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JPS6142217B2 - - Google Patents
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JPS6142217B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6142217B2
JPS6142217B2 JP7711878A JP7711878A JPS6142217B2 JP S6142217 B2 JPS6142217 B2 JP S6142217B2 JP 7711878 A JP7711878 A JP 7711878A JP 7711878 A JP7711878 A JP 7711878A JP S6142217 B2 JPS6142217 B2 JP S6142217B2
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JP
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circuit
amplitude
sample
switch
drive device
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JP7711878A
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Ryozo Kato
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SHINKU RIKO KK
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低周波捩り振子法を用いた金属材料の
内部摩擦測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for measuring internal friction of metallic materials using a low frequency torsional pendulum method.

従来、金属材料の内部摩擦の測定方法には、自
由減衰法と定振幅法とがある。自由減衰法はまず
駆動装置に試料に一定振幅の捩り振動を与え、し
かるのち駆動装置を消勢して自由減衰振動にし、
そのときの対数減衰率を計算し内部摩擦(Q-1
=1/π 1/nlogA/An(A0:初めの振幅、Ao
:n回目の 振動のときの振幅)を求めるものであり、定振幅
法は試料が設定した振幅の捩り振動を保持するよ
うに駆動装置にエネルギを供給しそのエネルギの
変化から試料の内部摩擦を求めるものである。前
者は内部摩擦を直接求めることができるが、時間
がかゝり連続記録ができずまた振幅依存性のある
材料では正しい結果がえられない。これに対し後
者は連続的に内部摩擦の変化を測定することがで
きると共に、振幅依存性のある材料の測定に適す
るが、内部摩擦の絶対値が判らないので、自由減
衰法の結果と対比して求めなければならない。従
来の自由減衰法を実施するための装置は、電磁石
で鉄片を吸引し、試料に一定の捩りを与えるよう
にしていたが、内部摩擦は温度により変化するの
でその値に応じて吸引力を加減しないと鉄片は必
要以上の大きな力で吸引されるため試料を含む捩
り系に大きな衝撃を与えることになり、この衝撃
による振動で測定に誤差を生じていた。またこの
衝撃を緩和するためには内部磨擦に応じて鉄片の
吸引力を加減しなければならないが、その自動化
を図ることが困難であつた。
Conventionally, methods for measuring internal friction of metal materials include a free damping method and a constant amplitude method. In the free damping method, first, the drive device applies torsional vibration of a constant amplitude to the sample, and then the drive device is deenergized to produce free damping vibration.
Calculate the logarithmic damping rate at that time and calculate the internal friction (Q -1 )
=1/π 1/nlogA 0 /An (A 0 : initial amplitude, A o
: amplitude at the nth vibration).The constant amplitude method supplies energy to the drive device so that the sample maintains the torsional vibration of the set amplitude, and calculates the internal friction of the sample from the change in energy. It is something to seek. The former method can directly determine internal friction, but it takes time and cannot be recorded continuously, and accurate results cannot be obtained with amplitude-dependent materials. On the other hand, the latter can measure changes in internal friction continuously and is suitable for measuring amplitude-dependent materials, but since the absolute value of internal friction is not known, it cannot be compared with the results of the free damping method. You have to ask for it. Conventional equipment for carrying out the free decay method uses an electromagnet to attract a piece of iron to give a certain amount of twist to the sample, but since internal friction changes with temperature, the attraction force must be adjusted accordingly. Otherwise, the iron piece would be sucked in with a force greater than necessary, which would give a large impact to the torsion system including the sample, and the vibrations caused by this impact would cause errors in measurements. In addition, in order to alleviate this impact, it is necessary to adjust the suction force of the iron piece according to the internal friction, but it has been difficult to automate this process.

