JPS6149612B2 - - Google Patents
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- JPS6149612B2 JPS6149612B2 JP56070317A JP7031781A JPS6149612B2 JP S6149612 B2 JPS6149612 B2 JP S6149612B2 JP 56070317 A JP56070317 A JP 56070317A JP 7031781 A JP7031781 A JP 7031781A JP S6149612 B2 JPS6149612 B2 JP S6149612B2
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- G01—MEASURING; TESTING
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Description
本発明は、テレビジヨンカメラ等の走査装置を
用いて試料を走査し、前記走査装置の出力信号を
基にして所定の時刻における試料の伸び又は縮み
を測定するクリープ試験装置に関する。
繊維、ゴム、樹脂等の試料に一定の荷重を加え
た状態における試料の伸び又は一定の前記荷重を
除去した後における試料の縮みを測定するクリー
プ試験では、試料の両端を把持した状態で荷重を
加えると、試料の変形量の増加にともなつて試料
が把持手段からすべり出すため、把持手段間の距
離を測定しても試料の実際の伸び又は縮みを測定
したことにならない。このため、従来では試料の
2個所に一対の標線を付し、該標線の間の領域を
被測長領域として標線の間隔(被測長領域の長
さ)を測定者がスケール等を用いて肉眼で測定す
る方式が一般に行なわれている。しかし、この方
式では人為的に測定するため、測定者が同じ場合
でも測定結果のバラツキが大きく、再現性に欠け
ており、しかも測定者が異なると測定結果も異な
る欠点があつた。まして測定が恒温槽内部の試料
の場合は槽内にスケールを取付けても、測定結果
のバラツキがさらに大きくなる。また、荷重を加
えた直後や荷重を除去した直後のように試料の伸
び又は縮みが激しい短時間側の測定は物理的に無
理であり、逆に試験開始から10時間、20時間後の
ように長時間側の測定のために測定者が長時間拘
束しておくのは非効率的である。通常、クリープ
試験は一度に複数本の試料の測定を行うのを常と
するが、この場合はスケールを用いて測定をする
ことが不可能になり金属の様な微少変形のクリー
プ試験ではダイヤルゲージや差動トランスを利用
したり、試料が把持部からすべり出ない工夫をし
なければならない(特開昭50−8583号、特開昭55
−10573号)。ゴムの様に大変形する試料では、リ
ング試料を用いて把持手段の距離を試料の伸びと
する方法が取られていたが、この方法ではクリー
プ破壊が把持部から発生し、真の試料の破壊でな
い場合が多く正確な測定結果が得られないばかり
でなく、荷重除去後のクリープ回復の測定はでき
ない欠点があつた。
このような欠点を除去するため、テレビジヨン
カメラに代表される面走査装置を用いて標線間の
長さを測定することにより試料の伸び、縮みを測
定することが考えられる。しかし、ゴムのように
破断するまでに5〜10倍も伸長する試料の場合
は、走査装置の視野を無荷重時における標線間距
離の5〜10倍以上に予じめ設定しておかねばなら
ないから、試料把持用のクランプ金具や試料周辺
の他の物体が前記視野内に入り、走査装置の出力
信号中の前記物体に対応する信号と試料表面上の
標線に対応する信号とを区別することが困難であ
る。
本発明の第1の目的は、走査装置の走査範囲の
うち測定範囲を指示することにより、前記走査範
囲内にクランプ金具等の異物が存在していても、
走査装置の出力信号を用いて被測長領域の長さに
対応する電気信号を得ることができるクリープ試
験装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は、荷重を加えた後の試料
の伸びと前記荷重を除去した後の試料の伸びのい
ずれをも測定することができるクリープ試験装置
を提供することにある。
本発明の第3の目的は、試料の伸び又は縮みが
最も著しく、従来人為的には測定不可能であつた
短時間側の試料の急激な変化を正確に測定するこ
とができるクリープ試験装置を提供するにある。
本発明の第4の目的は、演算制御回路を用いれ
ば、試料の伸び又は縮みを長時間にわたつて測定
して粘弾性係数等の必要なデータを得ることがで
きるようにすることが可能になるクリープ試験装
置を提供するにある。
本発明の第5の目的は、テレビジヨンカメラの
ように2次元的に走査する面走査装置を用いれ
ば、複数本の試料の伸び又は縮みを同時に、かつ
正確に測定することが可能になるクリープ試験装
置を提供するにある。
本発明を実施するときは、試料を上下方向に延
在させ、試料の下端に荷重を加えるようにする
と、試料は荷重を加えられたことにより下方に伸
び、荷重を除去されたことにより上方に縮むか
ら、試料の伸び縮みの方向が上下方向となり、走
査装置を固定することができ好適である。すなわ
ち、試料を傾けたり、水平に配置すると、荷重を
除去したことにより試料がたれ下り走査装置の走
査範囲外に移動し測定不能になるから、走査装置
を傾けたり、移動したりしなければならないが、
試料を上下方向に延在すれば荷重除去の前後にお
ける試料の位置が同じであるから、走査装置を移
動する必要がない。
本発明の第1の特徴は、走査装置の出力信号中
の長さデータとして利用すべき信号を指示するこ
とにより、走査装置の走査範囲を指示するように
し、もつて前記走査範囲内にクランプ金具等の物
体が存在していても被測長領域に対応する信号を
正確に取出すことができることである。
すなわち、クリープ試験における試料の伸び量
と伸びる速度及び縮み量と縮み速度は、試料の特
性、荷重、試験温度によつてかならずしも一定で
はないから、走査装置を用いる場合は、その走査
範囲を広くしておく必要があり、走査範囲が広い
とその内に試料上の標線(又は光学的特性)と類
似する表面を有するクランプ金具等の物体が入
り、走査装置の出力信号中における前記物体に対
応する信号と標線に対応する信号を区別すること
が困難である。そこで本発明では、走査装置の出
力信号中の被測長領域に対応する信号を指示する
ための測定範囲指示信号を電気的又は機械的に発
生し、この測定範囲指示信号で被測長領域に対応
する信号を取出す。このようにすれば、被測長領
域に対応する信号を正確に取出すことができ、正
確な長さデータを得ることができる。
前記測定範囲指示信号は、たとえば走査装置に
よる走査の基準信号(走査基準信号)でタイマー
をトリガーし、このタイマーが復帰したことによ
りフリツプフロツプをセツトし、被測長領域の終
端が走査されたことにより前記フリツプフロツプ
をクリヤして前記フリツプフロツプのセツト出力
を前記測定範囲指示信号とすることにより発生す
ることができるし、前記タイマーが復帰したこと
により第2のタイマーをトリガーして、第2のタ
イマーの出力信号を前記測定範囲指示信号とする
ことにより発生することができる。
また、前記測定範囲指示信号は、試料を上下方
向に延在させ、この試料の変化(伸び縮み)に追
従して移動し、かつ端縁が試料の変化の方向にお
ける試料把持部と被測長領域の間に位置する測定
範囲案内板を設け、この案内板を試料とともに走
査して走査装置の出力信号中の前記案内板に対応
する信号を用いて発生することができる。前記案
内板は、試料に直接取付けてもよいし、試料を把
持するクランプ金具に取付けてもよい。
前記測定範囲案内板を上下のクランプ金具に
各々取付ける場合は、クリープ試験装置では荷重
を除去することによりクランプ金具が試料から除
かれるから、荷重を除去したことにより一方の測
定範囲案内板が走査装置の走査範囲から外れてし
まう。しかし、荷重を除去した後は試料が縮むの
であるし、走査装置の走査範囲外にクランプ金具
が存在するのであつてみれば、前記クランプ金具
による弊害はなく実用上問題はないし、荷重を除
去する直前における測定範囲をその後の測定範囲
として長さデータを取出すようにすればよい。
測定範囲案内板を直接試料に取付ける場合は、
被測長領域と各クランプ金具の間にそれぞれ測定
範囲案内板を取付ければよく、このようにすれば
試料の伸びと縮みのいずれの測定にも両側定範囲
案内板を利用することができる。この場合は、試
料には荷重除去後も測定範囲案内板の重量が荷重
として加わるから、軽い測定範囲案内板を用いる
ことが好ましい。
クリープ試験においては、荷重を除去すると試
料が横を向いたりねじれたりすることがあり、こ
の場合は走査装置の出力信号中の被測長領域に対
応する信号を取出すことができない。これを解決
するには、試料の下端側に軽い重りを取付けると
よい。従つて、測定範囲案内板は、上部の案内板
をその下端が上部クランプ金具の下端と被測長領
域の上端の中間に位置するように上部クランプ金
具に固定し、下部の案内板をその上端が被測長領
域の下端と下部クランプ金具の上端の中間に位置
するように試料に直接取付けると好適である。試
料に所定の荷重を所定時間加えた後に前記荷重を
除去する場合、試料より瞬間的に荷重を除去しな
くてはならない。荷重除去の方法として最も簡単
な方法は作業者が試料の下部チヤツクと荷重を除
去する方法であるが、この方法では作業者が試料
の近くに行き、走査装置の視野を全面的にさえぎ
つてしまい荷重除去直後の試料の縮みを測定する
ことができないし、試料が紛数本の場合他の試料
の伸び又は縮みを測定することができない。ま
た、試料が恒温槽の内部の場合は、槽の扉を開け
て試料と下部チヤツクを外す必要があるが、これ
は槽の温度が低下し好ましくない。チヤツクをエ
ヤー等の圧力により締め付けるエヤーチヤツクに
し、エヤーの圧力を無くすることによりチヤツク
の締め付け力を解除させる装置や遠くから力学的
にチヤツクの締め付け力を解除させる装置もある
がゴムの様に5〜10倍も変形する試料では試料表
面とチヤツクがゴムの粘着性に容易に離れない場
合が多い。従つて、前記槽に小さな扉を設けて、
前記走査装置の視野外から遠隔操作により被測長
領域の下端と下部チヤツクの間をナイフ、ハサミ
で代表される鋭利な刃物で強制的に切断すること
が最も確実で簡便であり、試料の下部表面に軽い
案内板を直接巻き付けた場合は、前記案内板と下
部チヤツクの間を切断すればよい。その他、下部
チヤツク部の試料表面に粘着テープ類を巻き付
け、前記粘着テープ部をチヤツクすれば、エヤー
チヤツクの場合はエヤー圧を減少させるか又は力
学的にチヤツクの締め付け力を解除させるかして
下部チヤツクと荷重を除去すればチヤツクの取除
きが容易になるが、試料が5〜10倍も変形する場
合には前記粘着テープとチヤツクの間でスリツプ
が生じる場合もあり、必ずしも好ましいとは言え
ない。
なお試料表面の標線や被測長領域と同じ光学的
特性を有するクランプ金具等に塗料を塗布し、ク
ランプ金具等も背景と同じ色にして測定範囲を指
示しないようにすることが考えられるが、このよ
うにするとクリープ破壊が生じた場合に一方の把
持手段が落下して装置本体に衝突したことにより
塗料がはがれるし、作業者が試料の取付時に把持
手段を操作したことにより塗料がはがれやすく、
再度塗布しなければならない。
本発明の第2の特徴は、試料の下部チヤツクと
荷重を除去した後の試料の縮みを走査装置で読取
り、荷重除去後の経過時間とともに試料の縮み率
を得ることができることである。
荷重除去後における測定範囲の指示は、試料の
下部チヤツクや荷重がすでに存在しないから、荷
重除去直前における最も広い測定範囲でも、走査
装置の視野には光学的に異常な物質は存在しない
ので、被測長領域に対応する信号を正確に取出す
ことができる。また、試料の下部に軽い案内板を
直接巻き付けた場合は、上部チヤツクに取付けら
れた案内板と下部に取付けられた案内板の間を測
定範囲として指示すればよい。
本発明の第3の特徴は、前記走査装置を使用す
ることにより例えばテレビジヨンカメラを使用す
れば1/30secに一回の割合で長さ信号を取出すこ
とができ、従つて荷重付加直後や荷重除去直後に
おける試料の早い変形を正確にとらえ、被測長領
域に対応する信号を速い頻度で取出すことができ
る。長さデータを取出す頻度は、試料の変形速度
に応じて自由に選択することができ、試料の変形
速度が一般に試験開始後からの経過時間とともに
対数的に減少するから、例えば始めは0.05秒毎
に、次は60秒毎に、試験終了近くは10分毎に長さ
信号を取出すことは容易である。この様に本発明
は従来人為的には測定不可能であつた荷重付加直
後、荷重除去直後の短時間側の試料の伸び又は縮
み等の長さデータを取出すたとができる。
本発明の第4の特徴は、流動性固体試料のクリ
ープ特性試験に適していることである。
未加硫ゴムに代表される流動性の固体物質は、
荷重を加えると流動的に変形し、クリープ破壊を
生じる。このような固体物質の試料は、荷重を加
えたときからクリープ破壊を生じるまでの間の変
形速度に大きな変化はないし、前記速度がいずれ
も速く、従来人為的には不可能とされていた。本
発明はこのような試料の測定をも効果的に行なう
ことができる。
本発明の第5の特徴は、クリープ試験における
試料の長さ信号を正確に取出すことより、クリー
プ試験の総試験時間を全て自動的に測定し、従来
のように長時間測定のために測定者を拘束する必
要が無くなるだけでなく、測定結果より試料の粘
弾性解析ができ、従来測定及び解析に人手を用し
ていた5〜10倍にも変形する大変形の粘弾性解析
が容易に正確にできることである。
本発明の第6の特徴は、面走査の視野を等分し
複数本の試料の伸び又は縮みを同時に走査し測長
領域に対応する複数本の試料の信号を独立して取
出すことができることである。
先ず、この発明の原理を第1図及び第2図に基
いて説明すると、この発明で用いる試料S,
