JPS5918651B2 - Hardness measurement display method and device - Google Patents
Hardness measurement display method and deviceInfo
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- JPS5918651B2 JPS5918651B2 JP11881481A JP11881481A JPS5918651B2 JP S5918651 B2 JPS5918651 B2 JP S5918651B2 JP 11881481 A JP11881481 A JP 11881481A JP 11881481 A JP11881481 A JP 11881481A JP S5918651 B2 JPS5918651 B2 JP S5918651B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
- G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、試料表面に形成された圧痕から試料の硬さを
計測して表示できるようにした方法および装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus capable of measuring and displaying the hardness of a sample from an indentation formed on the sample surface.
従来より、試料表面の圧痕の輪郭を認識して、この輪郭
から圧痕の大きさを計算して硬度値を求めるものがある
。Conventionally, there is a method that recognizes the outline of an indentation on a sample surface, calculates the size of the indentation from this outline, and obtains a hardness value.
しかしながら、このような従来の手段では、演算の際に
圧痕の輪郭全体を認識してから硬度値を求めることが行
なわれるので、信号処理が煩雑になるという問題点があ
る。However, with such conventional means, the hardness value is determined after recognizing the entire contour of the indentation during calculation, which poses a problem in that signal processing becomes complicated.
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、モニタ画面上に映し出された像の圧痕の輪郭全体を目
視により認識しながら、この輪郭にマーカを手動で合わ
せることによつて、圧痕の最大寸法を求め、この寸法値
を計算することによつて試料の硬さを求めるとともに、
寸法値、硬度およびマーカをモニタ画面上に表示できる
ようにした、硬さ計測表示方法およびその装置を提供す
ることを目的とする。The present invention aims to solve these problems by visually recognizing the entire outline of the impression of the image displayed on the monitor screen and manually aligning the marker with this outline. Determine the maximum dimension of the indentation, calculate this dimension value to determine the hardness of the sample, and
It is an object of the present invention to provide a hardness measurement and display method and an apparatus therefor, which enable dimension values, hardness, and markers to be displayed on a monitor screen.
このため、本発明の硬さ計測表示方法は、試料表面に形
成された圧痕を固体素子カメラによつて撮像し、モニタ
画面上において、上記試料表面の圧痕像を映し出すとと
もに、同圧痕像にマーカを重畳させて映し出し、ついで
同モニタ画面上において上記マーカを手動によつて伸縮
移動させることにより上記圧痕像の最大寸法位置に重合
させて、上記圧痕の最大寸法値に基づき試料の硬さを表
示することを特徴としている。Therefore, the hardness measurement and display method of the present invention images the indentation formed on the sample surface using a solid-state camera, displays the indentation image on the sample surface on the monitor screen, and also marks the indentation image. Then, by manually extending and contracting the marker on the same monitor screen, the marker is superimposed on the maximum dimension position of the indentation image, and the hardness of the sample is displayed based on the maximum dimension value of the indentation image. It is characterized by
また、本発明の硬さ計測表示装置は、試料表面に形成さ
れた圧痕を撮像して電気信号に変換する固体素子カメラ
と、同固体素子カメラからの電気信号を2値化する2値
化回路と、同2値化回路からの2値化された電気信号を
受けて圧痕像として映し出すモニタ画面と、同モニタ画
面上に水平方向または垂直方向のマーカ信号を出力する
マーカ発生回路どをそなえるとともに、同マーカ発生回
路からのマーカ信号を遅延させることにより上記マーカ
の長さと位置とを手動で調整しうる手動コントローラを
そなえ、上記手動コントローラにより調整されたマーカ
信号を受けて試料の圧痕の最大寸法値を演算する第1の
演算回路と、同第1の演算回路からの信号を受けて上記
試料の圧痕の最大寸法値を表示する第1の表示部とが設
けられるとともに、上記第1の演算回路からの信号に基
づいて試料の硬さを演算する第2の演算回路と、同第2
の演算回路からの信号を受けて上記試料の硬さを表示す
る第2の表示部と、上記2値化回路からの2値化された
電気信号および上記マーカ発生回路からのマーカ信号を
合成する合成器とが設けられて、上記モニタ画面が上記
の第1および第2の表示部を兼用していることを特徴と
している。The hardness measurement and display device of the present invention also includes a solid-state camera that images an indentation formed on a sample surface and converts it into an electrical signal, and a binarization circuit that binarizes the electrical signal from the solid-state camera. It is equipped with a monitor screen that receives the binarized electric signal from the binarization circuit and displays it as an indentation image, and a marker generation circuit that outputs a horizontal or vertical marker signal on the monitor screen. , is equipped with a manual controller that can manually adjust the length and position of the marker by delaying the marker signal from the marker generation circuit, and adjusts the maximum dimension of the indentation on the sample by receiving the marker signal adjusted by the manual controller. A first calculation circuit that calculates a value, and a first display section that receives a signal from the first calculation circuit and displays the maximum dimension value of the indentation of the sample, and a first calculation circuit that calculates the value. a second calculation circuit that calculates the hardness of the sample based on a signal from the circuit;
a second display unit that displays the hardness of the sample in response to a signal from the arithmetic circuit; a binarized electrical signal from the binarization circuit; and a marker signal from the marker generation circuit. A synthesizer is provided, and the monitor screen also serves as the first and second display sections.
