JPS61269041A - 磁性試験片の伸び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、磁性試験片、たとえば鉄ヤニツケルなど０
金属およびそ０らを含む合金１よ°て形　　　　　１．
、□成された試験片について、引張試験その他の材料試
験を行なう際に使用される伸び測定装置に関す　　　　
　、：、。

る・　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ｉ（従来の技術とその問題点） 磁性試験片の伸び測定装置には種々のものがあるが、大
別して接触方式と非接触方式との２種類が存在する。こ
のうち、接触方式は、試験ハに付された標線または標点
に伸び測定装置の接触片を接触させることによって、試
験片の伸びを電気的に検出する方式である。ところが、
この方式では、接触片の接触による不要な力が試験片に
作用するために、引張力と伸びとの関係に誤差が生じて
しまって、高１！ｌｒｘの測定ができないという欠点が
ある。また、接触片の取付は位置がずれたり、接触片そ
のものがｍ脱して伸び測定ができなくなってしまうとい
う問題もある。

一方、非接触方式では、光を試験片に照射してその反射
光を測定する方式があるが、この場合は投光・受光器や
追随機構が必要であって、装置が複雑・大型化してしま
うという欠点がある。また、測定精度が十分ではないと
いう問題もある。

（発明の目的） この発明は、上述の欠点の克服を意図しており、磁性試
験片の伸び測定に際して、非接触かつ高精度の伸び測定
を行なうことのできる磁性試験片の伸び測定装置を提供
することを目的とする。

（目的を達成するための手段） 上述の目的を達成するため、この発明にががる試験片の
伸び測定装置では、磁性試験片表面に複数の細溝を形成
してこれを標線とすることを前提として、■この標線の
うち対応する標線に近接して設けられた検出コイルと、
この検出コイルの幾何学的中心を除く上記検出コイル近
傍の点に設けられて上記幾何学的中心のまわりで回転す
る磁芯とを含み、磁芯の回転に応じて標線検出パルス信
号を発生する標線検出手段と、■上記標線検出手段を保
持する保持機構と、■上記標線検出パルス信号を入力し
て当該パルス信号のパルス間隔を求め、上記パルス間隔
の値に基づいて、試験片の伸びによって生ずる標線の移
動聞を演算して求める演算手段とを複数組設け、上記演
算手段の各出力に基づいて前記試験片の伸び量を篩用し
ている。

（実施例） 第１図は、この発明の一実施例である伸び測定装置と試
験片との位置関係を示す模式図であり、また、第２図は
、この伸び測定装置の部分側面図である。これらの図に
おいて、この伸び測定装置は、磁性試験片１の表面に形
成された傷などの細溝を標線２ａ、２ｂとして利用し、
これらの標線２ａ、２ｂに対向して第１の標線検出Ｇ！
Ｓ３ａおよび図示しない第２の標線検出器が設けられる
。なお、第２の標線検出器についての説明は省略するが
、以下に説明する第１の標線検出器３ａと同様の構成を
有する。

第１の標線検出器３ａ（第２図）は、標線２ａに近接し
て設けられた検出コイル４ａと、この検出コイル４ａの
幾何学的中心を除く検出コイル４ａの近傍の点に設けら
れた磁芯５ａを有する。この磁芯５ａは、ミニモータ６
ａによって上記幾何学的中心のまわりに第１図中Ａで示
す方向に回転する。そして、これらの検出コイルおよび
ミニモータ６ａは、保持機構７ａによって保持されてい
る。なお、第１図中に示した検出コイル４ｂおよび磁芯
５ｂは、第２の標線検出器に含まれているものであり、
これらの標線検出器そのものの構成は特開昭５３−１３
５３７９号に開示されているものと同様である。

第３図は、この実施例における電気的構成の一部を示す
ブロック図である。この回路は、上記第１の標線検出器
３ａの検出出力の処理を行なう回路であるが、第２の標
線検出器についても同様の回路が設けられる。同図にお
いて、上記ミニモータ６ａは、駆動回路７によって回転
駆動される。

一方、検出コイル４ａの出力は、前処理回路８において
ノイズ除去等の航処理を受けた後に演算器９に入力され
る。この演算器９はメモリ１０の記憶機能を利用しつつ
、後述する演算を行ない、その演算結果を表示器１１に
表示させる。なお、電源１２は、演算器９や駆動回路７
などに電力を供給するためのものである。