本発明は上記した従来の自由減衰法を実施する
装置の欠点を除去するとともに定振幅法をも併わ
せて実施することができる内部摩擦測定装置を提
供することを目的とするもので、試料に捩りを与
える可動線輪及び永久磁石等から成る駆動装置と
該駆動装置の付勢回路に挿入したスイツチと捩り
振動の振幅に比例した電気信号を発生する装置と
定振幅からの偏差を検出し該偏差に対応する前記
駆動装置の駆動信号又はダンピング信号を発生す
る回路と捩り振動の開始時には前記スイツチを閉
成して前記回路に発生した駆動信号又はダンピン
グ信号を前記駆動装置に供給し、前記試料に定振
幅捩り振動を持続させるシーケンスコントローラ
とを有し、該シーケンスコントローラは前記試料
に対して自由減衰法と定振幅法とを選択的に実施
させることができ且つ自由減衰法を実施させたと
きは、該スイツチを開成させ、前記試料の定振幅
捩り振動を停止させるように構成したことを特徴
とする。
The object of the present invention is to provide an internal friction measuring device that eliminates the drawbacks of the conventional free damping method described above and can also perform the constant amplitude method. A drive device consisting of a movable wire ring and a permanent magnet etc. that give torsion, a switch inserted into the energizing circuit of the drive device, a device that generates an electric signal proportional to the amplitude of torsional vibration, and a device that detects deviation from a constant amplitude and detects the deviation from the constant amplitude. A circuit for generating a drive signal or a damping signal for the drive device corresponding to the deviation, and at the start of torsional vibration, the switch is closed and the drive signal or damping signal generated in the circuit is supplied to the drive device; and a sequence controller for sustaining constant amplitude torsional vibration on the sample, the sequence controller being able to selectively perform a free damping method and a constant amplitude method on the sample, and causing the free damping method to be performed on the sample. The present invention is characterized in that the switch is opened and the constant amplitude torsional vibration of the sample is stopped.

以下本発明を図面について説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の概略図を示す。図
の左方に示すものは、試料に捩り振動を与えるた
めの機構である。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of the invention. What is shown on the left side of the figure is a mechanism for applying torsional vibration to the sample.

1は測定すべき試料、2はチヤツク、3はチヤ
ツク2に取付けたシヤフト、4はシヤフト3を回
転する可動線輪、永久磁石からなる駆動装置、5
はシヤフト3の横揺れ等に対する制動子、6はシ
ヤフト3に固定したアームの両端に固定したフエ
ライトの円板、7はフエライトの円板6に対向
し、内部にコイルを収納したフエライトのポツト
コアで、ベアリング9で支承された基板8上に設
置される。この円板6とポツトコア7で変位検出
子を構成する。該基板8はモータ10により回動
するカム11でアーム12を介して回動するよう
に構成される。13は試料1にかゝる張力を一定
に保持するためのカウンタバランス、14は慣性
ウエイト、15は加熱炉、16はヒータ、17は
熱電対である。
1 is a sample to be measured, 2 is a chuck, 3 is a shaft attached to the chuck 2, 4 is a drive device consisting of a movable wire and a permanent magnet that rotates the shaft 3, 5
6 is a ferrite disk fixed to both ends of an arm fixed to the shaft 3, and 7 is a ferrite pot core that faces the ferrite disk 6 and houses a coil inside. , installed on a substrate 8 supported by bearings 9. This disk 6 and pot core 7 constitute a displacement detector. The substrate 8 is configured to be rotated via an arm 12 by a cam 11 rotated by a motor 10. 13 is a counterbalance for maintaining constant tension on the sample 1; 14 is an inertia weight; 15 is a heating furnace; 16 is a heater; and 17 is a thermocouple.

図のその他の構成は該機構の駆動装置4に駆動
エネルギーを供給しシヤフト3つまり試料1を捩
り振動させ試料の内部摩擦を計測する回路のブロ
ツク図である。
The other configuration shown in the figure is a block diagram of a circuit that supplies drive energy to the drive device 4 of the mechanism, torsionally vibrates the shaft 3, that is, the sample 1, and measures the internal friction of the sample.

20は、試料1に捩りを与えたときポツトコア
7,7に収納された各コイルのインダクタンスが
増加及び減少しそのための回路がアンバランスに
なり捩りに比例した出力電圧を発生する変位検出
回路、21は試料1の捩り振動を定振幅に維持す
るために定振幅からの偏差信号を検出し、その信
号により駆動装置4の作動信号を発生する定振幅
回路、22は出力回路でその出力で駆動装置4を
付勢する。23は出力でサーボモータ10を駆動
するサーボ増幅器である。スイツチ37が閉成さ
れたとき形成されるフエライト円板6、ポツトコ
ア7、変位検出回路20、サーボ増幅器23、モ
ータ10、カム11、アーム12及び基板8から
成る閉ループは、ガロ点調整機構を構成する。
20 is a displacement detection circuit that generates an output voltage proportional to the twist as the inductance of each coil housed in the pot cores 7 increases and decreases when twist is applied to the sample 1, resulting in an unbalanced circuit; 21; 22 is a constant amplitude circuit that detects a deviation signal from the constant amplitude in order to maintain the torsional vibration of the sample 1 at a constant amplitude, and generates an operating signal for the drive device 4 based on that signal; 22 is an output circuit that uses its output to operate the drive device; energize 4. 23 is a servo amplifier that drives the servo motor 10 with its output. A closed loop formed when the switch 37 is closed, consisting of the ferrite disk 6, the pot core 7, the displacement detection circuit 20, the servo amplifier 23, the motor 10, the cam 11, the arm 12, and the board 8, constitutes a Gallo point adjustment mechanism. do.