以下、図面により本発明の一実施例としての硬さ計測表
示方法およびその装置について説明する。添付図は、本
発明による硬さ計測表示装置を示すもので、第1図はそ
の全体構成図、第2,3図はいずれもその要部を示す電
気回路図、第4図はその試料表面の像と硬さの値とを表
示する一例を示す模式図、第5〜9図はいずれも圧痕か
ら試料の硬さを求める手段を示す説明図である。第1図
に示すごとく、圧痕1が形成された試料2の表面へ光を
照射する投光系3が設けられており、この投光系3は光
源としての照明ランプ4、集光レンズ5、ハーフミラー
6および対物レンズ7で構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A hardness measurement and display method and apparatus thereof as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The attached drawings show the hardness measurement and display device according to the present invention. Fig. 1 is its overall configuration diagram, Figs. 2 and 3 are electrical circuit diagrams showing its main parts, and Fig. 4 shows its sample surface. A schematic diagram showing an example of displaying an image and a hardness value, and FIGS. 5 to 9 are explanatory diagrams showing means for determining the hardness of a sample from an indentation. As shown in FIG. 1, a light projection system 3 is provided that irradiates light onto the surface of the sample 2 on which an indentation 1 has been formed. It is composed of a half mirror 6 and an objective lens 7.
また、集光レンズ5とハーフミラー6との間には、偏光
板8が着脱できるように介設されている。Moreover, a polarizing plate 8 is interposed between the condenser lens 5 and the half mirror 6 so as to be detachable.
投光系3を通じて試料表面へ照射された光は試料表面で
反射して、この反射光が対物レンズ7、ハーフミラー6
およびリレーレンズや接眼レンズから成るレンズ群9を
通じて導かれるようになつている。すなわち、これらの
対物レンズ7、ハーフミラー6およびレンズ群9で反射
系10が構成される。なお、対物レンズ7とハーフミラ
ー6は投光系3と反射系10とに共通な部材として構成
されている。The light irradiated onto the sample surface through the light projection system 3 is reflected by the sample surface, and this reflected light is sent to the objective lens 7 and the half mirror 6.
and is guided through a lens group 9 consisting of a relay lens and an eyepiece. That is, the objective lens 7, half mirror 6, and lens group 9 constitute a reflection system 10. Note that the objective lens 7 and the half mirror 6 are configured as members common to the light projection system 3 and the reflection system 10.
ところで、レンズ群9に近接して固体素子カメラ11が
設けられており、この固体素子カメラ11は、レンズ群
9と対向する位置に設けられて多数の光電変換素子がマ
トリツクス状に配列されて構成された光電変換素子群1
2をそなえている。By the way, a solid-state camera 11 is provided in the vicinity of the lens group 9, and this solid-state camera 11 is provided at a position facing the lens group 9 and is constructed by having a large number of photoelectric conversion elements arranged in a matrix. Photoelectric conversion element group 1
It has 2.
これによりこの光電変換素子群12で反射光を電気信号
に変換することができる。なお、光電変換素子群12は
、光電変換素子が例えば9.7mm×12.7i1のス
ペースに490×408個程度マトリツクス状に集積化
されて設けられたものである。Thereby, this photoelectric conversion element group 12 can convert reflected light into an electrical signal. Note that the photoelectric conversion element group 12 is formed by integrating about 490 x 408 photoelectric conversion elements in a matrix in a space of, for example, 9.7 mm x 12.7 i1.
また、光電変換素子群12からの電気信号を2値化する
2値化回路13が設けられている。Further, a binarization circuit 13 that binarizes the electrical signal from the photoelectric conversion element group 12 is provided.
この2値化回路13は光電変換素子群12の各光電変換
素子からの電気信号と所定のしきい値とを比較して、こ
のしきい値よりも入力電気信号が大きいときは「1」に
相当する出力信号を、逆に小さいときは「O」に相当す
る出力信号を出すものである。一般に、圧痕1の部分へ
照射された光の反射光は、試料2の他の表面へ照射され
た光の反射光に比べ、反射系10に導かれる光量が少な
いため、2値化回路13により得られる2値化信号は、
圧痕1の部分は「0」に相当する信号となり、圧痕1以
外の部分は「1」に相当する信号となる。This binarization circuit 13 compares the electric signal from each photoelectric conversion element of the photoelectric conversion element group 12 with a predetermined threshold value, and when the input electric signal is larger than this threshold value, it becomes "1". Conversely, when the output signal is small, an output signal corresponding to "O" is output. In general, the amount of light reflected from the light irradiated onto the indentation 1 is guided to the reflection system 10 less than the amount of light reflected from the light irradiated onto the other surface of the sample 2, so that it is The obtained binary signal is
The part of the impression 1 becomes a signal corresponding to "0", and the part other than the impression 1 becomes a signal corresponding to "1".
この2値化回路13からの2値化電気信号は、マトリツ
クスの配列順序に従つて遂次第1,2の表示部としての
ブラウン管14へ合成器15を介して供給され、これに
より第4図に示すごとく、そのモニタ画面としてのスク
リーン14a上に圧痕1の像1′75S映し出される。
これら、固体素子カメラ11,2値化回路13、合成器
15およびブラウン管14で圧痕像表示系が構成されて
いる。The binarized electric signal from the binarization circuit 13 is supplied to the cathode ray tubes 14 as the display sections 1 and 2 via the synthesizer 15 in accordance with the arrangement order of the matrix, and as a result, as shown in FIG. As shown, an image 1'75S of the impression 1 is projected on the screen 14a serving as the monitor screen.