ここで、上記各標線検出器の標線検出原理について述べ
る。この検出原理は上記特開昭５３−１３５３７９号に
開示されているが、その概要は次　　　　　□の通りで
ある。まず、第２図に示した検出コイル端子１３ａから
高周波電流を検出コイル４ａに流す。すると、検出コイ
ル４ａと鎖交する磁束が発生するが、この磁束は高い透
磁率を有する磁芯５ａに集中スる。したがって、ミニモ
ータ端子１４ａから電力を供給して磁芯５ａを回転させ
ると、集中磁束もこの回転に応じて回転するが、磁芯５
・　　ａが標線２ａに対向する位置に到達すると、この
実吊磁束の運動によって磁性試験片１の表面に誘起され
る渦Ｉｆｆに乱れが生じ、この乱れが検出コイル４ａの
インピーダンス変化となり、それに応じてパルス列が発
生するわけである。

このパルス列は、磁芯５ａの１回転につき２個のパルス
を有している。このパルス列のパルス間隔は、標線２ａ
と検出コイル４ａとの相対的位置関係に依存しており、
たとえば、第４図（ａ）〜（ｄ）に示すように、試験片
１の伸びに応じて標線２ａが磁芯５ａの回転軌ＩＩＣに
対して相対的に本 順次移動すると、このパルス列のパルス間隔は、第５図
に示すように時間的に変化する。ただし、これらの図に
おいて、１　−１．は、磁芯５ａが標線２ａの１箇所を
横切った後、標線２ａの他の箇所を横切るまでの時間を
表わしている。したがって、このパルス間隔の変化を検
出すれば、Ｉａ！！２ａの移動、つまり試験片１の伸び
状態がわかることになる。

そこで、ここでは、パルス間隔の変化から標線２ａの移
動量を求めるための関係式を導いておく。

第６図は、この関係式を導くための模式図であり、第１
の伸び状態（たとえば、伸びを生じる館の状態）におい
て標線２ａが直１１１５の位置に、また第２の伸び状態
（たとえば伸びが生じた後の特定の時点の状態）で直［
１１６の位置にそれぞれあるものと考える。ただし、磁
芯５ａの回転半径および回転台速度をそれぞれｒ、ωと
する。

標線２ａが直１ｍ１５の位置にあるとき、磁芯５ａは、
位ＨＰ１において標線２ａを横切った後、位ＩＱ１にお
いて標１１２ａを横切るが、この間の時間を１１　（図
示省略）とする。そして、回転中心Ｏに関する円周角、
４Ｐ　　ＯＱ　　を２θ１とする。

したがって、回転中心０の垂直上方で、かつ回転軌跡Ｃ
上に存在する位置をＴとすると、ｔＰ１０Ｔ＝θ１であ
る。すると上記回転中心０を通る水平線１８か’３直［
１１６まＦ（７）距１１ｆｆＪ、Ｇ；ｔ、ｊ！１−ｒｃ
ｏｓθ１・（１） となる。同様に、標線２ａがＩＩ線１６の位置にあると
きには、水平ｌｌｌＡ１８から直１１６までの距離１２
を、 １２＝ｒＣＯ５θ２・（２） で表現することができる。ただし、２θ２＝ＬＰ２０Ｑ
２であり、Ｐ２　、Ｑ２は、上記Ｐ１．Ｑ。

と同様の意味を有する。

一方、標線２ａが直線１５の位置にあるときには、磁芯
５ａが位ｆｆＰ１から位ＩＴまで回転するのに要する時
間は、ｔ１／２である。また、標ａ２ａが直線１６の位
置にあるときには、磁芯５ａが位［Ｐ２において標線２
ａを横切った後、位置Ｑ２において標線２ａを横切るま
での時間をｔ２とすると、位ＩＦＰ２から位置Ｔまでの
回転所要時間はｔ２／２である。このため、 θ　＝ωｔ１／２　　　　　　　　　　・・・（３）θ
　＝ωｔ２／２　　　　　　　　　　・・・（４）が成
立する。

したがって、直線１５．１６の相互距離、すな　　　　
□わち標線５ａの移動距離１　（＝ｉ！　　−ｊ！２）
は、　　　　　：上記（１）〜（４）式を用いて、 Ｊ　＝　ｒ’　［Ｃ０３（ωｔ　　／２）−ｃｏｓ（ω
ｔ２／２）］・・・（５） となる。この（５）式のうち、ｒおよびωはあらかしめ
設定された値を有しているため、パルス間隔としてのｔ
ｌおよびｔ２を測定すれば、ｌがわがることになる。