24は減衰率計で、試料1の捩り振動が自由減
衰し設定した振巾(1/πlogA/A)に達したと
き、 100%(定振幅)及び100%以上所定振幅(例えば
103%)になつたときに出力を発生するもの、2
5は1/πlogA/Aを設定する摘み、26は100%
振幅 から設定した振幅(1/πlogA/A)に減衰する
までゲ ートを開きその間振動パルスを通過させるアンド
ゲート、26を通過した振動パルスを計数するカ
ウンタ、28は減衰率計24で設定した1/πlogA
/A 及び100%振幅から設定した1/πlogA/Aに減衰
する までの振動数nを入力し内部摩擦(Q-1)=1/π 1/
n logA/Aを計算するデジタル演算回路、29はシ
ー ケンスコントローラで、例えば2つのP−ROM
(プログラマブル、リード、オンリ、メモリ)と
カウンタで構成され、スタートスイツチ30、及
び定振幅振動スイツチ32、又は自由減衰スイツ
チ33を閉成すると2個のフリツプフロツプを有
するスタート、ストツプ回路34を介して作動
し、シーケンスプログラムに従つて定振幅動又は
自由減衰振動を行わせる。
24 is a damping rate meter, and when the torsional vibration of sample 1 freely damps and reaches the set amplitude (1/πlogA 0 /A 0 ), it measures 100% (constant amplitude) and 100% or more of a predetermined amplitude (e.g.
103%), which generates output when it becomes 2
5 is the knob that sets 1/πlogA 0 /A o , 26 is 100%
The gate is opened until the amplitude is attenuated to the set amplitude (1/πlogA 0 /A o ), and the vibration pulse is allowed to pass during that time. A counter 26 counts the vibration pulses that have passed, and 28 is a damping rate meter 24. 1/πlogA 0
/A o and the frequency n until it decays from 100% amplitude to the set 1/πlogA 0 /A o and internal friction (Q -1 ) = 1/π 1/
A digital arithmetic circuit that calculates n logA 0 /A o ; 29 is a sequence controller; for example, two P-ROMs;
(programmable, read, only, memory) and a counter, and when the start switch 30 and constant amplitude vibration switch 32 or free damping switch 33 are closed, it is activated via a start/stop circuit 34 having two flip-flops. Then, constant amplitude vibration or free damped vibration is performed according to the sequence program.

1つのP−ROMはスタートスイツチ30の閉
成により発生するスタート信号等の入力信号とシ
ーケンスコントローラの各工程(O〜)との関
係を結びつけるマトリツクスがメモリされてお
り、他のP−ROMは各工程と指令動作(ダン
プ、励磁、自由減衰等)を結びつけるマトリツク
スがメモリされている。カウンタは現在どの工程
にあるかをメモリしておく役目をなすものであ
る。31はストツプスイツチ、35は設定した時
間にシーケンスコントローラ29を制御する入力
信号を発生するタイマ、36,37はシーケンス
コントローラで制御されるスイツチ、38はプロ
グラム温度制御器で、プログラマ39、PID演算
回路40、シリコン制御整流器(SCR)を用い
た電流制御回路41で構成され、加熱炉15のヒ
ータ16に電力を供給し試料1をプログラムに従
つて定速昇温、定速冷却又は急速加熱後定温保持
等をするものである。
One P-ROM stores a matrix that connects input signals such as a start signal generated by closing the start switch 30 with each process (O~) of the sequence controller, and the other P-ROMs store a matrix that links each process (O~) of the sequence controller. A matrix is stored in memory that links processes and command operations (dump, excitation, free decay, etc.). The counter serves to remember which process the process is currently in. 31 is a stop switch, 35 is a timer that generates an input signal to control the sequence controller 29 at a set time, 36 and 37 are switches controlled by the sequence controller, 38 is a program temperature controller, a programmer 39, and a PID calculation circuit 40. , which is composed of a current control circuit 41 using a silicon controlled rectifier (SCR), supplies power to the heater 16 of the heating furnace 15, and heats the sample 1 at a constant rate, cools it at a constant rate, or maintains a constant temperature after rapid heating according to the program. etc.

