in relation with the elongation and load data at that time. SOLUTION: The image pickup signal of a specimen W by a camera 1 is A/D-converted 2 and temporarily stored in the RAM 31 of a controller 3. The controller 3 discriminates reticle marks M1, M2 put on the specimen W from the image data of the specimen W in the RAM 31, calculates the momentary shift quantities of the reticle marks M1, M2 from the momentary position information, calculates the momentary elongation between the reticles of the specimen W from the difference and stores it in an external memory device 4 in sequence. The controller of a material tester 10 is connected to the controller 3, and the momentary measured data of the tensile load to the specimen W by a load sensor such as a load cell are transmitted and stored in the external memory device 4. The images of the specimen W can be recorded with little memory capacity in relation with the elongation and load data at that time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラにより試験
片を撮像することによって得られる画像データを用い
て、試験片の標線間の伸びを非接触のもとに計測するビ
デオ式非接触伸び計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video non-contact elongation measuring non-contact elongation between marked lines of a test piece using image data obtained by imaging the test piece with a camera. About the total.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば材料試験における試験片の伸びを
非接触のもとに計測する伸び計として、ビデオ式非接触
伸び計が知られている。ビデオ式非接触伸び計では、カ
メラによる試験片の撮像信号から2つの標線位置を認識
し、その各標線の移動量から試験片の標線間伸びを計測
する。
2. Description of the Related Art For example, a video non-contact extensometer is known as an extensometer for measuring the elongation of a test piece in a material test without contact. In a video non-contact extensometer, two mark positions are recognized from an image signal of a test piece by a camera, and the inter-mark elongation of the test piece is measured from the movement amount of each mark.

【0003】ところで、材料試験においては、試験途中
における試験片の変形の状況は重要な情報となり得る。
プラスチックなどの材料では、塑性変形が始まると局所
的に伸びはじめ、それが全体に広がるといった傾向を持
つ。この現象はネッキングと称されているが、これが標
線の間で始まる場合と、そうでない場合とで、荷重−伸
び曲線に相違が生じる。また、破断した場所が標線間に
あるか外にあるかは、結果として記録することが必要で
ある。
[0003] In the material test, the state of deformation of the test piece during the test can be important information.
Materials such as plastic tend to locally elongate when plastic deformation starts, and spread throughout. This phenomenon is called necking, but there is a difference in the load-elongation curve between when it starts between marked lines and when it does not. In addition, it is necessary to record as a result whether the location of the break is between or outside the marked lines.

【0004】従来、このような試験片の変形の様子に係
る情報を必要とする場合、計測する人間が文章等にによ
り記録しているのが実情であるが、画像で自動的に記録
できればより正確な情報となり、計測後に分析する際に
も重要な情報となり得る。
Conventionally, when information on the state of such a deformation of a test piece is required, it is a fact that a person to be measured records the information in sentences or the like. It becomes accurate information and can be important information when analyzing after measurement.

【0005】このような試験片の試験途中における変形
の様子を画像情報として記録するには、一般には、試験
機にビデオカメラを取り付け、試験片の画像をビデオテ
ープに記録する方法が考えられる。
In order to record the state of deformation of such a test piece during the test as image information, a method of attaching a video camera to a tester and recording an image of the test piece on a video tape is generally considered.

【0006】また、ビデオ式非接触伸び計を用いる場合
には、試験中に得られる画像データを廃棄せずにメモリ
に記憶しておくことが考えられる。
When a video non-contact extensometer is used, it is conceivable that image data obtained during the test is stored in a memory without being discarded.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
各方法のうち、ビデオテープに試験片画像情報を記録す
る方法は、試験後、記録された膨大な量の画像から、所
望の時点における試験片の伸びと荷重のデータとの対応
を採ろうとすれば、試験開始からの経過時間等、共通の
パラメータをあらかじめ設定しておき、そのパラメータ
をインデックスとして両者を比較する必要が生じ、その
作業が面倒であるという問題がある。
However, of the above methods, the method of recording the test piece image information on a video tape is based on the enormous amount of images recorded after the test, and If you try to match the elongation and load data, it is necessary to set common parameters such as the elapsed time from the start of the test in advance, and use the parameters as indexes to compare the two. There is a problem that is.