S′は、第1図Aに示すように、その長手方向に離
れた2個所に標線Q,Qを有するか、第2図Aに
示すように中央付近にマーク領域Q′を有する。
前記標線Q,Qやマーク領域Q′は、後述するテ
レビジヨンカメラの出力信号において、それらに
対応する部分と試料表面の他の領域に対応する部
分との間にレベル差となつて得られるような、明
度、輝度、色相等の光学的特性が試料表面の他の
領域と異なるものであり、たとえば明度が試料表
面と異なる塗料を標線やマーク領域に、又は他の
領域に塗布することにより形成することができ
る。そして、この発明では試料S,S′をその長手
方向に引張りつつ、放送用や工業用に用いられて
いる既知の白黒テレビジヨンカメラやカラーテレ
ビジヨンカメラ(以下、単にTVカメラという)
等の走査装置で走査して、その出力信号中の標線
やマーク領域に対応する部分の信号に基いて試料
の長手方向における標線間距離Lやマーク領域の
長さL′を試料毎に求めるものである。
すなわち、たとえば標線Q,Qやマーク領域
Q′が白色、試料表面の他の領域が黒色の試料
S,S′をその周囲(背景)が黒色又は暗い色とな
るような状態においてTVカメラで撮像すると、
その出力信号はTVカメラの走査線の方向が試料
の長手方向と平行であれば、第1図の試料Sの場
合は同図Bのように、第2図の試料S′の場合は同
図Bのように、それぞれ標線やマーク領域に対応
する部分が他の部分に比べて高レベルになる。従
つて、TVカメラの出力信号のうち、一定レベル
V1以上の信号のみを取出して、第1図Cや第2
図Cに示す信号に変換する。このようにして得た
信号のパルス間隔Tや時間幅T′は、TVカメラに
よる標線間の走査時間やマーク領域の走査時間に
対応しており、しかも荷重付加後の時間の変化に
よる標線間距離Lやヤーク領域の長さL′の変化に
追従して増減する。従つて、前記パルス間隔Tや
時間幅T′を利用して標線距離Lやマーク領域の
長さL′を求め、それによつて試料の伸び又は縮み
を知ることができる。TVカメラの走査線の方向
が前述と直角方向であれば、TVカメラの出力
は、第1図の試料の場合は同図Dのように、第2
図の試料の場合は同図Dのようになるから、前述
と同様にして試料の伸びを求めることができる。
また、光学的特性が前述と逆の場合は、TVカメ
ラの出力信号のレベルが前述と逆になるから、一
定レベル以下の信号を取出した後、前述と同様に
して試料の伸び又は縮みを求めることができる。
複数の試料の伸び又は縮みを同時に測定すると
きは、各試料を同一のTVカメラの視野内に入る
ように試験機本体に取付けて、前記TVカメラで
各試料を同時に走査し、その出力信号を各試料に
対応して弁別し、弁別した各信号について前述し
たように処理すればよい。
なお、本発明においては、試料表面のうち、標
線Q,Qの間の領域やマーク領域Q′を被測長領
域といい、試料の長手方向における被測長領域の
長さを被測長領域長さという。また、TVカメラ
の走査線の方向と関係なしに試料の長手方向を縦
方向といい、それと直角の方向を横方向という。
以下、第3図に示す実施例について説明する。
この装置は、第4図Aに示すように、2個の試料
S′1,S′2の伸び又は縮みを同時に測定するように
した装置の一例であり、この装置で用いる試料
S′1,S′2は、第4図Aに示すように、上部が試験
機本体(図示せず)の上部クランプ金具CM1,
CM2に各別にクランプされ、かつ下部が前記本体
の下部クランプ金具CMM1,CMM2に各別にクラ
ンプされて長手方向が上下方向となるように設け
られており、また下部クランプ金具CMM1,
CMM2が上部クランプ金具に対して離間する方向
に荷重W1,W2が加えられる。また、各試料S′1,
S′2は前述したマーク領域Q′1,Q′2をそれぞれ有
する。なお、説明を簡単にするために、この例で
は各クランプ金具、マーク領域がそれぞれ高明
度、試料の他の領域とその周囲が低明度であると
して説明する。
第3図の装置は、第4図Aにおける視野Mを撮
像するTVカメラ1と、それを駆動するための基
準信号発生器2と、TVカメラ1の出力信号から
標線に対応する信号を試料別に取出す信号弁別器
3と、及び信号弁別器3の出力信号を用いて標線
間距離Lに対応する長さデータを試料毎に発生す
る信号処理回路4と、信号処理回路4から入力す
る長さデータを所定の時刻毎に取込んで記憶する
データ処理回路5とを有する。
前記TVカメラ1は試料S′1,S′2の長手方向が
走査線の方向と直交するように各試料の前面に設
けられており、基準信号発生器2から入力する駆
動信号KCにより第4図Aにおける視野M内を撮
像する。基準信号発生器2は、前記駆動信号KC
の他に、線走査基準信号KL、第4図Cに示す面
走査基準信号KF、及び面走査終了信号EFを発生
し、それぞれ信号弁別器3に供給する。
前記信号弁別器3は、モノステーブルマルチバ
イブレータMA,MB,M1,M2、フリツプフロツ
プFF1,FF12,FF21,FF22、アンドゲート
AND1,AND2、インバータINV1,INV2、及び波
形変換器WPを備えている。波形変換器WPは、
TVカメラ1の出力信号をデイジタル信号に変換
する波形整形回路であり、その出力は細いパルス
状の信号となる。この出力信号はアンドゲート
AND1とAND2の一つの入力に供給される。モノ
ステーブルマルチバイブレータMAとM1,MBと
M2はそれぞれ1対1の対となるように直列に接
続されており、前段のマルチバイブレータMA,
MBは、第4図Kに示す線走査基準信号KLより、
第4図における時間TA,TBだけ遅延した信号を
発生し、後段のマルチバイブレータM1,M2は、
それぞれ第4図における時間T1,T2の幅を有す
る第4図L,Mの信号を発生してそれぞれアンド
ゲートAND1,AND2に供給する。各出力信号
は、第4図A及びL,Mに示すように、TVカメ
ラ1の視野Mに対して試料S′1,S′2を各別に含む
ゾーンZ1,Z2に各別に対応しているから、TVカ
メラ1の出力信号のうち、マルチバイブレータ
M1の出力信号はゾーンZ1に、M2の出力信号はゾ
ーンZ2に対応する信号を取出すためのゲート信号
すなわち横方向測定範囲指示信号として対応する
アンドゲートAND1,AND2に供給される。
マルチバイブレータMCは第4図Cに示す面走
査基準信号KFより一定時間TCだけ遅延した信号
を発生し、この信号でフリツプフロツプFF11と
FF21をセツトする。フリツプフロツプFF11は後
述するようにフリツプフロツプFF12の出力信号
でクリヤされ、その出力信号は試料S′1用の第4
図Iに示す縦方向測定範囲指示信号としてアンド
ゲートAND1に供給される。同様にフリツプフロ
ツプFF21はフリツプフロツプFF22の出力信号で
クリヤされ、その出力信号は試料S′2用の第4図
Jに示す縦方向測定範囲指示信号としてアンドゲ
ートAND2に供給される。マルチバイブレータ
MCの遅延時間TCは、この例では上部クランプ
金具CM1,CM2が固定されているものとしたから
第4図I,Jに示す信号の始端(立上り点)、す
なわちフリツプフロツプFF11,FF21のセツト時
が、TVカメラ1の走査時間のうち上部クランプ
金具の下端と、試料の被測長領域の上端の間にな
るように設定すればよい。
縦方向測定範囲指示信号は、前述した面走査基
準信号KFより一定時間TCだけ遅れた信号を取る
のではなく、荷重除去後の試料の縮みを考慮して
上部クランプ金具に取付けられた案内板を利用し
ても良く、また上部クランプ金具の下端を第4図
Dに示す信号の始端としても良い。
縦方向測定範囲指示信号の終端は、被測長領域
の下端縁に対応する信号を利用して作成しても良
いが、試料によつて変形速度が異るため、複数本
の試料に共通の測定範囲を決定すると隣りの試料
の下部クランプ金具が前記範囲に入り測定不可能
になることがある。この場合は各試料に独立した
縦方向測定範囲ゾーンZV1,ZV2を保有させれば
よい。各ゾーンZV1,ZV2の終端信号は被測長領
域の下端縁に対応する信号以外に下部クランプ金
具に取付けられた案内板を利用しても良く、下部
クランプ金具の上端でも、また前述した試料下部
に直接巻付けられた軽い案内板を利用しても良
い。
アンドゲートAND1,AND2は、対応するフリ
ツプフロツプFF11,FF21の出力信号と、反応す
るマルチバイブレータM1,M2の出力信号とによ
り波形変換器WPの出力信号をゲートし、それぞ
れ第4図N,Oに示すような被測長領域信号を発
生する。すなわち、横方向測定範囲指示信号と縦
方向測定範囲指示信号により、波形変換器WPの
出力信号のうち、アンドゲートAND1はゾーンZ1
とZV1の交叉範囲に対応する信号をゲートし、ア
ンドゲートAND2はゾーンZ2とZV2に対応する信
号をゲートする。従つて、各アンドゲート
AND1,AND2の出力に各別に得られる被測長領
域信号は、試料に各別に対応しているとともに、
クランプ金具等によるノイズ成分が除去されてお
り、さらにパルス数が試料上におけるマーク領域
の長さL′1すなわち被測長領域長さに対応してい
る。
前記信号処理回路4は、再トリガー式のモノス
テーブルマルチバイブレータRMM1,RMM2と、
アンドゲートand1,and2と、カウンタCTR1,
CTR2とを各一個づつ一組となるように直列に接
続しており、かつ一定周期のクロツク信号を発生
する発振器OSCの出力端子をアンドゲート
and1,and2に接続している。前記マルチバイブレ
ータRMM1,RMM2は、前記TVカメラ1の線走
査周期よりやや長い時定数を有し、かつ前記アン
ドゲートAND1,AND2の出力信号が各別に入力
する。従つて、試料S′1,S′2上における走査線の
密度がマーク領域Q1,Q2より細かいことに基い
て、入力信号が、第4図N,Oに示すように、複
数のパルス信号となつても、各マルチバイブレー
タRMM1,RMM2により、第4図E,Fに示すよ
うに、一つのパルス信号になる。各アンドゲート
and1,and2は発振器OSCで発生したクロツク信
号が他方の端子に入力しているから、このクロツ
ク信号を対応するマルチバイブレータRMM1,
RMM2からの入力信号によりゲートして対応する
カウンタCTR1,CTR2に供給する。前記クロツ
ク信号の周期はたとえば前述した線走査基準信号
KLをもちいることができる。この場合、各アン
ドゲートand1,and2の出力は第4図N,Oのよう
になる。各カウンタCTR1,CTR2は対応するア
ンドゲートからの入力信号を計数し、その計数値
はTVカメラ1の面走査ごとにデータ処理回路5
によつてリセツトされる。
データ処理回路5は、マイクロコンピユータの
ように演算機能と制御機能を備えており、カウン
タCTR1,CTR2に得られる長さデータを所定の
時刻毎にTVカメラ1の垂直帰線期間の間に取込
んでメモリに記憶する。長さデータを取込む周期
は、荷重を加えたとき及び荷重を除去したときを
0とすると、たとえば
0〜5秒の間は0.1秒毎、
5〜15秒の間は1.0秒毎、
15〜60秒の間は15.0秒毎、
1〜10分の間は1.0分毎、
10分以後は任意に設定
のようにすることができる。
第3図に示す装置は、第4図Cに示す面走査基
準信号KFでモノステーブルマルチバイブレータ
MCをトリガーして、時間TC後に立上る第4図
Dに示す信号を発生させ、この信号でフリツプフ
ロツプFF1とFF2をセツトし、その出力をアンド
ゲートAND1,AND2に個々に供給する。そして
アンドゲートAND1とAND2において、対応する
マルチバイブレータM1,M2から入力する横方向
測定範囲指示信号と対応するフリツプフロツプ
FF11,FF21からの入力信号とにより、波形変換
器WPの出力信号(第4図B参照)をゲートし、
各出力信号をマルチバイブレータRMM1,RMM2
に供給する。各マルチバイブレータRMM1,
RMM2の各出力に第4図E,Fに示す被測長領域
長さ信号が得られるから、各被測長領域長さ信号
をインバータINV1とINV2で個々に反転して第4
図GとHの信号に変換し、その出力信号の立上り
でフリツプフロツプFF12とFF22を個々にセツト
する。そして、フリツプフロツプFF12とFF22の
出力信号で対応する前記フリツプフロツプFF11
とFF21を個々にクリアして以後のセツトを禁止
する。従つて、フリツプフロツプFF11とFF21の
出力に、TVカメラ1の面走査開始から一定時間
TC後に立上り、被測長領域長さ信号の立下り時
に立下る第4図IとJに示す信号が得られ、この
信号が縦方向測定範囲指示信号となる。前記フリ
ツプフロツプFF12とFF22は面走査終了信号EFに
より面走査毎にクリアされる。なお、試料が標線
を有する場合は、マルチバイブレータRMM1,
RMM2の後段にTタイプフリツプフロツプを設
け、このフリツプフロツプの出力信号をインバー
タINV1,INV2及びアンドゲートand1,and2に供
給すればよい。
この装置は、被測長領域長さ信号の終端を縦方
向測定範囲指示信号の終端としているから、縦方
向測定範囲指示信号が走査されたマーク領域(又
は標線)に対応する被測長領域長さ信号の終端で
立下り、従つて被測長領域長さが異なる試料で
も、それぞれについて被測長領域信号を、確実に
取出すことができる。
この装置は、TVカメラ1で視野M内を面走査
し、かつ視野M内のゾーンZ1とZV1,Z2とZV2に
対応する信号をアンドゲートAND1,AND2でゲ
ートして各別に取出すから、各アンドゲート
AND1,AND2の出力にそれぞれ第4図E,Fに
示す信号を得ることができ、しかも各出力信号が
各試料S′1,S′2に各別に対応しており、各カウン
タCTR1,CTR2にTVカメラ1の面走査毎に得ら
れる計数値が試料S′1,S′2に各別に対応している
とともに、対応する試料の被測長領域長さに対応
している。従つて、各カウンタの計数値をTVカ
メラ1の面走査毎に任意な装置に試料別(カウン
タ別)に記録、記憶、表示するようにすれば、荷
重を加えた後又は荷重を除去した後時々刻々に変
