JPS62231106A - 光学式伸び計 - Google Patents
光学式伸び計Info
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- JPS62231106A JPS62231106A JP7484386A JP7484386A JPS62231106A JP S62231106 A JPS62231106 A JP S62231106A JP 7484386 A JP7484386 A JP 7484386A JP 7484386 A JP7484386 A JP 7484386A JP S62231106 A JPS62231106 A JP S62231106A
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- line sensor
- displacement
- electrical signal
- elongation
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は材料試験機の試料等の変位量を計測する光学式
変位計に関する。
変位計に関する。
Ｂ、従来の技術
材料試験の分野では、試料に加える負荷と、それによる
試料の変位量、例えば伸びに基づいてその試料の強度、
特性を定量的に把握するが、例えば従来の伸び計では、
第４図に示すように、試料ＴＰの外周面に所定の接触圧
力で当接された接触子１ａ、ｌｂを保持部２で保持し、
保持部２に検出器を構成するストレンゲージ３を貼りつ
けて保持部２の歪量を計測することにより試料ＴＰの伸
びを計測している。あるいは、第５図に示すように、支
点５を中心に試料ＴＰの変位に従って揺動する接触子４
ａ、４ｂの変位量を、検出器を構成する差動トランス６
で計測することにより試料ＴＰの伸びを計測している。
試料の変位量、例えば伸びに基づいてその試料の強度、
特性を定量的に把握するが、例えば従来の伸び計では、
第４図に示すように、試料ＴＰの外周面に所定の接触圧
力で当接された接触子１ａ、ｌｂを保持部２で保持し、
保持部２に検出器を構成するストレンゲージ３を貼りつ
けて保持部２の歪量を計測することにより試料ＴＰの伸
びを計測している。あるいは、第５図に示すように、支
点５を中心に試料ＴＰの変位に従って揺動する接触子４
ａ、４ｂの変位量を、検出器を構成する差動トランス６
で計測することにより試料ＴＰの伸びを計測している。
Ｃ９発明が解決しようとする問題点
上述した従来の伸び計は、伸び計を構成する接触子を試
料ＴＰに直接取付けるようになっており、そのため次の
ような問題があった。
料ＴＰに直接取付けるようになっており、そのため次の
ような問題があった。
■伸び計自身の重量が重く機械的共振点が低いため、試
料への縁り返し負荷の周波数特性が悪く、高周波数の繰
り返し負荷を加える試験では試料の変形に検出器が追従
できない。
料への縁り返し負荷の周波数特性が悪く、高周波数の繰
り返し負荷を加える試験では試料の変形に検出器が追従
できない。
■試料が破断する過程での伸びを計測する場合、試料破
断時に伸び計が試料と共に飛散し破損するおそれがあり
、破断伸び計としては使いにくい。
断時に伸び計が試料と共に飛散し破損するおそれがあり
、破断伸び計としては使いにくい。
■真空下での試験や加熱下での試験等では、伸び計を構
成する検出器を試料の直近に設けるため、検出器が試験
環境条件の影響を受け、計測精度が低下したり極端な場
合計測できない。
成する検出器を試料の直近に設けるため、検出器が試験
環境条件の影響を受け、計測精度が低下したり極端な場
合計測できない。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解消し、試
料に取付けた重量の軽い基準アタッチメントの変位を、
基準アタッチメントとは非接触の光学式検出器により計
測することにより試料の伸びを計測するようにした光学
式変位計を提供することにある。
料に取付けた重量の軽い基準アタッチメントの変位を、
基準アタッチメントとは非接触の光学式検出器により計
測することにより試料の伸びを計測するようにした光学
式変位計を提供することにある。
Ｄ１問題点を解決するための手段
このような目的を達成するため、本発明は、受光される
光像に応じて２値の検出信号を出力するラインセンサと
、試料の標点位置にそれぞれ取付けられ、その標点位置
を境とした明度のコントラストが設けられた一対の基準
アタッチメントと、前記明度のコントラストの像を前記
ラインセンサ上に結像させる光学レンズ系と、前記ライ
ンセンサからの検出信号に基づいて前記試料の標点間の
変位を演算する演算回路と、を具備する。
光像に応じて２値の検出信号を出力するラインセンサと
、試料の標点位置にそれぞれ取付けられ、その標点位置
を境とした明度のコントラストが設けられた一対の基準
アタッチメントと、前記明度のコントラストの像を前記
ラインセンサ上に結像させる光学レンズ系と、前記ライ
ンセンサからの検出信号に基づいて前記試料の標点間の
変位を演算する演算回路と、を具備する。
Ｅ０作用
試料に取付けられた基準アタッチメントにおける明度の
コントラストの光像は光学レンズ系によりラインセンサ
上に合焦され、ラインセンサ上に結像された光像に応じ