45はデータストア回路で、デジタル演算回路
28の演算結果である内部摩擦と熱電対17、温
度計42及びA−D変換器44を経て取出された
試料1の温度とクロツク46、カウンタ47を経
て取出された周期とをストアし、その出力で表示
器48、プリンタ49及びD−A変換器50を介
してレコーダ43を表示、印字及び記録させる。
45 is a data store circuit which stores the internal friction which is the calculation result of the digital calculation circuit 28, the temperature of the sample 1 taken out through the thermocouple 17, the thermometer 42 and the A-D converter 44, the clock 46, and the counter 47. The extracted period is stored, and the output is displayed, printed, and recorded on the recorder 43 via the display 48, printer 49, and DA converter 50.

次に本装置の作用を説明する。 Next, the operation of this device will be explained.

(i) 試料に対して自由減衰法を実施する場合、 自由減衰スイツチ33を押しスタートスイツ
チ30を押すと、スタート・ストツプ回路34
を介してシーケンスコントローラ29がスター
トを開始する。すなわち、スタートスイツチ3
0を押すと、第2図のシーケンスプログラムが
示すように、シーケンスコントローラ29はス
タート信号によつてO工程からI工程に移りス
イツチ37を閉じる。シヤフト3がゼロ点位置
にない時には2つのポツトコア7,7の各コイ
ルのインダクタンスは大及び小で変位検出回路
20からアンバランス信号が発生するからモー
タ10により基板8を回転してシヤフト3をゼ
ロ点位置に調整する。同時にスイツチ36を閉
じて駆動装置4のコイルにダンピング電流を流
し不要な振動をダンプする。5秒経過すると、
タイマ35の出力により工程に移り、点Jか
ら駆動装置4に駆動電流を流す。したがつて試
料1は捩り振動を開始し漸次振幅を増大する。
振幅が指定振幅の103%を超過すると減衰率計
24の出力信号により工程に移り、カウント
を開始し、一方捩り振動は検出器6,7、変位
検出回路20、定振幅回路21、出力回路22
及び駆動装置4から成る閉ループ回路により定
振幅制御が行われ、定振幅の105%に保持され
る。指定カウントに達すると工程に移り、周
期の測定を開始する。指定カウントに達すると
工程に入りスイツチ36を切り、駆動装置4
を消勢し自由減衰させる。100%以下になると
減衰率計24からの信号で工程に移り、アン
ドゲート26を開き定振幅回路21から得られ
る振動パルスfをカウンタ27で計数を開始さ
せる。減衰率計24の摘み25で設定した低レ
ベルの振幅 (1/πlogA/A) に達したら減衰率計24からの信号で工程に
移りアンドゲート26を閉じてカウントを停止
させるとともにスイツチ36を閉じ点Jより駆
動装置4にダンピング電流を流し試料1の振動
をダンプし停止させる。スタートスイツチ30
が閉じている間は再び前と同じようにO工程か
ら工程を繰返す。
(i) When performing the free decay method on a sample, when the free decay switch 33 is pressed and the start switch 30 is pressed, the start/stop circuit 34 is activated.
The sequence controller 29 initiates the start via. In other words, start switch 3
When 0 is pressed, the sequence controller 29 moves from the O process to the I process in response to a start signal and closes the switch 37, as shown in the sequence program of FIG. When the shaft 3 is not at the zero point position, the inductance of each coil of the two pot cores 7 and 7 is large and small, and an unbalanced signal is generated from the displacement detection circuit 20, so the motor 10 rotates the board 8 to bring the shaft 3 to zero. Adjust to the point position. At the same time, the switch 36 is closed to apply a damping current to the coil of the drive device 4 to damp unnecessary vibrations. After 5 seconds,
The process moves to the step based on the output of the timer 35, and a drive current is applied to the drive device 4 from point J. Therefore, sample 1 starts torsional vibration and gradually increases the amplitude.
When the amplitude exceeds 103% of the specified amplitude, the process moves to the output signal of the damping rate meter 24 and starts counting.On the other hand, torsional vibration is detected by the detectors 6 and 7, the displacement detection circuit 20, the constant amplitude circuit 21, and the output circuit 22.
Constant amplitude control is performed by a closed loop circuit consisting of the drive device 4 and the drive device 4, and the amplitude is maintained at 105% of the constant amplitude. When the specified count is reached, the process moves on to start measuring the cycle. When the specified count is reached, the process begins, the switch 36 is turned off, and the drive device 4 is turned off.
is deenergized and freely damped. When it becomes 100% or less, the process moves to the process based on the signal from the damping rate meter 24, the AND gate 26 is opened, and the counter 27 starts counting the vibration pulses f obtained from the constant amplitude circuit 21. When the low level amplitude (1/πlogA 0 /A o ) set by the knob 25 of the attenuation rate meter 24 is reached, the process moves to the process based on the signal from the attenuation rate meter 24, and the AND gate 26 is closed to stop counting, and the switch 36 is turned on. A damping current is applied to the drive device 4 from the closing point J to damp the vibration of the sample 1 and stop it. Start switch 30
While the is closed, repeat the process from step O again in the same way as before.