化する被測長領域長さをクロツクパルスの数とし
てTVカメラの面走査毎に試料別に得ることがで
きる。また、各カウンタCTR1,CTR2の計数値
が通常バイリーコード又はBCDコード信号の形
で得られるので、各計数値を被測長領域長さデー
タとしてデータ処理回路5に供給し、該回路5に
おいて前記長さデータを所定の時刻毎にメモリに
格納することができる。
上述のように、この装置によれば、荷重を加え
た後時々刻々変化するマーク領域の長さL′を、
TVカメラの面走査毎にカウンタCTR1,CTR2の
計数値として同時に各別に得ることができるか
ら、複数の試料の伸びを同時に各別に測定するこ
とができる。また、TVカメラ1の出力信号を信
号弁別器3において各横方向測定範囲指示信号に
より各別にゲートして試料に対応する信号を取り
出すから、試料に対応する信号を試料別に正確に
取出すことができる。さらに、TVカメラ1の出
力信号を信号弁別器3において縦方向測定範囲指
示信号によりゲートして試料に対応する信号を取
出すから、取出した信号はクランプ金具等に対応
する信号成分が除去されて縦方向測定範囲内の信
号のみとなり、従つて被測長領域信号を正確に取
出すことができ、その結果正確に測定することが
できる。特に、この例のように、縦方向測定範囲
指示信号の時間幅が試料の伸びに追従して増大す
るようにすれば、荷重に対する変形量の大きいゴ
ム等の試料であつても、クランプ金具等に対応す
る不要信号成分を常に除去することができる。
なお、前述の実施例ではデータ処理回路5にお
いてカウンタCTR1,CTR2の計数値を所定の時
刻毎にメモリに格納しているが、実際の長さすな
わちマーク領域の長さ又は実際の変形量に変換し
た後メモリに格納してもよいし、またメモリに格
納する代りに記録紙に記録してもよい。
各カウンタの計数値を実際に長さに変換するに
は、たとえば荷重を加える以前の状態における各
カウンタの計数値から比例換算すればよい。
しかし、より簡単にするには計数値がそのまま
実際の長さとなるように、たとえば被測長領域長
さが20mmのときは計数値が20になるようにクロツ
クパルスの周波数を選ぶ等、クロツクパルスと長
さを1対1の関係にすればよい。被測長領域長さ
を知る信号としては、カウンタの計数値のみなら
ず、被測長領域長さ信号そのもの、すなわち第4
図E,Fの信号を用いることもできる。
前述した実施例において、カウンタCTR1,
CTR2に得られた被測長領域の長さデータは、実
際の長さに対する比例値を一度更正しておけば、
以後その比例定数を掛けることにより真の長さを
得ることができる。また、第5図に示すように、
TVカメラ1の視野M内に一定長さ、たとえば100
mmの長さの基準板KBを試料S′と平行に設け、こ
の基準板KBを含むゾーンZ0としてこのゾーンZ0
に対応する信号をTVカメラ1の出力信号から取
出し、基準板KBの長さに対応する基準板長さデ
ータを基準として被測長領域長さデータを比例計
算して真の被測長領域長さを求めることもでき
る。このようにすれば、TVカメラの特性の経時
変化や、TVカメラと試料間の距離が変化した場
合でも、測定誤差を生ずることなく測定すること
ができる。
クリープ試験において最も重要なデータである
被測長領域長さが前述のようにして得られれば、
The present invention relates to a creep test device that scans a sample using a scanning device such as a television camera and measures the elongation or contraction of the sample at a predetermined time based on the output signal of the scanning device. In the creep test, which measures the elongation of a sample of fiber, rubber, resin, etc. when a certain load is applied to it, or the shrinkage of the sample after the certain load is removed, the load is applied while holding both ends of the sample. In addition, as the amount of deformation of the sample increases, the sample slips from the gripping means, so measuring the distance between the gripping means does not mean measuring the actual elongation or contraction of the sample. For this reason, in the past, a pair of marked lines were attached to two locations on the sample, and the area between the marked lines was regarded as the length area to be measured, and the distance between the marked lines (the length of the measured length area) was determined by the measurer using a scale, etc. The commonly used method is to measure with the naked eye. However, because this method performs measurements manually, it has the disadvantage that the measurement results vary widely even when the same person measures it, and it lacks reproducibility.Furthermore, the measurement results vary depending on the person taking the measurements. Furthermore, if the sample is being measured inside a thermostatic chamber, even if a scale is installed inside the chamber, the variation in measurement results will become even greater. In addition, it is physically impossible to perform measurements over short periods of time, such as immediately after a load is applied or immediately after the load is removed, when the sample expands or contracts rapidly. It is inefficient to keep the measurer restrained for a long time for long-term measurements. Normally, creep tests involve measuring multiple samples at once, but in this case it is impossible to measure using a scale, and in creep tests for minute deformations such as metals, dial gauges are used. It is necessary to use a differential transformer or to take measures to prevent the sample from slipping out of the gripping part (Japanese Patent Application Laid-open No. 50-8583, JP-A-55
−10573). For samples that undergo large deformations such as rubber, a method has been used in which a ring sample is used and the distance of the gripping means is set as the elongation of the sample. However, with this method, creep failure occurs from the gripping part, resulting in true sample failure. In many cases, accurate measurement results cannot be obtained, and creep recovery after load removal cannot be measured. In order to eliminate such drawbacks, it is conceivable to measure the elongation and contraction of the sample by measuring the length between the gauge lines using a surface scanning device such as a television camera. However, in the case of a sample that stretches 5 to 10 times before breaking, such as rubber, the field of view of the scanning device must be set in advance to at least 5 to 10 times the distance between the gauge lines when no load is applied. Therefore, the clamp fitting for gripping the sample and other objects around the sample enter the field of view, making it difficult to distinguish between the signal corresponding to the object in the output signal of the scanning device and the signal corresponding to the marked line on the sample surface. difficult to do. A first object of the present invention is to specify a measurement range within the scanning range of a scanning device, so that even if a foreign object such as a clamp fitting is present within the scanning range,
An object of the present invention is to provide a creep test device that can obtain an electrical signal corresponding to the length of a length-measuring region using an output signal of a scanning device. A second object of the present invention is to provide a creep testing device that can measure both the elongation of a sample after applying a load and the elongation of a sample after removing the load. A third object of the present invention is to provide a creep test device that can accurately measure rapid changes in a sample over a short period of time, when the sample elongates or shrinks most significantly and has conventionally been impossible to measure manually. It is on offer. A fourth object of the present invention is that by using an arithmetic control circuit, it is possible to measure the elongation or contraction of a sample over a long period of time and obtain necessary data such as the viscoelastic