These solid-state camera 11, binarization circuit 13, synthesizer 15, and cathode ray tube 14 constitute an indentation image display system.
なお、合成器15は、多入力加算回路である。Note that the synthesizer 15 is a multi-input adding circuit.
また、2値化回路13からの2値化電気信号は、同様に
マトリツクスの配列順序に従つて遂次マイクロコンピユ
ータのごとき第2の演算回路16へ供給される。第1〜
3図に示すように、第1の演算回路としての水平方向演
算器17を含む水平方向マーカ発生回路18と、第1の
演算回路としての垂直方向演算器19を含む垂直方向マ
ーカ発生回路20とが設けられており、それぞれ水平方
向マーカ信号MHと垂直方向マーカ信号Mとを合成器1
5へ供給するようになつている。Similarly, the binarized electrical signals from the binarization circuit 13 are successively supplied to a second arithmetic circuit 16 such as a microcomputer in the same manner as in the matrix arrangement order. 1st~
As shown in FIG. 3, a horizontal marker generation circuit 18 includes a horizontal arithmetic unit 17 as a first arithmetic circuit, and a vertical marker generation circuit 20 includes a vertical arithmetic unit 19 as a first arithmetic circuit. are provided, and a synthesizer 1 outputs a horizontal marker signal MH and a vertical marker signal M, respectively.
5.
水平方向マーカ発生回路18を構成する遅延回路21は
、第2図に示すように、水平ブランキング信号BHを入
力して手動コントローラとしての可変抵抗22を調整つ
まみ47a〔第4図参照〕で調整することによつて、ブ
ラウン管14上の符号A〔第4図参照〕で示される水平
方向マーカMKHの開始点を決める信号をパルス発生回
路23へ供給するようになつている。As shown in FIG. 2, the delay circuit 21 constituting the horizontal marker generation circuit 18 inputs the horizontal blanking signal BH and adjusts the variable resistor 22 as a manual controller using the adjustment knob 47a (see FIG. 4). By doing so, a signal for determining the starting point of the horizontal marker MKH indicated by the symbol A (see FIG. 4) on the cathode ray tube 14 is supplied to the pulse generating circuit 23.
このパルス発生回路23は、手動コントo−ラとしての
可変抵抗24で、すなわちこれに連結する調整つまみ4
7b〔第4図参照〕でパルス幅を調整し、ブラウン管1
4上の符号B〔第4図参照〕で示される水平方向マーカ
MKHの終了点を決定したパルス幅信号PHをアンド回
路25へ供給するようになつている。This pulse generating circuit 23 includes a variable resistor 24 as a manual controller, that is, an adjustment knob 4 connected thereto.
Adjust the pulse width with 7b (see Figure 4), and
The AND circuit 25 is supplied with a pulse width signal PH that determines the end point of the horizontal marker MKH indicated by the symbol B (see FIG. 4).
さらに、遅延回路26が設けられており、この遅延回路
26は垂直ブランキング信号BVを入力して、可変抵抗
27で水平方向マーカMKHの垂直幅W,〔第4図参照
〕の上端を決定するようになつており、この上端を決定
した信号はパルス発生回路28へ供給される。Furthermore, a delay circuit 26 is provided, and this delay circuit 26 inputs the vertical blanking signal BV and determines the upper end of the vertical width W of the horizontal marker MKH (see FIG. 4) using a variable resistor 27. The signal determining this upper end is supplied to the pulse generating circuit 28.
パルス発生回路28は、可変抵抗29でパルス幅を調整
し、水平方向マーカMKHの垂直幅W,の下端を決定す
るようになつており、この上端・下端の決定された信号
をアンド回路25へ供給するようになつている。The pulse generation circuit 28 adjusts the pulse width with a variable resistor 29 to determine the lower end of the vertical width W of the horizontal marker MKH, and sends the determined upper and lower ends signals to the AND circuit 25. supply.
アンド回路25は、パルス発生回路23,28からのパ
ルス幅信号を受けて、第4図に示す水平方向マーカMK
Hを生成する水平方向マーカ信号MHを合成器15へ供
給するようになつている。The AND circuit 25 receives the pulse width signals from the pulse generation circuits 23 and 28, and outputs the horizontal marker MK shown in FIG.
The horizontal direction marker signal MH that generates H is supplied to the combiner 15.