た電気信号がラインセンサから出力される。ラインセン
サ上における明度のコントラストの光像は、試料の変位
に相応してラインセンサ上ヒで変位し、それによりライ
ンセンサ上からの電気信号が変化し、その変化に基づい
て演算回路で試料の変位が演算される。
コントラストの光像は光学レンズ系によりラインセンサ
上に合焦され、ラインセンサ上に結像された光像に応じ
た電気信号がラインセンサから出力される。ラインセン
サ上における明度のコントラストの光像は、試料の変位
に相応してラインセンサ上ヒで変位し、それによりライ
ンセンサ上からの電気信号が変化し、その変化に基づい
て演算回路で試料の変位が演算される。
Ｆ、実施例
第１図〜第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例を示
し、第１図において、１１は試料ＴＰに取付けられた基
準アタッチメントであり、第３図（ａ）〜（ｃ）に詳細
を示すように、基準アタッチメント１１は、コ字状の本
体１１０と、本体１１０の側壁１１０ａの内面に固着さ
れた固定圧子１１２と、その固定圧子１１２と対向して
側壁１１０ｂに螺合されその先端に圧子１１３ａが設け
られた可動圧子１１３と、側壁１１０ａの外面から突設
され断面が二等辺三角形である三角柱状の基準マーク部
１１４とから成る。ここで、基準マーク部１１４の而１
１４ａは白色に塗装され、その面Ｌ １４ａと稜！１ｔ
ｌＬ４ｃを隔てて連設された面１１４ｂは黒色に塗装さ
れている。従って、稜線１１４ｃを境に明度のコントラ
ストが形成されることになる。ここで、稜線１１４ｃの
延長線ヒに、圧子１１２，１１３の頂部が位置する。
し、第１図において、１１は試料ＴＰに取付けられた基
準アタッチメントであり、第３図（ａ）〜（ｃ）に詳細
を示すように、基準アタッチメント１１は、コ字状の本
体１１０と、本体１１０の側壁１１０ａの内面に固着さ
れた固定圧子１１２と、その固定圧子１１２と対向して
側壁１１０ｂに螺合されその先端に圧子１１３ａが設け
られた可動圧子１１３と、側壁１１０ａの外面から突設
され断面が二等辺三角形である三角柱状の基準マーク部
１１４とから成る。ここで、基準マーク部１１４の而１
１４ａは白色に塗装され、その面Ｌ １４ａと稜！１ｔ
ｌＬ４ｃを隔てて連設された面１１４ｂは黒色に塗装さ
れている。従って、稜線１１４ｃを境に明度のコントラ
ストが形成されることになる。ここで、稜線１１４ｃの
延長線ヒに、圧子１１２，１１３の頂部が位置する。
再び第１図において、１２は光学レンズ系としての結像
レンズであり、外周面にリードねじ１３ａが刻設された
保持筒１３に保持され、保持筒１３のリードねじ１３ａ
は鏡筒１４のリードねじ１４ａと歯合し、これにより結
像レンズ１２の光軸方向の位置調節、すなわち焦点調節
が可能とされている。１５は光軸と直交する受光面を有
するラインセンサ、例えばＣＯＤラインセンサであり、
試料の変位方向、第１図では上下方向に複数のビットが
並設され、ラインセンサ１５ｈに結像された光像に相応
した電気信号が各ビットからとり出される。
レンズであり、外周面にリードねじ１３ａが刻設された
保持筒１３に保持され、保持筒１３のリードねじ１３ａ
は鏡筒１４のリードねじ１４ａと歯合し、これにより結
像レンズ１２の光軸方向の位置調節、すなわち焦点調節
が可能とされている。１５は光軸と直交する受光面を有
するラインセンサ、例えばＣＯＤラインセンサであり、
試料の変位方向、第１図では上下方向に複数のビットが
並設され、ラインセンサ１５ｈに結像された光像に相応
した電気信号が各ビットからとり出される。
また、１６は結像レンズ１２とラインセンサ１５との間
に光軸に対して４５度の角度で設けられたハーフミラ−
であり、透過光がラインセンサ１５上に結像され、反射
光は、ハーフミラ−１６からラインセンサ１−５と等距
離に設けられたスクリーン１７上に結像される。
に光軸に対して４５度の角度で設けられたハーフミラ−
であり、透過光がラインセンサ１５上に結像され、反射
光は、ハーフミラ−１６からラインセンサ１−５と等距
離に設けられたスクリーン１７上に結像される。
更に第１図において、ＣＣＤラインセンサ１５には増幅
器１８．フィルタ回路１９および伸び計測回路２０が後
続し、更に、伸び計測回路２０には、伸び量をデジタル
表示する表示器２１が接続されている。伸び量をアナロ
グ量に変換して出力することも容易である。また、２２
は可変抵抗器であり、この可変抵抗器２２は伸び計測回
路２０に接続され、焦点距離に応じて光学的感度を制御
する。
器１８．フィルタ回路１９および伸び計測回路２０が後
続し、更に、伸び計測回路２０には、伸び量をデジタル
表示する表示器２１が接続されている。伸び量をアナロ
グ量に変換して出力することも容易である。また、２２
は可変抵抗器であり、この可変抵抗器２２は伸び計測回
路２０に接続され、焦点距離に応じて光学的感度を制御
する。
このように構成された光学式伸び計では、まず、試料Ｔ
Ｐに負荷を加えない状態で、鏡筒１４を回転させて結像
レンズ１２を光軸上で移動させることにより基準アタッ
チメント１１における明度のコントラストをスクリーン
１７上で合焦させる。今、ハーフミラ−１６からスクリ
ーン１７までの距離とハーフミラ−１６からＣＣＤライ