coefficient. To provide a creep testing device. A fifth object of the present invention is to reduce creep by making it possible to simultaneously and accurately measure the elongation or contraction of multiple samples by using a surface scanning device that scans two-dimensionally, such as a television camera. To provide testing equipment. When carrying out the present invention, the sample is extended in the vertical direction and a load is applied to the lower end of the sample.The sample extends downward due to the applied load, and upward when the load is removed. Since it shrinks, the direction of expansion and contraction of the sample is in the vertical direction, which is preferable because the scanning device can be fixed. In other words, if the sample is tilted or placed horizontally, removing the load will cause the sample to move out of the scanning range of the sagging scanner, making measurement impossible, so the scanner must be tilted or moved. but,
If the sample is extended in the vertical direction, the position of the sample is the same before and after the load is removed, so there is no need to move the scanning device. A first feature of the present invention is that the scanning range of the scanning device is indicated by indicating a signal to be used as length data in the output signal of the scanning device, and the clamp fitting is placed within the scanning range. It is possible to accurately extract a signal corresponding to the length-measuring area even if objects such as the above are present. In other words, the amount of elongation, the rate of elongation, the amount of shrinkage, and the rate of shrinkage of a sample in a creep test are not necessarily constant depending on the characteristics of the sample, the load, and the test temperature, so when using a scanning device, the scanning range should be widened. If the scanning range is wide, an object such as a clamp fitting with a surface similar to the marking line (or optical characteristics) on the sample will be included in the scanning range, and the output signal of the scanning device will correspond to the object. It is difficult to distinguish between the signal corresponding to the marked line and the signal corresponding to the marked line. Therefore, in the present invention, a measurement range instruction signal is generated electrically or mechanically to indicate a signal corresponding to the length measurement area in the output signal of the scanning device, and the measurement range instruction signal is used to indicate the signal corresponding to the length measurement area. Extract the corresponding signal. In this way, it is possible to accurately extract a signal corresponding to the length-measured area, and to obtain accurate length data. The measurement range instruction signal triggers a timer using, for example, a scanning reference signal (scanning reference signal) by a scanning device, and when the timer returns, a flip-flop is set, and when the end of the length measurement area has been scanned, a timer is triggered. This can be generated by clearing the flip-flop and using the set output of the flip-flop as the measurement range indication signal, and triggering the second timer when the timer returns to the output of the second timer. It can be generated by making the signal the measurement range indication signal. In addition, the measurement range instruction signal causes the sample to extend in the vertical direction, moves to follow the change (expansion and contraction) of the sample, and the end edge is connected to the sample gripping part in the direction of change of the sample and the length to be measured. A measurement range guide plate located between the regions can be provided, which guide plate can be scanned together with the sample to generate a signal corresponding to the guide plate in the output signal of the scanning device. The guide plate may be attached directly to the sample, or may be attached to a clamp fitting that grips the sample. When attaching the measurement range guide plates to the upper and lower clamp fittings, in the creep test device, the clamp fittings are removed from the sample by removing the load. out of the scanning range. However, the sample will shrink after the load is removed, and if there is a clamp fitting outside the scanning range of the scanning device, there will be no harm caused by the clamp fitting and there will be no practical problem. Length data may be extracted using the immediately preceding measurement range as the subsequent measurement range. When attaching the measurement range guide plate directly to the sample,
It is only necessary to install measurement range guide plates between the length-measuring area and each clamp fitting, and in this way, both defined range guide plates can be used for measuring both elongation and contraction of the sample. In this case, since the weight of the measurement range guide plate is applied to the sample as a load even after the load is removed, it is preferable to use a light measurement range guide plate. In a creep test, when the load is removed, the sample may turn sideways or twist, and in this case, it is not possible to extract a signal corresponding to the length region to be measured from the output signal of the scanning device. To solve this problem, attach a light weight to the lower end of the sample. Therefore, in the measurement range guide plate, the upper guide plate is fixed to the upper clamp fitting so that its lower end is located between the lower end of the upper clamp fitting and the upper end of the length area to be measured, and the lower guide plate is fixed to the upper end of the measuring range guide plate. It is preferable to attach it directly to the sample so that it is located between the lower end of the length measurement area and the upper end of the lower clamp fitting. When removing a predetermined load after applying a predetermined load to a sample for a predetermined time, the load must be removed from the sample instantaneously. The simplest method for