第3図に示すように、垂直方向マーカ発生回20が設け
られており、この発生回路20の遅延回路30は、垂直
ブランキング信号Bを入力して手動コントローラとして
の可変抵抗31を調整つまみ47c〔第4図参照〕で調
整することによつて、ブラウン管14上の符号C〔第4
図参照〕で示される垂直方向マーカMKVの開始点を決
める信号をパルス発生回路32へ供給するようになつて
いる。このパルス発生回路32は、手動コントローラと
しての可変抵抗33で、すなわちこれに連結する調整つ
まみ47d〔第4図参照〕でパルス幅を調整し、ブラウ
ン管14上の符号D〔第4図参照〕で示される垂直方向
マーカMKVの終了点を決定したパルス幅信号PVをア
ンド回路34へ供給するようになつている。As shown in FIG. 3, a vertical marker generation circuit 20 is provided, and a delay circuit 30 of this generation circuit 20 inputs a vertical blanking signal B and controls a variable resistor 31 as a manual controller using an adjustment knob 47c. By adjusting with [see FIG. 4], the symbol C [4th
A signal for determining the starting point of the vertical marker MKV shown by [see figure] is supplied to the pulse generating circuit 32. This pulse generating circuit 32 adjusts the pulse width using a variable resistor 33 as a manual controller, that is, an adjustment knob 47d (see FIG. 4) connected to the variable resistor 33, and adjusts the pulse width using a reference numeral D on the cathode ray tube 14 (see FIG. 4). A pulse width signal PV that determines the end point of the vertical marker MKV shown is supplied to the AND circuit 34.
さらに、遅延回路35が設けられており、この遅延回路
35は水平ブランキング信号BHを入力して、可変抵抗
36で垂直方向マーカMKVの水平幅W2〔第4図参照
〕の左端を決定するようになつており、この左端を決定
した信号はパルス発生回路37へ供給される。Further, a delay circuit 35 is provided, and this delay circuit 35 inputs the horizontal blanking signal BH and determines the left end of the horizontal width W2 (see FIG. 4) of the vertical marker MKV using a variable resistor 36. The signal determining this left end is supplied to the pulse generation circuit 37.
パルス発生回路37は、可変抵抗38でパルス幅を調幣
し、水平方向マーカMKHの水平幅W2の右端を決定す
るようになつており、この左端・右端の決定された信号
をアンド回路34へ供給するようになつている。The pulse generating circuit 37 adjusts the pulse width with a variable resistor 38 to determine the right end of the horizontal width W2 of the horizontal marker MKH, and sends the determined signals of the left end and right end to the AND circuit 34. supply.
アンド回路34は、パルス発生回路32,37からのパ
ルス幅信号を受けて、第4図に示す垂直方向マーカMK
Vを生成する垂直方向マーカ信号MVを合成器15へ供
給するようになつている。The AND circuit 34 receives the pulse width signals from the pulse generation circuits 32 and 37, and outputs the vertical marker MK shown in FIG.
A vertical marker signal MV that generates V is supplied to the combiner 15.
これら、水平、垂直方向マーカ発生回路18,20、合
成器15およびブラウン管14でマーカ表示系を構成し
ている。さらに、第2図に示すように、水平方向マーカ
発生回路18を構成する水平方向演算器17が設けられ
ており、パルス発生回路23からの水平方向パルス幅信
号PHをカウンタ39へ入力し、この信号PHが入力し
ている間だけクロツク発生回路40からの調整されたク
ロツク信号をカウントするようになつている。These horizontal and vertical marker generation circuits 18 and 20, synthesizer 15, and cathode ray tube 14 constitute a marker display system. Furthermore, as shown in FIG. 2, a horizontal arithmetic unit 17 constituting the horizontal marker generation circuit 18 is provided, which inputs the horizontal pulse width signal PH from the pulse generation circuit 23 to a counter 39. The adjusted clock signal from the clock generation circuit 40 is counted only while the signal PH is being input.
このカウンタ40は、水平ブランキング信号BHをクリ
ア信号として用いており、第4図に示す水平方向マーカ
MKHの試料2上での水平方向の長さに対応する長さを
カウントして、その出力をラツチ回路41へ供給する。
ラツチ回路41は、カウンタ39からの出力を入力して
、1画面ないし数画面分の間保持する回路であり、この
ラツチ回路41の出力は第2の演算回路16へ供給され
るようになつている。また、垂直方向マーカ発生回路2
0を構成する垂直方向演算器19が設けられており、パ
ルス発生回路32からの垂直方向パルス幅信号PVをカ
ウンタ42へ入力し、この信号PVが入力している間だ
けクロツク発生回路43からの調整されたクロツク信号
をカウントするようになつている。このカウンタ42は
、垂直ブランキング信号BVをクリア信号として用いて
おり、第4図に示す垂直方向マーカMKVの試料2上で
の垂直方向の長さに対応する長さをカウントして、その
出力をラツチ回路44へ供給する。ラツチ回路44は、
カウンタ42からの出力を入力して、1画面ないし数画
面分の間保持する回路であり、このラツチ回路44の出
力は第2の演算回路16へ供給されるようになつている
。This counter 40 uses the horizontal blanking signal BH as a clear signal, counts the length corresponding to the horizontal length of the horizontal direction marker MKH on the sample 2 shown in FIG. 4, and outputs the result. is supplied to the latch circuit 41.
The latch circuit 41 is a circuit that inputs the output from the counter 39 and holds it for one screen or several screens.The output of this latch circuit 41 is supplied to the second arithmetic circuit 16. There is. In addition, the vertical marker generation circuit 2
0 is provided, which inputs the vertical pulse width signal PV from the pulse generation circuit 32 to the counter 42, and inputs the vertical pulse width signal PV from the clock generation circuit 43 only while this signal PV is input. It is designed to count the adjusted clock signal. This counter 42 uses the vertical blanking signal BV as a clear signal, counts the length corresponding to the length of the vertical marker MKV shown in FIG. 4 in the vertical direction on the sample 2, and outputs the result. is supplied to the latch circuit 44. The latch circuit 44 is
This circuit inputs the output from the counter 42 and holds it for one screen to several screens, and the output of this latch circuit 44 is supplied to the second arithmetic circuit 16.