【0008】また、ビデオ式非接触伸び計を用いる場合
に、その画像データを全てメモリに記憶したのでは、膨
大なメモリ容量を消費することになり、装置構成が大が
かりなものとなってしまい、現実的ではない。
Further, when a video non-contact extensometer is used, storing all the image data in a memory consumes a huge memory capacity, and the device configuration becomes large. Not realistic.

【0009】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、比較的簡単な装置構成のもとに、また、面倒な
作業を伴うことなく、試験片の変形の様子を画像データ
として記録して、伸びおよび荷重データとの対応を採る
ことのできるビデオ式非接触伸び計の提供を目的として
いる。
The present invention has been made in view of such circumstances, and records the state of deformation of a test piece as image data with a relatively simple apparatus configuration and without complicated work. It is another object of the present invention to provide a video-type non-contact extensometer capable of taking correspondence with elongation and load data.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のビデオ式非接触伸び計は、2つの標線マー
クが付された試験片をカメラで刻々と撮像して得られる
画像データを用いて、試験片の標線マーク間の伸びを計
測するビデオ式非ビデオ式非接触伸び計において、設定
されたタイミングで、試験片の画像データを、その時点
における伸びおよび荷重データと関連づけて記憶する手
段を備えていることによって特徴づけられる。
In order to achieve the above object, a video non-contact extensometer of the present invention provides an image obtained by imaging a test piece marked with two mark marks with a camera. In a video-based non-video non-contact extensometer that uses data to measure the elongation between mark marks on a test piece, the image data of the test piece is associated with the elongation and load data at that time at a set timing. It is characterized by having means for storing the information.

【0011】ここで、本発明において、設定されたタイ
ミングとは、例えば、試験開始後の経過時間、あるい
は、試験片の荷重−伸び曲線における最大荷重領域、破
断直前、破断直後、等の所望の特異点ないしは特異領域
への到達時点等、あらかじめ設定したタイミングのほ
か、試験中に例えばファンクションキーを押すことによ
って設定されるリアルタイムのタイミングをも含む。
Here, in the present invention, the set timing refers to, for example, an elapsed time after the start of the test, or a desired time such as a maximum load area in the load-elongation curve of the test piece, immediately before the fracture, or immediately after the fracture. In addition to timings set in advance, such as a point of arrival at a singular point or a singular region, real-time timings set by pressing a function key during a test, for example, are also included.

【0012】本発明では、ビデオ式非接触伸び計が本来
的に有する試験片の画像データの採取機能を利用して、
試験途中の試験片の画像データを記憶するのであるが、
全ての画像データを記憶するのではなく、設定された時
点における画像データのみを、伸びおよび荷重データと
関連づけて記憶することにより、少ないメモリ容量のも
とに試験片の変形の様子を表す画像データを、伸びおよ
び荷重データに対応させて記憶させることを可能とする
ものである。
In the present invention, utilizing the image data collection function of a test piece inherently provided in a video type non-contact extensometer,
The image data of the test specimen during the test is stored.
By storing only the image data at the set point in time, in association with the elongation and load data, instead of storing all the image data, image data representing the state of deformation of the test specimen with a small memory capacity Can be stored in association with the elongation and load data.

【0013】試験片の変形情報は、特に全試験期間中に
おいて重要であるのではなく、前記したようにネッキン
グ現象の有無、破断点の位置など、特定の変形情報が重
要な意味を持つ。よって、必要とする画像が得られるタ
イミングで画像データを取り込めば、所期の目的は達成
できる。
The deformation information of the test piece is not particularly important during the entire test period, but specific deformation information such as the presence or absence of the necking phenomenon and the position of the break point has an important meaning as described above. Therefore, if image data is captured at a timing when a required image is obtained, the intended purpose can be achieved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の構成
を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【0015】カメラ1による試験片Wの撮像信号は、A
−D変換器2によってデジタル化された後、コンピュー
タを主体とする制御部3のRAM31内に一時的に記憶
される。制御部3では、RAM31内の試験片の画像デ
ータから、公知の手法によって試験片Wに付された2つ
の標線マークM1,M2の位置を識別し、その刻々の位
置情報を算出することにより、各標線マークM1,M2
の刻々の移動量を算出し、その各移動量の差から試験片
Wの標線間の刻々の伸びを算出する。その刻々の伸びの
計測データは、外部記憶装置4に逐次格納されていく。
The imaging signal of the test piece W by the camera 1 is A
After being digitized by the -D converter 2, it is temporarily stored in the RAM 31 of the control unit 3 mainly composed of a computer. The control unit 3 identifies the positions of the two mark marks M1 and M2 attached to the test piece W from the image data of the test piece in the RAM 31 by a known method, and calculates the instantaneous position information. , Each mark mark M1, M2
Are calculated, and the instantaneous elongation between the marked lines of the test piece W is calculated from the difference between the respective amounts of movement. The measurement data of the instantaneous elongation is sequentially stored in the external storage device 4.