removing the load is for the operator to remove the load from the bottom chuck of the sample, but this method requires the operator to get close to the sample and completely block the field of view of the scanning device. It is not possible to measure the shrinkage of the sample immediately after the load is removed, and if there are only a few pieces of the sample, it is not possible to measure the elongation or shrinkage of other samples. Furthermore, if the sample is inside a thermostatic chamber, it is necessary to open the chamber door and remove the sample and the lower chuck, but this is undesirable as it lowers the temperature of the chamber. There are also devices that use air chucks that tighten the chuck using air pressure, and remove the air pressure to release the chuck's tightening force, and devices that mechanically release the chuck's tightening force from a distance. For samples that deform by a factor of 10, the sample surface and chuck often do not separate easily due to the adhesive nature of the rubber. Therefore, by providing a small door in the tank,
It is most reliable and simple to forcibly cut between the lower end of the length measurement area and the lower chuck with a sharp tool such as a knife or scissors by remote control from outside the field of view of the scanning device. If a light guide plate is wrapped directly around the surface, it is sufficient to cut between the guide plate and the lower chuck. In addition, by wrapping an adhesive tape around the sample surface of the lower chuck and checking the adhesive tape, the lower chuck can be removed by reducing the air pressure in the case of an air chuck or mechanically releasing the clamping force of the chuck. If the load is removed, the chuck can be easily removed, but if the sample is deformed by a factor of 5 to 10, slips may occur between the adhesive tape and the chuck, which is not necessarily preferable. It may be possible to apply paint to the clamp fittings, etc. that have the same optical characteristics as the gauge line on the sample surface or the area to be measured, and to make the clamp fittings, etc. the same color as the background, so that they do not indicate the measurement range. In this case, if creep failure occurs, one of the gripping means will fall and collide with the main body of the device, causing the paint to peel off.Also, if the operator manipulates the gripping means when attaching the sample, the paint will easily peel off. ,
Must be reapplied. A second feature of the present invention is that the lower chuck of the sample and the shrinkage of the sample after the load is removed can be read by a scanning device to obtain the shrinkage rate of the sample along with the elapsed time after the load is removed. The indication of the measurement range after load removal is because there is no longer a bottom chuck or load on the sample, so even at the widest measurement range immediately before load removal, there are no optically anomalous substances in the field of view of the scanning device. It is possible to accurately extract the signal corresponding to the length measurement area. Furthermore, if a light guide plate is directly wrapped around the lower part of the sample, the measurement range may be designated as the area between the guide plate attached to the upper chuck and the guide plate attached to the lower part. A third feature of the present invention is that by using the scanning device, for example, if a television camera is used, a length signal can be extracted at a rate of once every 1/30 sec. It is possible to accurately capture the rapid deformation of the sample immediately after removal, and to extract signals corresponding to the length-measuring region at high frequency. The frequency at which length data is taken can be freely selected depending on the deformation speed of the sample, and since the deformation speed of the sample generally decreases logarithmically with the elapsed time from the start of the test, for example, every 0.05 seconds at the beginning. It is easy to retrieve the length signal every 60 seconds, then every 10 minutes near the end of the test. In this manner, the present invention can extract length data such as elongation or contraction of a sample in a short period of time immediately after load application and immediately after load removal, which was conventionally impossible to measure manually. A fourth feature of the present invention is that it is suitable for creep property testing of flowable solid samples. Fluid solid substances such as unvulcanized rubber are
When a load is applied, it deforms fluidly and causes creep failure. In such a solid material sample, there is no significant change in the rate of deformation from the time a load is applied until creep rupture occurs, and all of these rates are high, which was previously thought to be impossible artificially. The present invention can also effectively measure such samples. The fifth feature of the present invention is that by accurately extracting the length signal of the sample in the creep test, the total test time of the creep test can be automatically measured. Not only does it eliminate the need to restrain the sample, but it also allows viscoelastic analysis of the sample from the measurement results, making it easier and more accurate to analyze the viscoelasticity of large deformations that are 5 to 10 times larger than conventional measurements and analysis that required manual labor. This is something that can be done. The sixth feature of the present invention is that the field of view of surface scanning is divided into equal parts, the expansion or contraction of multiple samples can be simultaneously scanned, and the signals of multiple samples corresponding to the length measurement area can be independently extracted. be. First, the principle of this invention will be explained based on FIGS. 1 and 2. Samples S,
As shown in FIG. 1A, S' has marked lines Q and Q at two locations separated in the longitudinal direction, or has a mark area Q' near the center as shown in FIG. 2A.