ところで、試料の硬さを示すものとして、ブリネル硬さ
、ビツカース硬さ、ヌープ硬さ等があるが、これらの硬
さは圧痕作成の試験荷重をFとすると、次のようにして
求められる。ブリネル硬さHBを求めるには、第5図に
示すように、圧痕1における所定の2方向の最大寸法D
x+DydX,dyを求め丁をDmとすればよく、これ
によりブリネル硬さHBは次のようになる。By the way, there are Brinell hardness, Vickers hardness, Knoop hardness, etc. that indicate the hardness of a sample, and these hardnesses are determined as follows, assuming that the test load for creating an indentation is F. To determine the Brinell hardness HB, as shown in FIG.
It is sufficient to find x+DydX,dy and set the blade to Dm, and thereby the Brinell hardness HB becomes as follows.
また、ビツカ一ろ硬さHVを求めるには、第6図に示す
ように、圧痕1における所定の2方向の脣杢茅曽?ち対
角線の長さDX′,Dy′を求め、?をDmとすればよ
く、これによりピツカース硬さHは次のようになる。In addition, in order to obtain the hardness HV, as shown in FIG. 6, as shown in FIG. Find the lengths of the diagonals DX' and Dy', and ? may be set as Dm, and the Pickers hardness H is then as follows.
ここで、kは定数である。Here, k is a constant.
さらに、ヌープ硬さHKを求めるには、第8図に示すよ
うに、圧痕1における所定方向の最大寸法2を求めれば
よく、これによりヌープ硬さHKは次のようになる。Further, in order to obtain the Knoop hardness HK, it is sufficient to obtain the maximum dimension 2 in a predetermined direction in the indentation 1, as shown in FIG. 8, and thereby the Knoop hardness HK becomes as follows.
ここでK′は定数である。Here, K' is a constant.
応じ上記の演算式を適宜選択して、試料2の硬さを演算
する。The hardness of the sample 2 is calculated by selecting the above calculation formula as appropriate.
例えば、ビツカース硬さHVを求める場合は、上記(2
)式を第2の演算回路16内においてセツトし、第7図
に斜線で示すごとく圧痕の対角線を含むように中央部に
おける十文字の範囲にマーカを伸縮移動させ、輪郭1a
〜1Δにこれらマーカを合わせることにより得られる2
値化電気信号から対角線の長さDx′,Dy′を求め、
これをデータとして予じめ記憶されているFやkの値と
ともに、(2)式を演算して、ビツカース硬さHVに相
当する出力を出す。For example, when determining the Vickers hardness HV, use the above (2)
) is set in the second arithmetic circuit 16, and the marker is expanded and contracted within the cross-shaped range in the center so as to include the diagonal line of the indentation as shown by diagonal lines in FIG.
2 obtained by matching these markers to ~1Δ
Determine the lengths of the diagonals Dx' and Dy' from the valued electric signal,
Using this data as data and the values of F and k stored in advance, equation (2) is calculated to produce an output corresponding to the Vickers hardness HV.
なお、ブリネル硬さHBを求める場合も、前述のビツカ
ース硬さHVを求める場合とほぼ同様にして、十文字の
範囲にマーカを伸縮移動させ、輪郭1a〜1dにこれら
マーカを合わせることによつて得られた信号に基づいて
圧痕1の最大寸法を計測することにより、試料2の硬さ
を求めることが行なわれ、さらにヌープ硬さHKを求め
る場合は、第9図に斜線で示すごとく圧痕1の対角線を
含むように中央部分のみにマーカを伸縮移動させ、輪郭
1a,1bにマーカを合わせることにより得られる信号
に基づいて試料2の硬さを求めることが行なわれる。In addition, when calculating the Brinell hardness HB, in almost the same way as when calculating the above-mentioned Vickers hardness HV, the marker can be expanded and contracted within the cross-shaped range, and the obtained value can be obtained by aligning these markers with the contours 1a to 1d. The hardness of the sample 2 is determined by measuring the maximum dimension of the indentation 1 based on the signal, and when determining the Knoop hardness HK, the maximum dimension of the indentation 1 is measured as shown by diagonal lines in Fig. 9. The hardness of the sample 2 is determined based on the signal obtained by extending and contracting the marker only in the central portion so as to include the diagonal line and aligning the marker with the contours 1a and 1b.
そして、この第2の演算回路16からの出力は図示しな
い適宜のインターフエースを介して第1,第2の表示部
としてのブラウン管14やプリンタ45へ入力され、こ
れにより第4図に示すごとく、ブラウン管14のスクリ
ーン14a上に、水平方向の試料の圧痕の最大寸法L(
ここでは1234),垂直方向の試料の圧痕の最大寸法
L2(ここでは56.7)および硬さの値(ここでは8
.9)が表示されたり、プリンタ45でこれらの値が印
字されたりする。The output from the second arithmetic circuit 16 is inputted to the cathode ray tube 14 serving as the first and second display units and the printer 45 via an appropriate interface (not shown), and as a result, as shown in FIG. On the screen 14a of the cathode ray tube 14, the maximum dimension L (
here 1234), the maximum dimension L2 of the specimen indentation in the vertical direction (here 56.7) and the hardness value (here 8
.. 9) are displayed or these values are printed by the printer 45.