ンセンサ１５までの距離は等しいので、スクリーン１７
上で被写体像を合焦させると明度のコントラストをもつ
光像が第２図に示す如（ＣＣＤラインセンサ１５Ｊ：で
も合焦し、ＣＣＤラインセンサ１５から、第２図に示す
如く結像された光像に相応した２僅の電気信号が得られ
る。この電気信号は増幅部１８およびフィルタ回路１９
を介して伸び計測回路２０へ供給され、伸び計測回路２
０では、試料に負荷を加える前の一対のコントラスト像
の位置を記憶する。
Ｐに負荷を加えない状態で、鏡筒１４を回転させて結像
レンズ１２を光軸上で移動させることにより基準アタッ
チメント１１における明度のコントラストをスクリーン
１７上で合焦させる。今、ハーフミラ−１６からスクリ
ーン１７までの距離とハーフミラ−１６からＣＣＤライ
ンセンサ１５までの距離は等しいので、スクリーン１７
上で被写体像を合焦させると明度のコントラストをもつ
光像が第２図に示す如（ＣＣＤラインセンサ１５Ｊ：で
も合焦し、ＣＣＤラインセンサ１５から、第２図に示す
如く結像された光像に相応した２僅の電気信号が得られ
る。この電気信号は増幅部１８およびフィルタ回路１９
を介して伸び計測回路２０へ供給され、伸び計測回路２
０では、試料に負荷を加える前の一対のコントラスト像
の位置を記憶する。
試料ＴＰに図示矢印Ｆ方向に引張り荷重が加えられると
試料ＴＰが伸びそれに伴ない一対の基準アクッチメン）
１１，１１も互いに離れる方向に変位する。これにより
、ＣＣＤラインセンサ１５上に結像されている基準アタ
ッチメン）１１゜１１における明度のコントラスト像も
その間隔が離れるように変位し、ＣＣＤラインセンサ１
５からの電気信号も明度のコントラスト像の変位に追従
して変化する。その電気信号の変化は伸び計測回路２０
で処理され、試料ＴＰの伸び量が演算され表示器２１に
ディジタル表示される。
試料ＴＰが伸びそれに伴ない一対の基準アクッチメン）
１１，１１も互いに離れる方向に変位する。これにより
、ＣＣＤラインセンサ１５上に結像されている基準アタ
ッチメン）１１゜１１における明度のコントラスト像も
その間隔が離れるように変位し、ＣＣＤラインセンサ１
５からの電気信号も明度のコントラスト像の変位に追従
して変化する。その電気信号の変化は伸び計測回路２０
で処理され、試料ＴＰの伸び量が演算され表示器２１に
ディジタル表示される。
なお、ＣＣＤラインセンサ１５上で明度のコントラスト
が明瞭でない場合には、基準アタッチメントｌｌの基準
マーク部１１４へ光を照射すればよい。また、以上の説
明ではＣＣＤラインセンサ上での合焦調節を操作者が手
動で行うようにしたが、自動焦点調節装置を組み込み、
ＣＣＤラインセンサ上でコントラストが最大となるよう
に自動的に合焦させることもできる。更に、結像レンズ
をズームレンズとし、その合焦距離に応じて光学感度を
自動的に補正するようにしてもよい。更にまた、各基準
アタッチメントにそれぞれＣＣＤラインセンサを設け、
試料の変位に対して固定された部材に設けた明度のコン
トラストをＣＣＤラインセンサ上に結像させるようにし
てもよい、このようにすれば、試料の伸びによる一対の
ＣＣＤラインセンサが変位するとそれに応じて各ＣＣＤ
ラインセンサからの出力が変化し、それら出力変化に基
づいて試料の伸びを計測できる。更にまた、ＣＣＤライ
ンセンサ以外のラインセンサを用いてもよい。更にまた
、計測される変位量は圧縮でもよい。
が明瞭でない場合には、基準アタッチメントｌｌの基準
マーク部１１４へ光を照射すればよい。また、以上の説
明ではＣＣＤラインセンサ上での合焦調節を操作者が手
動で行うようにしたが、自動焦点調節装置を組み込み、
ＣＣＤラインセンサ上でコントラストが最大となるよう
に自動的に合焦させることもできる。更に、結像レンズ
をズームレンズとし、その合焦距離に応じて光学感度を
自動的に補正するようにしてもよい。更にまた、各基準
アタッチメントにそれぞれＣＣＤラインセンサを設け、
試料の変位に対して固定された部材に設けた明度のコン
トラストをＣＣＤラインセンサ上に結像させるようにし
てもよい、このようにすれば、試料の伸びによる一対の
ＣＣＤラインセンサが変位するとそれに応じて各ＣＣＤ
ラインセンサからの出力が変化し、それら出力変化に基
づいて試料の伸びを計測できる。更にまた、ＣＣＤライ
ンセンサ以外のラインセンサを用いてもよい。更にまた
、計測される変位量は圧縮でもよい。
Ｇ、発明の効果
本発明によれば次のような効果が得られる。
■試料に取付けられる基準アタッチメントが軽優であり
、周波数の高い試験負荷に対する応答性が向上する。
、周波数の高い試験負荷に対する応答性が向上する。
（■検出器としてのラインセンサを試料から離間するこ
とができ、試験雰囲気による試験への悪影響が少ない。
とができ、試験雰囲気による試験への悪影響が少ない。
■一対の基準アタッチメントが分離した形態で試料に取
付けられており、試料が破断するまでの変位を計測して
も変位計が破損するおそれがない。
付けられており、試料が破断するまでの変位を計測して
も変位計が破損するおそれがない。
■試料の変位を示す検出信号がラインセンサからの２値
信号であり、外部ノイズに対する影響が少なく安定した
変位の検出が可能である。
信号であり、外部ノイズに対する影響が少なく安定した
変位の検出が可能である。