データ演算回路28には減衰率計24の設定
した 1/πlogA/A とカウンタ27のカウンタ数nが入力するの
で、こゝで除算及び掛算が行われ、内部摩擦 (Q-1)=1/π 1/nlogA/A を算出する。この内部摩擦(Q-1)は周期及び
そのときの試料温度とともにデータストア回路
45にストアされプリンタ49に印字され、ま
たレコーダ43に記録される。
Since 1/πlogA 0 /A o set by the damping rate meter 24 and the counter number n of the counter 27 are input to the data calculation circuit 28, division and multiplication are performed here, and internal friction (Q -1 )= Calculate 1/π 1/nlogA 0 /A o . This internal friction (Q -1 ) is stored in the data store circuit 45, printed on the printer 49, and recorded on the recorder 43, together with the period and the sample temperature at that time.

(ii) 定振幅法を実施する場合、 定振幅スイツチ32を押しスタートスイツチ
30を押すと、定振幅法のシーケンスプログラ
ムが選択され、シーケンスコントローラ29は
自由減衰法の場合と同じようにO工定から工
程まで進行し、以後自由減衰の工程に移行せず
励磁が維持される。
(ii) When implementing the constant amplitude method, press the constant amplitude switch 32 and press the start switch 30, the sequence program for the constant amplitude method will be selected, and the sequence controller 29 will perform the O setting as in the case of the free decay method. The process progresses from 1 to 2, and thereafter the excitation is maintained without moving to the free decay process.

一方、同時にプログラム温度制御器38は試料
1をプログラム39の所定のプログラムに従つて
例えば定速昇温又は降温させる。
On the other hand, at the same time, the program temperature controller 38 raises or lowers the temperature of the sample 1 at a constant rate according to a predetermined program of the program 39, for example.

試料1の内部摩擦は温度によつて変化するの
で、一定振幅で試料1を捩り振動させた状態で捩
り系に与えたエネルギーの変化を測定すればそれ
が内部摩擦に比例することになる。そこで、与え
たエネルギーに比例した電圧を定振幅回路21か
ら検出し、レコーダ43で温度とともに連続的に
記録すると、一回の昇温又は、降温過程で連続的
に温度対Q-1曲線を求めることができる。
Since the internal friction of the sample 1 changes depending on the temperature, if the change in energy applied to the torsional system is measured while the sample 1 is torsionally vibrated with a constant amplitude, it will be proportional to the internal friction. Therefore, if a voltage proportional to the applied energy is detected from the constant amplitude circuit 21 and continuously recorded along with the temperature by the recorder 43, a temperature vs. Q -1 curve can be obtained continuously during one temperature increase or temperature decrease process. be able to.

第3図は定振幅回路21及び出力回路22の詳
細を示している。
FIG. 3 shows details of the constant amplitude circuit 21 and the output circuit 22.

100は振動の十側及び一側をそれぞれ直線検
波する直線検波回路、101はピークホールド・
アンド・リセツト回路、この回路に挿入されてい
るスイツチ51は端子Aから波形整形回路59、
単安定マルチバイブレータ60を経て出力する位
相α(第4図A)のパルスf(第4図f)で閉成
し、スイツチ52は端子Aから移相回路58、波
形整形回路59及び単安定マルチバイブレータ6
0を経て出力する位相β(第4図A)のパルスg
(第4図G)で閉成し、該回路101を一サイク
ル毎にリセツトし変化に正確にフオローさせるも
のである。102は加算回路、103はサンプル
ホールド回路、この回路に挿入されているスイツ
チ53は第4図Aに示す位相β,δで発生するパ
ルスg(第4図G)g′(発生回路及び波形は図示
しない。)で閉成する。104は示差増幅器で、
その内部に基準電圧発生用ツエナダイオード54
及び基準電圧をゼロにするスイツチ55を有して
いる。
100 is a linear detection circuit that linearly detects the tenth side and one side of vibration, and 101 is a peak hold/
and reset circuit, the switch 51 inserted in this circuit connects the terminal A to the waveform shaping circuit 59,
The switch 52 is closed by the pulse f (FIG. 4 f) of phase α (FIG. 4 A) outputted via the monostable multivibrator 60, and the switch 52 connects the terminal A to the phase shift circuit 58, waveform shaping circuit 59, and monostable multivibrator. vibrator 6
Pulse g of phase β (Fig. 4A) output through 0
(FIG. 4G), and the circuit 101 is reset every cycle to accurately follow changes. 102 is an adder circuit, 103 is a sample and hold circuit, and a switch 53 inserted in this circuit is a pulse g (FIG. 4G) g' (the generation circuit and waveform are (not shown). 104 is a differential amplifier;
There is a Zener diode 54 inside for reference voltage generation.
and a switch 55 that sets the reference voltage to zero.