また、第2の演算回路16からの出力を計算機46へ入
力して、この計算機46で硬さの値に基づき更に所望の
演算処理を行なうこともできる。It is also possible to input the output from the second arithmetic circuit 16 to the computer 46 and perform further desired arithmetic processing based on the hardness value.
ブラウン管14は第1,第2の表示部を兼用しており、
そのスクリーン14a上には、第4図に示すごとく、圧
痕像Vと試料2の硬さの値とが同時に表示され更には圧
痕の水平、垂直方向の長さも表示されるようになつてい
るが、第1,第2の表示部を別々に設けて、例えば圧痕
像1′はブラウン管14で表示し、試料2の硬さは液晶
素子や二キシ一管によつてデイジタル表示するようにし
てもよい。上述の構成により試料の硬さを計測して表示
するには、投光系3によつて光が試料2の表面に照射さ
れ、試料表面からの反射光が固体素子カメラ11の光電
変換素子群12により電気信号に変換されて、この電気
信号が2値化回路13で2値化されたのち、この2値化
電気信号に基づき、ブラウン管14のスクリーン14a
上に試料表面の圧痕像Vが表示される。The cathode ray tube 14 serves as both the first and second display sections,
On the screen 14a, as shown in FIG. 4, the indentation image V and the hardness value of the sample 2 are displayed simultaneously, and the lengths of the indentation in the horizontal and vertical directions are also displayed. , the first and second display sections may be provided separately, and for example, the indentation image 1' may be displayed on a cathode ray tube 14, and the hardness of the sample 2 may be displayed digitally on a liquid crystal element or a diagonal tube. good. In order to measure and display the hardness of a sample with the above-described configuration, the light projection system 3 irradiates the surface of the sample 2 with light, and the reflected light from the sample surface is transmitted to the photoelectric conversion element group of the solid-state camera 11. 12 into an electrical signal, and this electrical signal is binarized by a binarization circuit 13. Based on this binarized electrical signal, the screen 14a of the cathode ray tube 14 is converted into an electrical signal.
An indentation image V on the sample surface is displayed above.
また、上記2値化電気信号に基づき第2の演算回路16
によつて圧痕1の最大寸法を計測するだけで迅速に試料
2の硬さが計測されて、この硬さの値がブラウン管14
のスクリーン14a上に圧痕像Vとほぼ同時に表示され
るとともにプリンタ45で印字される。Further, the second arithmetic circuit 16 is operated based on the binary electric signal.
By simply measuring the maximum dimension of the indentation 1, the hardness of the sample 2 can be quickly measured.
is displayed on the screen 14a almost simultaneously with the indentation image V, and is printed by the printer 45.
なお、第2の演算回路16からの信号は、計算機46へ
も必要に応じて供給され、所望の演算処理を施される。Note that the signal from the second arithmetic circuit 16 is also supplied to the computer 46 as needed, and is subjected to desired arithmetic processing.
このとき、投光系3の光は偏光板8を通じて試料表面へ
照射されているので、圧痕1が例えば20μm以下の微
小な場合でも圧痕1の最大寸法を明確に確認でき、微小
圧痕1を形成された試料2の硬さをも正確に計測して表
示できるのである。At this time, the light from the light projection system 3 is irradiated onto the sample surface through the polarizing plate 8, so even if the indentation 1 is minute, for example, 20 μm or less, the maximum dimension of the indentation 1 can be clearly confirmed, and the minute indentation 1 is formed. The hardness of sample 2 can also be accurately measured and displayed.
このように偏光板8を通じて光を照射することによつて
圧痕1を明瞭に認識できるのは次の理由による。一般に
圧痕1が微小になると、対・物レンズ7の倍率を40〜
100というように高くする必要があり、これにより対
物レンズ7の開口数が大きくなる。The reason why the impression 1 can be clearly recognized by irradiating light through the polarizing plate 8 in this manner is as follows. Generally, when the indentation 1 becomes minute, the magnification of the objective lens 7 is increased from 40 to
100, which increases the numerical aperture of the objective lens 7.
これに伴い、圧痕1の内部からの反射光が多くなり、試
料2の表面からの反射光との差が少なくなるため、圧痕
1の輪郭が不明瞭になるのであるが、偏光板8を投光系
3に介装することにより、投光系3の光を偏光させるこ
とができ、これにより圧痕内部からの反射光と試料2の
表面からの反射光との差を十分大きくできるからである
。As a result, the amount of light reflected from inside the indentation 1 increases, and the difference from the light reflected from the surface of the sample 2 decreases, making the outline of the indentation 1 unclear. This is because by interposing it in the optical system 3, the light from the projection system 3 can be polarized, and thereby the difference between the light reflected from inside the indentation and the light reflected from the surface of the sample 2 can be made sufficiently large. .