The marked lines Q, Q and mark area Q' are obtained as a level difference between the portions corresponding to them and the portions corresponding to other areas on the sample surface in the output signal of the television camera, which will be described later. The optical characteristics such as lightness, brightness, hue, etc. are different from other areas on the sample surface. It can be formed by In the present invention, while pulling the samples S and S' in the longitudinal direction, a known black-and-white television camera or a color television camera (hereinafter simply referred to as a TV camera) used for broadcasting or industrial purposes is used.
The distance L between the gauge lines in the longitudinal direction of the sample and the length L' of the mark area are calculated for each sample based on the signal of the part corresponding to the gauge line or mark area in the output signal. It is something to seek. That is, for example, the marked lines Q, Q or the marked area
If Q' is white and other areas of the sample surface are black, samples S and S' are imaged with a TV camera in a state where the surroundings (background) are black or dark.
If the direction of the scanning line of the TV camera is parallel to the longitudinal direction of the sample, the output signal will be as shown in Figure B for sample S in Figure 1, and as shown in Figure B for sample S' in Figure 2. As shown in B, the portions corresponding to the gauge lines and mark areas are at a higher level than other portions. Therefore, a certain level of the TV camera output signal
By extracting only the signal of V 1 or more,
Convert to the signal shown in Figure C. The pulse interval T and time width T' of the signal obtained in this way correspond to the scanning time between the marked lines by the TV camera and the scanning time of the mark area, and also correspond to the scanning time of the marked area due to the change in time after the load is applied. It increases or decreases following changes in the distance L and the length L' of the yark area. Therefore, by using the pulse interval T and time width T', the gauge line distance L and the length L' of the mark area can be determined, and thereby the elongation or contraction of the sample can be determined. If the direction of the scanning line of the TV camera is perpendicular to the above-mentioned direction, the output of the TV camera will be
In the case of the sample shown in the figure, the result is as shown in figure D, so the elongation of the sample can be determined in the same manner as described above.
Also, if the optical characteristics are opposite to those described above, the level of the output signal of the TV camera will be opposite to that described above, so after extracting the signal below a certain level, determine the elongation or contraction of the sample in the same manner as described above. be able to. When measuring the elongation or contraction of multiple samples at the same time, attach each sample to the testing machine body so that it falls within the field of view of the same TV camera, scan each sample simultaneously with the TV camera, and record the output signal. It is sufficient to perform discrimination corresponding to each sample, and process each discriminated signal as described above. In the present invention, the area between the marked lines Q and Q and the mark area Q' on the sample surface is referred to as the length-to-be-measured area, and the length of the area to be measured in the longitudinal direction of the sample is referred to as the to-be-measured length. It is called the region length. Also, regardless of the direction of the TV camera's scanning line, the longitudinal direction of the sample is called the vertical direction, and the direction perpendicular to it is called the horizontal direction. The embodiment shown in FIG. 3 will be described below.
This device can handle two samples as shown in Figure 4A.
This is an example of a device that simultaneously measures the elongation or contraction of S′ 1 and S′ 2 .
As shown in FIG. 4A, S' 1 and S' 2 are upper clamp fittings CM 1 and CM 1 of the testing machine main body (not shown).
CM 2 respectively, and the lower portions are separately clamped to the lower clamp fittings CMM 1 and CMM 2 of the main body so that the longitudinal direction is the vertical direction, and the lower clamp fittings CMM 1 ,
Loads W 1 and W 2 are applied in the direction in which CMM 2 moves away from the upper clamp fitting. Also, each sample S′ 1 ,
S' 2 has the aforementioned mark areas Q' 1 and Q' 2 , respectively. In order to simplify the explanation, this example will be described assuming that each clamp fitting and mark area have high brightness, and the other areas of the sample and their surroundings have low brightness. The apparatus shown in FIG. 3 includes a TV camera 1 that images the field of view M in FIG. A signal discriminator 3 which is taken out separately, a signal processing circuit 4 which generates length data corresponding to the distance between gauge lines L for each sample using the output signal of the signal discriminator 3, and a length which is input from the signal processing circuit 4. The data processing circuit 5 captures and stores data at predetermined time intervals. The TV camera 1 is installed in front of each sample so that the longitudinal direction of the samples S' 1 and S' 2 is perpendicular to the direction of the scanning line. An image is taken within the field of view M in Figure A. The reference signal generator 2 generates the drive signal KC.
In addition, a line scanning reference signal KL, a surface scanning reference signal KF shown in FIG. 4C, and a surface scanning end signal EF are generated and supplied to the signal discriminator 3, respectively. The signal discriminator 3 includes monostable multivibrators MA, MB, M 1 , M 2 , flip-flops FF 1 , FF 12 , FF 21 , FF 22 , and an AND gate.
AND 1 , AND 2 , inverters INV 1 , INV 2 , and waveform converter WP. The waveform converter WP is
This is a waveform shaping circuit that converts the output signal of the TV camera 1 into a digital signal, and its output is a thin pulse-like signal. This output signal is an AND gate
Fed into one input of AND 1 and AND 2 . Monostable multivibrator MA and M 1 , MB and
M2 are connected in series in a one-to-one pair, and the multivibrators MA,
MB is determined from the line scanning reference signal KL shown in FIG. 4K.
The signals delayed by the times TA and TB in FIG. 4 are generated, and the subsequent multivibrators M 1 and M 2 are
Signals L and M in FIG. 4 having widths of times T 1 and T 2 in FIG. 4, respectively, are generated and supplied to AND gates AND 1 and AND 2, respectively. Each output signal corresponds to zones Z 1 and Z 2 that respectively contain samples S' 1 and S' 2 with respect to the field of view M of the TV camera 1, as shown in FIGS. 4A, L, and M. Therefore, among the output signals of TV camera 1, the multivibrator
The output signal of M 1 is supplied to zone Z 1 , and the output signal of M 2 is supplied to corresponding AND gates AND 1 and AND 2 as a gate signal, that is, a horizontal measurement range indication signal, for extracting the signal corresponding to zone Z 2 . Ru. The multivibrator MC generates a signal delayed by a fixed time TC from the surface scanning reference signal KF shown in FIG .
Set FF 21 . Flip-flop FF 11 is cleared by the output signal of flip-flop FF 12 as described later, and the output signal is cleared by the fourth
It is supplied to the AND gate AND1 as the longitudinal measurement range indication signal shown in FIG. Similarly, flip-flop FF 21 is cleared by the output signal of flip-flop FF 22 , which output signal is applied to AND gate AND 2 as the longitudinal measurement range indication signal shown in FIG. 4J for sample S' 2 . multi vibrator
In this example, it is assumed that the upper clamp fittings CM 1 and CM 2 are fixed, so the delay time TC of MC is determined at the starting points (rising points) of the signals shown in FIG . The setting time may be set so that it is between the lower end of the upper clamp fitting and the upper end of the length measurement area of the sample during the scanning time of the TV camera 1. The vertical measurement range indication signal is not a signal delayed by a fixed time TC from the surface scanning reference signal KF mentioned above, but is generated using a guide plate attached to the upper clamp fitting, taking into consideration the shrinkage of the sample after the load is removed. Alternatively, the lower end of the upper clamp fitting may be used as the starting point of the signal shown in FIG. 4D. The end of the longitudinal measurement range instruction signal may be created using a signal corresponding to the lower edge of the length measurement area, but since the deformation speed differs depending on the sample, When the measurement range is determined, the lower clamp fitting of an adjacent sample may fall within the range and become impossible to measure. In this case, each sample may have independent longitudinal measurement range zones ZV 1 and ZV 2 . For the termination signal of each zone ZV 1 and ZV 2 , in addition to the signal corresponding to the lower edge of the length measurement area, a guide plate attached to the lower clamp fitting may be used. A light guide plate wrapped directly around the bottom of the sample may also be used. AND gates AND 1 and AND 2 gate the output signal of the waveform converter WP by the output signal of the corresponding flip-flop FF 11 and FF 21 and the output signal of the reacting multivibrator M 1 and M 2 , respectively. Length measurement area signals as shown in Figures N and O are generated. That is, according to the horizontal measurement range instruction signal and the vertical measurement range instruction signal, the AND gate AND 1 of the output signal of the waveform converter WP is set to zone Z 1 .