105は比例増幅器、106は積分増幅器で、
この両者で比例積分演算を行なう。107は加算
回路、108は反転回路、109は極性変換スイ
ツチ、22は前述の出力回路で、端子Iの出力を
増幅56し試料1の大きさ等に応じて減衰量を調
整57し駆動装置4に最適の駆動電圧を供給する
ものである。
105 is a proportional amplifier, 106 is an integral amplifier,
Proportional and integral calculations are performed on both of them. 107 is an adder circuit, 108 is an inversion circuit, 109 is a polarity conversion switch, 22 is the aforementioned output circuit, which amplifies the output of the terminal I 56 and adjusts the amount of attenuation 57 according to the size of the sample 1, etc., and drives the drive device 4. This provides the optimum driving voltage for the

スイツチ36を閉じ端子Jを駆動装置4に接続
すると、前述のように閉ループが形成されるの
で、除々に振動の振幅が拡大され、振動の振幅に
対応した電圧(第4図A)が変位検出回路20を
経て端子Aに現われる。この電圧は直線検波回路
100で検波され、ピークホールド・アンド・リ
セツト回路101で十及び一側のビーク値を保持
し(第4図B,C)、この十及び一側のピーク値
は加算回路102で加算され(第4図D)サンプ
ルホールド回路103の振動の十ピークから−ピ
ークまでの振幅に対応した一定出力をうる。(第
4図E)このE点の電圧eは示差増幅器104で
ツエナダイオード54で設定された基準電圧と比
較され基準電圧より高いときは一の差電圧、低い
ときは十の差電圧を出力する。この電圧が比例増
幅器105及び積算増幅器で比例積分演算され、
加算回路107で加算され、反転回路108でそ
のまま及び極性反転してそれぞれ次段の極性転換
スイツチ109に入力する。該スイツチ109の
2つのスイツチは振動波形に対し90゜ずれた位相
の電圧h(第4図H)で交互に閉成されるから、
端子Iより振動波形に対し90゜ずれ且つ基準電圧
より高い時と低いときで互に逆位相の矩形波電圧
(第4図I1,I2)を生ずる。点Eの電圧が前記基準
電圧より高いときは振動の振幅は一定振幅より大
きいことであるから振動波形に対し90゜位相の遅
れた矩形波電圧(第4図I1)を出力回路22を経
て駆動装置4のコイルに印加すれば振動が減衰
し、基準電圧より低いときは振動の振幅は一定振
副より小さいことであるので、振動振幅より90゜
位相の進んだ矩形波電圧(第4図I2)を駆動装置
4に印加すれば振動が増大する。かくて閉ループ
制御により常に一定振幅で振動が持続する。
When the switch 36 is closed and the terminal J is connected to the drive device 4, a closed loop is formed as described above, so the amplitude of the vibration is gradually expanded, and the voltage corresponding to the amplitude of the vibration (Fig. 4A) is used to detect displacement. It appears at terminal A via circuit 20. This voltage is detected by a linear detection circuit 100, and a peak hold and reset circuit 101 holds the peak values on the 10 and 1 sides (Fig. 4B and C), and the peak values on the 10 and 1 sides are output to the adder circuit. 102 (FIG. 4D) to obtain a constant output corresponding to the amplitude of the vibration of the sample and hold circuit 103 from the tenth peak to the -peak. (Fig. 4 E) This voltage e at point E is compared with the reference voltage set by the Zener diode 54 in the differential amplifier 104, and when it is higher than the reference voltage, a difference voltage of 1 is output, and when it is lower than the reference voltage, a difference voltage of 10 is output. . This voltage is subjected to proportional integral calculation by a proportional amplifier 105 and an integrating amplifier,
The adder circuit 107 adds the signals, and the inverter circuit 108 inputs the signals as they are or after inverting the polarity to the polarity change switch 109 at the next stage. Since the two switches of the switch 109 are alternately closed with a voltage h (H in FIG. 4) that is 90° out of phase with respect to the vibration waveform,
From the terminal I, a rectangular wave voltage (I 1 , I 2 in FIG. 4) is generated which is shifted by 90 degrees from the vibration waveform and has mutually opposite phases when higher and lower than the reference voltage. When the voltage at point E is higher than the reference voltage, the amplitude of the vibration is larger than the constant amplitude, so a rectangular wave voltage (I 1 in FIG. 4) whose phase is delayed by 90 degrees with respect to the vibration waveform is sent through the output circuit 22. If applied to the coil of the drive device 4, the vibration will be attenuated, and when the voltage is lower than the reference voltage, the amplitude of the vibration will be smaller than the constant vibration. If I 2 ) is applied to the drive device 4, the vibration will increase. In this way, the closed-loop control maintains vibrations at a constant amplitude.