【0016】制御部3には、試験片Wに引張負荷を与え
る材料試験機10の制御部が接続されており、材料試験
機10に組み込まれたロードセル等の荷重センサによる
試験片Wへの刻々の引張荷重の計測データが送信され
る。この刻々の荷重の計測データは、伸びの計測データ
と対の形で外部記憶装置4に格納されていく。
The control section 3 is connected to a control section of a material testing machine 10 for applying a tensile load to the test piece W. The control section 3 is connected to the test piece W by a load sensor such as a load cell incorporated in the material testing machine 10 every moment. The measurement data of the tensile load is transmitted. The measurement data of the instantaneous load is stored in the external storage device 4 in the form of a pair with the measurement data of the elongation.

【0017】制御部3のRAM31には、最新の数十フ
レーム分の画像データを記憶するエリアが設定されてお
り、1フレーム分の画像データを新しく取り込むごと
に、その画像データは伸びの計測に供されるが、その最
新の画像データは捨てられることなく、RAM31内の
最も古い1フレーム分の画像データが捨てられる。
An area for storing the latest several tens of frames of image data is set in the RAM 31 of the control unit 3, and each time one frame of image data is newly acquired, the image data is used for measurement of elongation. However, the oldest image data in the RAM 31 is discarded without discarding the latest image data.

【0018】制御部3には、また、各種指令や条件を入
力するためのキーボード5が接続されており、このキー
ボード5により、画像データを記録するためのタイミン
グを設定することができる。このタイミングは、例えば
材料試験機10との同期信号に基づく試験開始直前、試
験開始後の経過時間、あるいは、後述するように、外部
記憶装置4に格納された伸び−荷重データから求められ
る荷重−伸び曲線上の任意の特異点等とすることができ
る。
A keyboard 5 for inputting various commands and conditions is also connected to the control unit 3, and the timing for recording image data can be set by the keyboard 5. This timing may be, for example, immediately before the start of the test based on a synchronization signal with the material testing machine 10, the elapsed time after the start of the test, or, as described later, the load obtained from the elongation-load data stored in the external storage device 4. Any singular point on the elongation curve can be used.

【0019】制御部3では、キーボード5により設定さ
れたタイミングが到来するごとに、RAM31内に格納
されている画像データのうちの該当する1フレーム分
を、伸びおよび荷重の計測データと併せて一組として外
部記憶装置4に格納する。
Each time the timing set by the keyboard 5 arrives, the control unit 3 deletes one frame of the image data stored in the RAM 31 together with the elongation and load measurement data. The data is stored in the external storage device 4 as a set.

【0020】外部記憶装置4に記憶された各データは、
制御部3によって荷重−伸び曲線の形にグラフ化されて
表示器6にグラフィック表示されるとともに、キーボー
ド5からの要求指令により、伸びおよび荷重データと関
連づけて取り込んだ試験片Wの画像データを表示できる
ようになっている。
Each data stored in the external storage device 4 is
The control unit 3 graphically displays the load-elongation curve in the form of a load-elongation curve and graphically displays the data on the display unit 6, and displays the image data of the test piece W taken in association with the elongation and the load data by a request command from the keyboard 5. I can do it.