さらに、上述のごとく手動で試料の水平および垂直方向
に計測する手段のほかに、自動化された演算手段をそな
えて併用すれば、この演算手段によつて計測された数値
を、前述の手動手段により得られた数値と照合してこれ
を認識することができる。なお、実施例はマーカが結合
している例を示しているが、水平方向のマーカにおいて
、マーカが左右一対として構成されてもよく、この場合
はパルス発生回路32および町変抵抗33と同等のもの
をパルス発生回路32の後段に設け、別途アンド回路を
設けることにより達成できる。Furthermore, in addition to the above-mentioned means for manually measuring the sample in the horizontal and vertical directions, if an automated calculation means is provided and used in combination, the values measured by this calculation means can be used in conjunction with the above-mentioned manual means. This can be recognized by comparing it with the obtained numerical value. Note that although the embodiment shows an example in which the markers are combined, the markers may be configured as a pair of left and right markers in the horizontal direction. This can be achieved by providing a circuit after the pulse generating circuit 32 and a separate AND circuit.
この一対のマーカの場合も第1〜4図に示した実施例と
ほぼ同様な効果を奉する。垂直方向のマーカにおいても
同様である。以上詳述したように、本発明の硬さ計測表
示方法およびその装置によれば、次のような効果ないし
利点が得られる。This pair of markers also provides substantially the same effect as the embodiment shown in FIGS. 1-4. The same applies to vertical markers. As described above in detail, the hardness measurement and display method and apparatus of the present invention provide the following effects and advantages.
(1)試料表面の圧痕周辺に傷や摸様等この圧痕とまぎ
られしいものがあるような場合等自動計測が困難な場合
にでも、手動によりマーカを伸縮移動させて圧痕像の最
大寸法位置に重ね合わせることができるので、正確な硬
さを測定することができる。(1) Even in cases where automatic measurement is difficult, such as when there are scratches, imprints, etc. around the indentation on the sample surface, which may be confused with the indentation, the marker can be manually extended or retracted to locate the maximum dimension of the indentation image. It is possible to measure the hardness accurately.
(2)自動計測機能を有する装置においては、自動計測
が正しく行なわれているかどうかのチエツクも行なえる
。(2) In a device having an automatic measurement function, it is also possible to check whether automatic measurement is being performed correctly.
(3)モニタ画面上において、圧痕像と試料の硬さとを
同時に表示することができる。(3) The indentation image and the hardness of the sample can be displayed simultaneously on the monitor screen.
(4)モニタ画面上におけるマーカにより、圧痕像の現
在計測している最大寸法位置を確認することができる。(4) The currently measured maximum dimension position of the indentation image can be confirmed by the marker on the monitor screen.
図は本発明の一実施例としての硬さ計測表示方法を実施
するための装置を示すもので、第1図はその全体構成図
、第2,3図はいずれもその要部を示す電気回路図、第
4図はその試料表面の像と硬さの値とを表示する一例を
示す模式図、第5〜9図はいずれも圧痕から試料の硬さ
を求める手段を示す説明図である。
1・・・・・・圧痕、1t・・・・・圧痕像、2・・・
・・・試料、3・・・・・・投光系、4・・・・・・照
明ランプ、5・・・・・・集光レンズ、6・・・・・・
ハーフミラー、7・・・・・・対物レンズ、8・・・・
・・偏光板、9・・・・・・レンズ群、10・・・・・
・反射系、11・・・・・・固体素子カメラ、12・・
・・・・光電変換素子群、13・・・・・・2値化回路
、14・・・・・・第1,第2の表示部を兼ねるブラウ
ン管、14a・・・・・・モニタ画面としてのスクリー
ン、15・・・・・・合成器、16・・・・・・第2の
演算回路、17・・・・・・第1の演算回路としての水
平方向演算器、18・・・・・・水平方向マーカ発生回
路、19・・・・・・第1の演算回路としての垂直方向
演算器、20・・・・・・垂直方向マーカ発生回路、2
1・・・・・・遅延回路、22・・・・・・可変抵抗、
23・・・・・・パルス発生回路、24・・・・・・可
変抵抗、25・・・・・・アンド回路、26・・・・・
・遅延回路、27・・・・・・可変抵抗、28・・・・
・・パルス発生回路、29・・・・・・可変抵抗、30
・・・・・・遅延回路、31・・・・・・可変抵抗、3
2・・・・・・パルス発生回路、〜33・・・・・・可
変抵抗、34・・・・・・アンド回路、35・・・・・
・遅延回路、36・・・・・・可変抵抗、37・・・・
・・パルス発生回路、38・・・・・・可変抵抗、39
・・・・・・カウンタ、40・・・・・・クロツク発生
回路、41・・・ラツチ回路、42・・・・・・カウン
タ、43・・・・・・クロツク発生回路、44・・・・
・・ラツチ回路、45・・・・・・プリンタ、46・・
・・・・計算機、47a〜47d・・・・・・調整つま
み。The figures show an apparatus for carrying out the hardness measurement and display method as an embodiment of the present invention. Fig. 1 is an overall configuration diagram thereof, and Figs. 2 and 3 are electric circuits showing the main parts thereof. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of displaying the image of the sample surface and the hardness value, and FIGS. 5 to 9 are explanatory diagrams showing means for determining the hardness of the sample from the indentation. 1...Indentation, 1t...Indentation image, 2...
...Sample, 3...Light projection system, 4...Illumination lamp, 5...Condensing lens, 6...
Half mirror, 7...Objective lens, 8...
...Polarizing plate, 9...Lens group, 10...
・Reflection system, 11... Solid-state camera, 12...