自由減衰振動をさせるときは、スイツチ36を
開き駆動装置4を消勢すればよく、また、ダンプ
するときは示差増幅器104内のスイツチ55を
シーケンスコントローラ27からの信号により閉
成すれば、端子Iには振動をダンプする位相の電
圧が発生し、この電圧が駆動装置4に加わる結果
振動は急速に停止する。
To generate free damping vibration, open the switch 36 and de-energize the drive device 4. To dump, close the switch 55 in the differential amplifier 104 by a signal from the sequence controller 27, and the terminal I A voltage having a phase that damps the vibration is generated, and as a result of this voltage being applied to the drive device 4, the vibration stops rapidly.

定振幅法を実施するとき、内部摩擦に対応する
捩り系に与えたエネルギー変化、この実施例の場
合は駆動装置4に流れる電流変化したがつて電圧
h変化を点kから取出してレコーダ43に印加し
記録する。
When implementing the constant amplitude method, the change in energy given to the torsional system corresponding to internal friction, in this example, the change in the current flowing through the drive device 4, and therefore the change in voltage h, is extracted from point k and applied to the recorder 43. and record it.

第5図は、減衰率計24の電気回路図で、端子
E′は定振幅回路21の端子Eに接続され、試料
1の振動振幅に対応した直流電圧が印加される端
子で、各コンパレータ60,61,62の一方の
入力端子に各接続する。コンパレータ60は振動
振幅が103%を超過したら出力を発生し、コンパ
レータ61は振動振幅が100%以下になつたら出
力が発生するもので、他方の各入力端子は定電圧
電源63に接続したポテンシヨメータ64の所定
のタツプに各接続される。コンパレータ62は振
動振幅が所定の振幅(1/πlogA/A)まで減衰
したこ とを検知するもので、他方の入力端子は振幅(1/π logA/A)=0.1、0.2、0.3に各対応するポテンシ
ヨメ ータ64のタツプ位置に切換え接続するスイツチ
65の可動接片66に接続する。各コンパレータ
60,61,62の出力はシーケンスコントロー
ラ29に導く。
FIG. 5 is an electrical circuit diagram of the attenuation rate meter 24, and the terminal
E' is a terminal connected to the terminal E of the constant amplitude circuit 21, to which a DC voltage corresponding to the vibration amplitude of the sample 1 is applied, and is connected to one input terminal of each of the comparators 60, 61, and 62. The comparator 60 generates an output when the vibration amplitude exceeds 103%, the comparator 61 generates an output when the vibration amplitude becomes 100% or less, and each of the other input terminals is a potentiometer connected to a constant voltage power supply 63. Each is connected to a predetermined tap on the meter 64. The comparator 62 detects that the vibration amplitude has attenuated to a predetermined amplitude (1/π logA 0 /A o ), and the other input terminal has the amplitude (1/π logA 0 /A o )=0.1, 0.2, 0.3. is connected to a movable contact piece 66 of a switch 65 which is switched and connected to the tap position of each corresponding potentiometer 64. The output of each comparator 60, 61, 62 is led to the sequence controller 29.

スイツチ65は連動スイツチを構成しており、
摘み25により可動接片66を切換えるとき同時
に可動接片67も切換え、タツプ位置に対応する
所定振幅(1/πlogA/A)をデジタル量として
デジタ ル演算回路28に入力する。
The switch 65 constitutes an interlocking switch,
When the movable contact piece 66 is switched by the knob 25, the movable contact piece 67 is also switched at the same time, and a predetermined amplitude (1/πlogA 0 /A o ) corresponding to the tap position is input to the digital calculation circuit 28 as a digital quantity.