and ZV 1 , and the AND gate AND 2 gates the signals corresponding to zones Z 2 and ZV 2 . Therefore, each and gate
The measured length area signals obtained separately from the outputs of AND 1 and AND 2 correspond to each sample, and
Noise components due to clamp fittings, etc. are removed, and the number of pulses corresponds to the length L' 1 of the mark area on the sample, that is, the length of the area to be measured. The signal processing circuit 4 includes retrigger type monostable multivibrators RMM 1 and RMM 2 ,
And gate and 1 , and 2 and counter CTR 1 ,
The output terminals of the oscillator OSC, which generates a clock signal with a constant period, are connected in series to form a set of CTR 2 , and the output terminals of the oscillator OSC, which generates a clock signal with a constant period, are
Connected to and 1 and and 2 . The multivibrators RMM 1 and RMM 2 have a time constant slightly longer than the line scanning period of the TV camera 1, and the output signals of the AND gates AND 1 and AND 2 are respectively input thereto. Therefore, based on the fact that the density of the scanning lines on the samples S' 1 and S' 2 is finer than that of the mark areas Q 1 and Q 2 , the input signal is divided into a plurality of pulses as shown in FIG. 4 N and O. Even if it becomes a signal, it becomes one pulse signal as shown in FIG. 4E and F by each multivibrator RMM 1 and RMM 2 . each and gate
Since the clock signal generated by the oscillator OSC is input to the other terminal of and 1 and and 2 , this clock signal is input to the corresponding multivibrator RMM 1 ,
It is gated by the input signal from RMM 2 and supplied to the corresponding counters CTR 1 and CTR 2 . The period of the clock signal is, for example, the line scanning reference signal mentioned above.
You can use KL. In this case, the outputs of the AND gates and 1 and and 2 are as shown in FIG. 4 N and O. Each counter CTR 1 and CTR 2 counts the input signal from the corresponding AND gate, and the counted value is sent to the data processing circuit 5 every time the TV camera 1 scans the surface.
It is reset by . The data processing circuit 5 is equipped with arithmetic functions and control functions like a microcomputer, and inputs the length data obtained from the counters CTR 1 and CTR 2 at predetermined time intervals during the vertical retrace period of the TV camera 1. Capture and store in memory. The length data acquisition cycle is set to 0 when a load is applied and when the load is removed, for example, every 0.1 seconds between 0 and 5 seconds, every 1.0 seconds between 5 and 15 seconds, and every 15 to 15 seconds. You can set it to every 15.0 seconds for 60 seconds, every 1.0 minutes from 1 to 10 minutes, and arbitrarily after 10 minutes. The device shown in Fig. 3 is a monostable multivibrator with a surface scanning reference signal KF shown in Fig. 4C.
Trigger MC to generate the signal shown in Figure 4D that rises after time TC, set flip-flops FF 1 and FF 2 with this signal, and feed their outputs to AND gates AND 1 and AND 2 individually. . Then, in the AND gates AND 1 and AND 2 , the lateral measurement range indication signals inputted from the corresponding multivibrators M 1 and M 2 and the corresponding flip-flop
Gating the output signal of the waveform converter WP (see Figure 4B) with the input signals from FF 11 and FF 21 ,
Connect each output signal to multivibrator RMM 1 , RMM 2
supply to. Each multivibrator RMM 1 ,
Since the measured region length signals shown in FIG .
The output signal is converted into the signals shown in FIG. G and H, and flip-flops FF 12 and FF 22 are set individually at the rising edge of the output signal. Then, the corresponding flip-flop FF 11 receives the output signals of flip-flop FF 12 and FF 22 .
and FF 21 individually and prohibit future sets. Therefore, the outputs of flip-flops FF 11 and FF 21 have a certain period of time from the start of surface scanning of TV camera 1.
The signals shown in FIG. 4, I and J, which rise after TC and fall at the fall of the measured region length signal are obtained, and these signals serve as the longitudinal direction measurement range indication signal. The flip-flops FF 12 and FF 22 are cleared each time a surface scan is performed by a surface scan end signal EF. In addition, if the sample has a marked line, use the multivibrator RMM 1 ,
A T-type flip-flop may be provided after RMM 2 , and the output signal of this flip-flop may be supplied to inverters INV1 , INV2 and AND gates and1 , and2 . In this device, since the end of the length signal of the length to be measured area is the end of the length signal of the longitudinal direction measurement range, the length of the length to be measured corresponding to the mark area (or gauge line) scanned by the longitudinal direction measurement range instruction signal is It falls at the end of the length signal, so even if the length-measuring regions of the samples are different in length, the length-measuring region signals can be reliably extracted for each of the samples. This device uses a TV camera 1 to scan a field of view M, and gates signals corresponding to zones Z 1 and ZV 1 and Z 2 and ZV 2 within the field of view M with AND gates AND 1 and AND 2, respectively. Take out each gate separately
The signals shown in FIG. 4E and F can be obtained from the outputs of AND 1 and AND 2, respectively, and each output signal corresponds to each sample S' 1 and S' 2 , respectively, and each counter CTR 1 , CTR 2 , the count values obtained each time the TV camera 1 scans the surface correspond to the samples S' 1 and S' 2 , respectively, and correspond to the length of the measured length region of the corresponding sample. Therefore, if the counted value of each counter is recorded, memorized, and displayed for each sample (for each counter) in an arbitrary device every time the TV camera 1 scans the surface, it is possible to record, store, and display the counted value of each counter for each sample (for each counter). The length of the region to be measured, which changes from moment to moment, can be obtained for each sample by using the number of clock pulses as the TV camera scans the surface. Further, since the counted values of each counter CTR 1 and CTR 2 are usually obtained in the form of a Biley code or BCD code signal, each counted value is supplied to the data processing circuit 5 as length data of the length region to be measured, and the circuit In step 5, the length data can be stored in a memory at predetermined time intervals. As mentioned above, according to this device, the length L′ of the mark area, which changes from time to time after applying a load, can be
Since the count values of the counters CTR 1 and CTR 2 can be obtained simultaneously and separately each time the TV camera scans the surface, the elongation of a plurality of samples can be measured individually at the same time. In addition, since the output signal of the TV camera 1 is gated separately in the signal discriminator 3 using each lateral measurement range instruction signal and the signal corresponding to the sample is extracted, the signal corresponding to the sample can be accurately extracted for each sample. . Furthermore, the signal discriminator 3 gates the output signal of the TV camera 1 using the vertical measurement range instruction signal to extract a signal corresponding to the sample, so the signal component corresponding to the clamp fitting etc. is removed and Only the signals within the direction measurement range are available, so the length measurement area signal can be accurately extracted, and as a result, accurate measurement can be performed. In particular, as in this example, if the time width of the longitudinal measurement range instruction signal is made to increase in accordance with the elongation of the sample, even if the sample is made of rubber or the like which has a large amount of deformation under load, clamp fittings etc. It is possible to always remove unnecessary signal components corresponding to . In the above embodiment, the data processing circuit 5 stores the count values of the counters CTR 1 and CTR 2 in the memory at predetermined time intervals, but the actual length, that is, the length of the mark area or the actual amount of deformation It may be stored in memory after being converted into , or it may be recorded on recording paper instead of being stored in memory. To actually convert the count value of each counter into a length, for example, proportional conversion may be performed from the count value of each counter in the state before the load is applied. However, to make it simpler, the frequency of the clock pulse can be selected so that the counted value becomes the actual length, for example, when the measured length region is 20 mm, the counted value becomes 20. It is sufficient to make the relationship one-to-one. As a signal for knowing the length of the region to be measured, not only the count value of the counter but also the length signal of the region to be measured itself, that is, the fourth
The signals shown in Figures E and F can also be used. In the embodiment described above, the counters CTR 1 ,
Once the length data of the measured length area obtained by CTR 2 is corrected to the proportional value to the actual length,
The true length can then be obtained by multiplying by the proportionality constant. Also, as shown in Figure 5,
A certain length within the field of view M of TV camera 1, for example 100
A reference plate KB with a length of mm is installed parallel to the sample S′, and this zone Z 0 is defined as a zone Z 0 that includes this reference plate KB.