ｍｘ図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はライ
ンセンサ上に結像された明度のコントラスト像を示す図
、第３図（ａ）は試料に取付けられた基糸アタッチメン
トの一例を示す正面図、第３図（ｂ）はその右側面図、
第３図（ｃ）は同じくその平面図、第４図および第５図
は従来の伸び計の２列を示す図である。 １１：基準アタッチメント １２：結像レンズ １５：ＣＣＤラインセンサ １６：ハーフミラ−１７：スクリーン ２０：伸び計測回路 １１４−基準マーク部
ンセンサ上に結像された明度のコントラスト像を示す図
、第３図（ａ）は試料に取付けられた基糸アタッチメン
トの一例を示す正面図、第３図（ｂ）はその右側面図、
第３図（ｃ）は同じくその平面図、第４図および第５図
は従来の伸び計の２列を示す図である。 １１：基準アタッチメント １２：結像レンズ １５：ＣＣＤラインセンサ １６：ハーフミラ−１７：スクリーン ２０：伸び計測回路 １１４−基準マーク部
Claims (1)
- 受光される光像に応じて２値の検出信号を出力するライ
ンセンサと、試料の標点位置にそれぞれ取付けられ、そ
の標点位置を境とした明度のコントラストが設けられた
一対の基準アタッチメントと、前記明度のコントラスト
の像を前記ラインセンサ上に結像させる光学レンズ系と
、前記ラインセンサからの検出信号に基づいて前記試料
の標点間の変位を演算する演算回路と、を具備したこと
を特徴とする光学式変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074843A JPH0739937B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 光学式伸び計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074843A JPH0739937B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 光学式伸び計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62231106A true JPS62231106A (ja) | 1987-10-09 |
| JPH0739937B2 JPH0739937B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=13559010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61074843A Expired - Lifetime JPH0739937B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 光学式伸び計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739937B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018096890A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼材の硫化物応力腐食割れ試験方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5166971U (ja) * | 1974-11-21 | 1976-05-27 | ||
| JPS5740442A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-06 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Production of glycolic ester and ether |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61074843A patent/JPH0739937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5166971U (ja) * | 1974-11-21 | 1976-05-27 | ||
| JPS5740442A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-06 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Production of glycolic ester and ether |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018096890A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼材の硫化物応力腐食割れ試験方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0739937B2 (ja) | 1995-05-01 |
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