このように本発明は、試料に捩りを与える駆動
装置と該駆動装置の付勢回路に挿入したスイツチ
と捩り振動の振幅に比例した電気信号の発生装置
と定振幅回路を設けたので、自由減衰法を実施す
る場合、スイツチを投入すればスタートの時点で
スムーズに所定振幅の捩りを与えることができ、
またスイツチを閉じたまゝにしておけば定振幅法
を実施することができるので、両法のいずれかを
随時選択実施することができ、更に自動測定を図
ることが容易であるなどの効果を有する。
In this way, the present invention includes a drive device that applies torsion to the sample, a switch inserted into the energizing circuit of the drive device, a generator for generating an electric signal proportional to the amplitude of the torsional vibration, and a constant amplitude circuit. When carrying out the method, by turning on the switch, it is possible to smoothly apply a torsion of the specified amplitude at the start.
In addition, if the switch is kept closed, the constant amplitude method can be performed, so either of the two methods can be selected and implemented at any time, and furthermore, it has the advantage of facilitating automatic measurement. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の機構及びブロツク
図、第2図はシーケンスコントローラのシーケン
スプログラム図、第3図は本発明における定振幅
回路及び出力回路の電気回路図、第4図は各部の
波形図、第5図は本発明における減衰率計の電気
回路図である。 1……試料、2……チヤツク、3……シヤフ
ト、4……駆動装置、6……フエライト円板、7
……フエライトポツトコア、8……基板、10…
…モータ、11……カム、16……ヒータ、17
……熱電対、20……変位検出回路、21……定
振幅回路、24……減衰率計、26……アンドゲ
ート、27……カウンタ、28……デイジタル演
算回路、29……シーケンスコントローラ、30
……スタートスイツチ、32……定振幅振動スイ
ツチ、33……自由減衰スイツチ、36,37…
…スイツチ、38……プログラム温度制御器、4
2……温度計、43……レコーダ、45……デー
タストア回路、48……表示器、49……プリン
タ、100……直線検波回路、101……ピーク
ホールドアンドリセツト回路、102……加算回
路、103……サンプルホールド回路、104…
…示差増幅器、108……反転回路、109……
極性変換回路。
Fig. 1 is a mechanism and block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sequence program diagram of a sequence controller, Fig. 3 is an electric circuit diagram of a constant amplitude circuit and an output circuit in the present invention, and Fig. 4 is a diagram of each part. FIG. 5 is an electric circuit diagram of the attenuation rate meter in the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Sample, 2...Chuck, 3...Shaft, 4...Drive device, 6...Ferrite disk, 7
...Ferrite pot core, 8...Substrate, 10...
...Motor, 11...Cam, 16...Heater, 17
... Thermocouple, 20 ... Displacement detection circuit, 21 ... Constant amplitude circuit, 24 ... Attenuation rate meter, 26 ... AND gate, 27 ... Counter, 28 ... Digital calculation circuit, 29 ... Sequence controller, 30
...Start switch, 32...Constant amplitude vibration switch, 33...Free damping switch, 36, 37...
...Switch, 38...Program temperature controller, 4
2... Thermometer, 43... Recorder, 45... Data store circuit, 48... Display, 49... Printer, 100... Linear detection circuit, 101... Peak hold and reset circuit, 102... Addition circuit , 103...sample hold circuit, 104...
... Differential amplifier, 108 ... Inverting circuit, 109 ...
Polarity conversion circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 試料に捩りを与える可動線輪及び永久磁石等
から成る駆動装置と、該駆動装置の付勢回路に挿
入したスイツチと、捩り振動の振幅に比例した電
気信号を発生する装置と、定振幅からの偏差を検
出し該偏差に対応する前記駆動装置の駆動信号又
はダンピング信号を発生する回路と、捩り振動の
開始時には前記スイツチを閉成して前記回路に発
生した駆動信号又はダンピング信号を前記駆動装
置に供給し、前記試料に定振幅捩り振動を持続さ
せるシーケンスコントローラとを有し、該シーケ
ンスコントローラは前記試料に対して自由減衰法
と定振幅法とを選択的に実施させることができ且
つ自由減衰法を実施させたときは、該スイツチを
開成させ、前記試料の定振幅捩り振動を停止させ
るように構成したことを特徴とする内部摩擦測定
装置。
1. A drive device consisting of a movable wire ring and a permanent magnet etc. that give torsion to the sample, a switch inserted into the energizing circuit of the drive device, a device that generates an electric signal proportional to the amplitude of torsional vibration, and a device that generates an electric signal proportional to the amplitude of the torsional vibration. a circuit that detects a deviation of the drive device and generates a drive signal or a damping signal for the drive device corresponding to the deviation; and a circuit that closes the switch at the start of torsional vibration and transmits the drive signal or damping signal generated in the circuit a sequence controller that is supplied to the apparatus and sustains constant amplitude torsional vibration on the sample, and the sequence controller is capable of selectively performing a free damping method and a constant amplitude method on the sample; An internal friction measuring device characterized in that, when a damping method is carried out, the switch is opened to stop constant amplitude torsional vibration of the sample.
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