そこで、第３図の演算器９では、まず、試験片１に伸び
を生じさせない状態で、検出コイル４ａからのパルス列
の間ｗＡ（上記ｔ１に対応）を検出し、この値をメモリ
ー０にストアしておく。その後、伸びが生じた状態で、
次々に入力されるパルス列におけるパルス間隔（上記ｔ
２に対応）を検出し、メモリー０から上記ｔ１の値を読
み出して（５）式に基く演算を行なう。そして、その演
算結果を表示器１１に出力して、標線２ａの移動量を表
示させる。

これと同時に、第２の標線検出器に関して設けられた回
路から、標線２ｂの移動量に関するデータ１日が表示器
１１に与えられる。表示器１１では、この２つの入力信
丹の差をとって、標線２ａ。

２ｂの相対的移動長、したがって試験片１の、標線２ａ
、　２ｂの間における伸び量を求め、これを表示する。

このようにして、この表示器１１には時々刻々の伸び借
が表示されることになる。

ところで上述した実施例では、検出コイルと試験片との
関係が、第１図のような位置関係であるとしたが、第７
図に示すように、検出コイル４ａの径が試験片１の幅よ
りも大きくてもよく、磁芯５ａの回転範囲が標線２ａの
長さの範囲内に入っているようにしておけば、上記実施
例との同様の電気的構成でこの発明を実現できる。また
、検出コイルや磁芯は可能な限り試験片に近接すること
が望ましいが、その近接量を調整できる機構（たとえば
スライド機構）を、ミニモータ６ａと保持機構７ａとの
間に設ければ、この要語を簡易かつ高精度で実現できる
。

さらに、上記実施例では標線検出器およびそれに関連す
る回路等を２組設けたが、３組以Ｆを設けて、３本以上
の標線の相互間における伸び測定を行なうことも可能で
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、標線検出器の
検出出力に基いて、標線の移動をパルス間隔という形で
とらえているため、磁性試験片につき、非接触かつ高精
度の伸び測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの１発明の一実施例における位置関係を示す
模式図、第２図は第１の標線検出器の側面図、第３図は
、実施例における電気的構成の一部を示すブロック図、
第４図は標線と検出コイルとの位置関係を例示する図、
第５図は検出コイルの出力であるパルス列を例示する図
、第６図は実施例における演算関係式を説明するための
図、第７図はこの発明の変形例を示す図である。 １・・・試験片、　　　　　２ａ、２ｂ・・・標線３ａ
・・・第１の標線検出器 ４ａ、４ｂ・・・検出コイル ５ａ、５ｂ００．磁芯、　９・・・演算器１１・・・表
示器 特許出願人　株式会社島津製作所 ｆ乙図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性試験片の表面に形成された複数の細溝を標線
   として、前記磁性試験片の伸びを測定する伸び測定装置
   であって、 前記標線のうち対応する標線に近接して設けられた検出
   コイルと、前記検出コイルの幾何学的中心を除く前記検
   出コイル近傍の点に設けられて前記幾何学的中心のまわ
   りで回転する磁芯とを含み、前記磁芯の回転に応じて標
   線検出パルス信号を発生する標線検出手段と、 前記標線検出手段を保持する保持機構と、 前記標線検出パルス信号を入力して、当該パルス信号の
   パルス間隔を求め、前記パルス間隔の値に基づいて、前
   記試験片の伸びによつて生じる前記標線の移動量を演算
   して求める演算手段とを複数組備え、 前記演算手段の各出力に基づいて前試験片の伸び量を算
   出することを特徴とする、磁性試験片の伸び測定装置。
2. （２）前記演算手段の各々は、前記磁性試験片が第１お
   よび第２の伸び状態にあるときのそれぞれの前記パルス
   間隔をｔ＿１、ｔ＿２とし、前記磁芯の回転半径および
   回転角速度をそれぞれｒ、ωとしたとき、次の（ａ）式
   ： ｌ＝ｒ［ｃｏｓ（ωｔ＿２／２）−ｃｏｓ（ωｔ＿１／
   ２）］・・・（ａ）に基づいて、前記第１と第２の伸び
   状態の間の前記標線の移動量ｌを演算する手段である、
   特許請求の範囲第１項記載の磁性試験片の伸び測定装置
   。