【0021】図2は、試験片Wの画像データの取り込み
タイミングの例を、荷重−伸び曲線を用いて説明する図
であり、図3はその各画像取り込みタイミングにおいて
取り込まれる試験片Wの画像データの例の説明図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the timing of capturing the image data of the test piece W using a load-elongation curve. FIG. 3 is a diagram illustrating the image data of the test piece W captured at each image capturing timing. It is explanatory drawing of the example of.

【0022】この例におていは、試験開始直前A、弾性
領域内B、最大荷重近傍点C、ネッキングが生じている
点D、破断直前E、および破断直後Fの6点のタイミン
グで画像データを取り込んでいる。
In this example, the image data was obtained at six timings: A immediately before the start of the test, B in the elastic region, a point C near the maximum load, a point D where necking occurred, E before the fracture, and F immediately after the fracture. Is taking in.

【0023】これらの各タイミングのうち、試験開始直
前Aは材料試験機10からの同期信号に基づいて画像デ
ータを取り込むことができる。また、弾性領域内Bの点
は、例えば、材料によっては弾性領域の持続時間があら
かじめ判明しているので、試験開始後、その持続時間が
経過するまでの任意の時刻とすることができる。
In each of these timings, immediately before the start of the test A, image data can be taken in based on the synchronization signal from the material tester 10. In addition, since the duration of the elastic region is known in advance for some materials, for example, the point in the elastic region B can be set to any time after the start of the test until the duration elapses.

【0024】一方、最大荷重近傍点C、ネッキングが生
じている点D、破断直前Eおよび破断直後Fは、各試験
片によって時間的なずれが生じる。これらの画像データ
を採取する方法としては、例えば以下の方法を採用する
ことができる。
On the other hand, at the point C near the maximum load, the point D where necking occurs, the point E immediately before the fracture, and the point F immediately after the fracture, a time lag occurs between the test pieces. As a method for collecting these image data, for example, the following method can be adopted.

【0025】既に採取された刻々の伸びおよび荷重デー
タを用いて、制御部3において試験途中に逐次荷重−伸
び曲線を演算して、最大荷重に到達したこと、ネッキン
グが発生したこと、あるいは破断が生じたことをほぼリ
アルタイムで認識する。RAM31には、前記したよう
に最新数十個のフレーム分の画像データを一時的に記憶
しているので、リアルタイムで認識した時点において、
該当の画像データがRAM31内の格納されているはず
であるから、その該当の画像データを外部記憶装置4に
転送し、それに対応する荷重および伸びデータと併せて
記憶すればよい。
Using the already collected momentary elongation and load data, the control unit 3 sequentially calculates a load-elongation curve during the test to find that the maximum load has been reached, necking has occurred, or breakage has occurred. Recognize what has happened in near real time. As described above, the RAM 31 temporarily stores the image data for the latest several tens of frames as described above.
Since the corresponding image data should be stored in the RAM 31, the corresponding image data may be transferred to the external storage device 4 and stored together with the corresponding load and elongation data.

【0026】以上のようにして所定のタイミングで試験
片Wの画像データを記憶した後、表示器6には、例えば
図4のような表示をすることによって、試験片Wの試験
途中の各点における変形の状況が明らかとなって好まし
い。すなわち、この例においては、表示器6に荷重−伸
び曲線の表示領域61と、試験片Wの画像データの表示
領域62が設定され、荷重−伸び曲線には画像データの
採取タイミングを表すマークmを付けている。これらの
マークmのうちの任意のものを例えばクリックすること
により、該当する画像データが呼び出されて領域62に
表示されるようになっている。また、画像データの表示
領域62には、画像データ62aとともにその画像デー
タの取り込み時点における荷重値62bと伸び値62c
を併せて表示している。
After the image data of the test piece W is stored at a predetermined timing as described above, the display 6 displays, for example, as shown in FIG. It is preferable because the situation of the deformation in becomes clear. That is, in this example, a display area 61 of the load-elongation curve and a display area 62 of the image data of the test piece W are set on the display 6, and the mark m representing the image data collection timing is set on the load-elongation curve. Is attached. By clicking, for example, an arbitrary one of these marks m, the corresponding image data is called up and displayed in the area 62. In addition, in the display area 62 of the image data, the load value 62b and the elongation value 62c at the time of capturing the image data are displayed together with the image data 62a.
Is also displayed.