...Photoelectric conversion element group, 13... Binarization circuit, 14... Braun tube that also serves as the first and second display sections, 14a... As a monitor screen screen, 15... combiner, 16... second arithmetic circuit, 17... horizontal arithmetic unit as first arithmetic circuit, 18... ...Horizontal marker generation circuit, 19... Vertical arithmetic unit as first arithmetic circuit, 20... Vertical marker generation circuit, 2
1...delay circuit, 22...variable resistor,
23... Pulse generation circuit, 24... Variable resistor, 25... AND circuit, 26...
・Delay circuit, 27... Variable resistor, 28...
...Pulse generation circuit, 29...Variable resistor, 30
...Delay circuit, 31...Variable resistor, 3
2...Pulse generation circuit, ~33...Variable resistor, 34...AND circuit, 35...
・Delay circuit, 36...Variable resistor, 37...
...Pulse generating circuit, 38...Variable resistor, 39
... Counter, 40 ... Clock generation circuit, 41 ... Latch circuit, 42 ... Counter, 43 ... Clock generation circuit, 44 ...・
...Latch circuit, 45...Printer, 46...
...Calculator, 47a-47d...Adjustment knob.
Claims (1)
て撮像し、モニタ画面上において、上記試料表面の圧痕
像を映し出すとともに、同圧痕像にマーカを重畳させて
映し出し、ついで同モニタ画面上において上記マーカを
手動によつて伸縮移動させることにより上記圧痕像の最
大寸法位置に重合させて、上記圧痕の最大寸法値に基づ
き試料の硬さを表示することを特徴とする、硬さ計測表
示方法。 2 試料表面に形成された圧痕を撮像して電気信号に変
換する固体素子カメラと、同固体素子カメラからの電気
信号を2値化する2値化回路と、同2値化回路からの2
値化された電気信号を受けて圧痕像として映し出すモニ
タ画面と、同モニタ画面上に水平方向または垂直方向の
マーカ信号を出力するマーカ発生回路とをそなえるとと
もに、同マーカ発生回路からのマーカ信号を遅延させる
ことにより上記マーカの長さと位置とを手動で調整しう
る手動コントローラをそなえ、上記手動コントローラに
より調整されたマーカ信号を受けて試料の圧痕の最大寸
法値を演算する第1の演算回路と、同第1の演算回路か
らの信号を受けて上記試料の圧痕の最大寸法値を表示す
る第1の表示部とが設けられるとともに、上記第1の演
算回路からの信号に基づいて試料の硬さを演算する第2
の演算回路と、同第2の演算回路からの信号を受けて上
記試料の硬さを表示する第2の表示部と、上記2値化回
路からの2値化された電気信号および上記マーカ発生回
路からのマーカ信号を合成する合成器とが設けられて、
上記モニタ画面が上記の第1および第2の表示部を兼用
していることを特徴とする、硬さ計測表示装置。[Claims] 1. An image of an indentation formed on a sample surface is captured by a solid-state camera, and an image of the indentation on the sample surface is displayed on a monitor screen, and a marker is superimposed and displayed on the indentation image, Then, the marker is manually expanded and contracted on the monitor screen to be superimposed on the maximum dimension position of the indentation image, and the hardness of the sample is displayed based on the maximum dimension value of the indentation. , Hardness measurement display method. 2. A solid-state camera that images the indentation formed on the sample surface and converts it into an electrical signal, a binarization circuit that binarizes the electrical signal from the solid-state camera, and a digital signal from the binarization circuit.
It is equipped with a monitor screen that receives digitized electrical signals and displays them as an indentation image, and a marker generation circuit that outputs marker signals in the horizontal or vertical direction on the monitor screen, and also receives marker signals from the marker generation circuit. a first calculation circuit comprising a manual controller capable of manually adjusting the length and position of the marker by delaying the time, and calculating a maximum dimension value of the indentation on the sample in response to the marker signal adjusted by the manual controller; , a first display section that receives a signal from the first arithmetic circuit and displays the maximum dimension value of the indentation on the sample, and displays the hardness of the sample based on the signal from the first arithmetic circuit. The second step that calculates
a second display section that receives a signal from the second arithmetic circuit and displays the hardness of the sample, and generates a binarized electric signal from the binarization circuit and the marker. a synthesizer for synthesizing marker signals from the circuit;
A hardness measurement and display device, characterized in that the monitor screen also serves as the first and second display sections.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11881481A JPS5918651B2 (en) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | Hardness measurement display method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11881481A JPS5918651B2 (en) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | Hardness measurement display method and device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5821136A JPS5821136A (en) | 1983-02-07 |
JPS5918651B2 true JPS5918651B2 (en) | 1984-04-28 |
Family
ID=14745789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11881481A Expired JPS5918651B2 (en) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | Hardness measurement display method and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5918651B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2619917A1 (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-03 | Armines | Method and apparatus for measuring the principal dimensions of an impression formed in the surface of an article |
JP2731864B2 (en) * | 1989-09-05 | 1998-03-25 | 新日本製鐵株式会社 | Indentation type hardness tester |
FR2688320A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-10 | Micro 2000 Sa | Method and device for illuminating an impression formed at the surface of a material and application to a hardness-testing device |
JP2018165643A (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 株式会社ミツトヨ | Hardness testing machine and program |
-
1981
- 1981-07-29 JP JP11881481A patent/JPS5918651B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5821136A (en) | 1983-02-07 |
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