【0027】なお、以上の実施の形態では、画像データ
を取り込むタイミングを荷重−伸び曲線の特異点を含め
たものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、
例えば、試験開始直前,直後と、その間の一定のインタ
ーバルで画像データを取り込めるようにしてもよい。
In the embodiment described above, the timing at which the image data is taken in includes the singular point of the load-elongation curve. However, the present invention is not limited to this.
For example, image data may be fetched immediately before and immediately after the start of the test and at a certain interval between them.

【0028】また、本発明においては、画像データの取
り込みタイミングは、上記のようにあらかじめ設定して
おくほか、キーボードに画像取り込み用のファンクショ
ンキー等を設定しておき、そのキーを操作することによ
って、試験途中においてリアルタイムで設定することも
可能であり、更に、このようなリアルタイムでの取り込
みタイミングの設定機能と、あらかじめ画像取り込みタ
イミングを設定可能としておく機能とを併せ持つ構成を
採用することもできる。勿論、リアルタイムでの画像デ
ータ取り込みタイミングの設定に際しても、キーを操作
した時点における画像データが、その時点における伸び
および荷重データに組み合わせた状態で記憶されること
は言うまでもない。
Further, in the present invention, the image data fetch timing is set in advance as described above, and a function key for image fetch is set on the keyboard, and the key is operated. It is also possible to set in real time during the test, and it is also possible to adopt a configuration having both the function of setting the capture timing in real time and the function of setting the image capture timing in advance. Of course, when setting the image data capturing timing in real time, it goes without saying that the image data at the time of operating the key is stored in a state combined with the elongation and load data at that time.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ビデオ
式非接触伸び計において必然的に取り込まれる試験片の
画像データのうち、任意に設定されたタイミングでの画
像データのみを、その時点における伸びおよび荷重デー
タと関連づけて記憶するように構成しているから、少な
い記憶容量の簡単な装置構成のもとに、また、面倒な作
業を伴うことなく、試験片の画像をその時点における伸
びおよび荷重データと対応づけて記録することが可能と
なり、試験片の荷重−伸び曲線とともに、どのような変
形状況のもとに試験が進行したのかを容易に理解するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, only the image data at an arbitrarily set timing out of the image data of the test specimen necessarily taken in the video type non-contact extensometer is obtained. Because it is configured to be stored in association with the elongation and load data at the time, the image of the test piece at that time can be stored under a simple device configuration with a small storage capacity and without any troublesome work. It is possible to record the data in association with the elongation and load data, and it is possible to easily understand the load-elongation curve of the test piece and the deformation state under which the test proceeded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の構成を表すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態による試験片Wの画像デー
タの取り込みタイミングの例を、荷重−伸び曲線を用い
て説明する図
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a timing of capturing image data of a test piece W according to an embodiment of the present invention, using a load-elongation curve.

【図3】図2の各画像取り込みタイミングで得られる試
験片Wの画像データの例の説明図
3 is an explanatory diagram of an example of image data of a test piece W obtained at each image capture timing in FIG.

【図4】本発明の実施の形態の表示器6による表示内容
の例の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of display contents on the display 6 according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カメラ 2 A−D変換器 3 制御部 31 RAM 4 外部記憶装置 5 キーボード 6 表示器 W 試験片 M 標線マーク Reference Signs List 1 camera 2 A / D converter 3 control unit 31 RAM 4 external storage device 5 keyboard 6 display W test piece M mark mark

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの標線マークが付された試験片をカ
メラで撮像して得られる画像データから、各標線マーク
の刻々の移動量を求めて、その標線マーク間の試験片の
伸びを計測するビデオ式非接触伸び計において、設定さ
れたタイミングで、試験片の画像データを、その時点に
おける伸びおよび荷重データと関連づけて記憶する手段
を備えていることを特徴とするビデオ式非接触伸び計。
1. An image pickup device comprising: a test piece having two mark marks attached thereto; and an image data obtained by imaging the test piece with a camera. A video non-contact extensometer for measuring elongation, comprising: means for storing, at a set timing, image data of a test piece in association with elongation and load data at that time. Contact extensometer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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