The signal corresponding to the length of the reference plate KB is extracted from the output signal of the TV camera 1, and the length data of the area to be measured is proportionally calculated using the reference plate length data corresponding to the length of the reference plate KB as a reference, and the true length of the area to be measured is determined. You can also ask for In this way, even if the characteristics of the TV camera change over time or the distance between the TV camera and the sample changes, measurement can be performed without causing measurement errors. If the length of the region to be measured, which is the most important data in the creep test, is obtained as described above,
【表】
上記の様に取出した長さデータは試料の断面積
と試料に加えた荷重と試験開始後の時間等をマイ
クロコンピユーター等の計算処理手段で処理し従
来得ることができなかつた各種の粘弾性データー
を自動的に得ることができる。計算の1例を下記
に示す。
t:試験時間(試験開始時からサンプリング時
までの経過時間)
W:荷重
ε:試料の伸び率又は縮み率
σ0=W/A0:試料への応力
A0:試料の断面積[Table] The length data extracted as above is obtained by processing the cross-sectional area of the sample, the load applied to the sample, the time after the start of the test, etc. using calculation processing means such as a microcomputer, and various types of data that could not be obtained conventionally. Viscoelastic data can be obtained automatically. An example of the calculation is shown below. t: Test time (time elapsed from the start of the test to the time of sampling) W: Load ε: Rate of elongation or contraction of the sample σ 0 = W/A 0 : Stress on the sample A 0 : Cross-sectional area of the sample
【表】
第6図は、クランプ金具に測定範囲案内板を設
けてTVカメラ1の出力信号のうち前記案内板に
対応する信号を利用して縦方向測定範囲指示信号
を発生するようにした装置の一実施例図であつ
て、複数本の試料の伸び又は縮みを同時に測定で
きるようにしたものである。この例では、第7図
Aに示すように光学的特性がマーク領域Q′1,Q′2
と同種の案内板MP11,MP12,MP21,MP22を、一
方MP11とMP21はその下縁が上部クランプ金具
CM1,CM2の下縁と試料S′1,S′2のマーク領域
Q′1,Q′2の上端の間に位置し、他方MP12,MP22
はマーク領域Q′1,Q′2の下端と下部クランプ金具
CMM1,CMM2の上端の間に位置し、しかも案内
板MP11とMP12がともに縦方向ゾーンZ3内に位置
し、案内板MP21とMP22がともに縦方向ゾーンZ4
内に位置するように、前記クランプ金具CM1,
CM2,CMM1,CMM2に取付けている。そして、
第6図に示す装置は、ワンシヨツトマルチバイブ
レータMD1とM31,MD2とM32の対、2入力アン
ドゲートAND31,AND32、再トリガー式のワンシ
ヨツトマルチバイブレータRMM31,RMM32、イ
ンバータINV31,INV32、トリガー式のフリツプ
フロツプTFF11とTFF12,TFF21とTFF22の対、
及び2入力アンドゲートAND41,AND42を試料毎
に備えている。マルチバイブレータMD1とMD2は
第7図Kに示す線走査基準信号KLにより第7図
H,Iにおける時間TD1,TD2だけ遅延した信号
を個々に発生し、次段のマルチバイブレータM31
とM32は前段のマルチバイブレータMD1,MD2の
出力信号によりトリガーされて第7図H,Iにお
ける時間T3,T4の時間巾の第7図H,Iに示す
信号を個々に発生して、アンドゲートAND31,
AND32に供給する。マルチバイブレータM31,
M32の出力信号は第7図A,H及びIから明らか
なようにゾーンZ3,Z4を個々に指定する横方向測
定範囲指示信号である。マルチバイブレータ
MA,MB,M1,M2は第3図に示すマルチバイブ
レータMA,MB,M1,M2と同じものであり、従
つてマルチバイブレータM1,M2の出力信号は、
各々第7図L,Mに示す信号である。
第6図に示す装置は、アンドゲートAND31,
AND32において、波形変換器WPの出力信号をマ
ルチバイブレータM31,M32の出力で個々にゲー
トしてゾーンZ3,Z4の被写体に対応する第7図
B1,B2の信号を個々に取出し、取出した信号を
再トリガー式のワンシヨツトマルチバイブレータ
RMM31,RMM32に個々に供給する。このマルチ
バイブレータRMM31,RMM32はTVカメラ1の線
走査周期よりやや長い時定数を有し、従つて第3
図B1,B2に示す入力信号を第7図C1,C2に示す
信号に各々変換する。従つて、この装置では、こ
の信号をTタイプフリツプフロツプTFF11,
TFF12に個々に供給して第7図D1,D2に示す信
号を各々発生させるとともに、インバータ
INV31,INV32で第7図E1,E2に示す信号に個々
に反転した後にTタイプフリツプフロツプ
TFF12,TFF22に個々に供給して第7図F1,F2
に示す信号を各々発生させる。そして、各フリツ
プフロツプTFF11とTFF12の出力端子を2入力ア
ンドゲートAND41の入力端子に各別に接続すると
ともにTタイプフリツプフロツプTFF21とTFF22
の出力端子を2入力アンドゲートAND42の入力端
子に各別に接続して、アンドゲートAND41と
AND42の出力信号を第3図におけるアンドゲート
AND1とAND2に縦方向測定範囲指示信号として
個々に供給する。こうしてこの装置はアンドゲー
トAND41とAND42の出力に、第7図G1,G2に示
すような目的とする縦方向測定範囲指示信号を試
料毎に得ることができる。なお、各Tタイプフリ
ツプフロツプTFF11,TFF12,TFF21,TFF22は
面走査終了信号EFによりクリアされる。
次に、第8図に示すデータ処理回路5の一例に
ついて説明する。
この回路5はマイクロプロセツサのような演算
処理回路CPUと、各種のデータをデータ処理回
路5に入力する操作卓OPTと、メモリMERと、
試料S′1用の5個のカウンタCTR3〜CTR7を備え
ている。
操作卓OPTは、データを取込むいわゆるサン
プリング周期n、サンプリング周期を切換える時
刻N、試験時間Y等のデータを入力するキー、試
験の開始を入力するスタートキー、荷重を付加し
た状態での試験であることを入力する荷重付加状
態指定スイツチ、荷重を除去した後の試験である
ことを入力する荷重除去状態指定スイツチ、入力
したデータを表示するCRT表示器、異常を報知
する異常報知器、試験の終了を報知する終了報知
スイツチ等を備えている。入力された周期n、時
刻N等のデータはメモリMERの所定の番地に格
納される。
カウンタCTR3はサンプリング周期nを格納し
ている番地を指定するアドレスカウンタ、カウン
タCTR4は前記時刻Nを格納している番地を指定
するアドレスカウンタ、カウンタCTR5は長さデ
ータを格納する番地を指定するアドレスカウン
タ、カウンタCTR6は前回のサンプリング時から
の経過時間を計数するためのカウンタ、カウンタ
CTR7は試験開始時からの経過時間を計数するた
めのカウンタである。各カウンタCTR3〜CTR7
は演算処理回路CPUにより制御される。各カウ
ンタCTR3〜CTR7はメモリMERの所定の番地を
使用することができる。
演算処理回路CPUは、操作卓OPTから入力さ
れた各種のデータをメモリMERの所定の番地に
格納するとともに、CRT表示器の所定の表示個
所に表示し、スタートスイツチが圧下されるとカ
ウンタCTR1,CTR2の内容を所定の時刻毎にメ
モリMERの所定の番地に格納する。
次に、カウンタCTR1のデータを格納するとき
の演算処理回路CPUの動作を第9図を照して説
明する。
演算処理回路CPUは、スタートスイツチが圧
下されると、先ず荷重付加状態指定スイツチが圧
下されていれば各カウンタCTR1〜CTR7をクリ
ヤし、荷重除去状態指定スイツチが圧下されてい
ればカウンタCTR5以外のカウンタをクリヤしカ
ウンタCTR5にXをプリセツトする。前記Xは荷
重除去後のデータを格納する番地が荷重付加時の
データを格納する番地と重ならないようにするた
めの値であり、その値はたとえば荷重付加時のデ
ータを格納するための最終の番地の次の番地を指
定する値とすることができる。次に演算処理回路
CPUは、カウンタCTR1から入力する長さデータ
が急激に変化したか否かをTVカメラ1の面走査
毎に判定し、急激に変化したならばそのときを試
験開始時としてTVカメラ1から面走査終了信号
EFが入力するたびにデータの格納処理を行な
い、所定時間を経過すると試験が終了したことを
報知し、待機状態に戻る。
前記格納処理は、カウンタCTR3により指定
された番地の内容をサンプリング周期nとし、カ
ウンタCTR4の内容をサンプリング周期nの切換
時間Nとした後、面走査終了信号EFの入力を
持ち、面走査終了信号EFが入力するとカウン
タCTR6とCTR7に1を加算し、次いでカウン
タCTR6の内容がサンプリング周期nと以上であ
るか否かを判定して以上でないと前記に戻り、
以上であるとカウンタCTR1の内容をカウンタ
CTR7の内容(試験開始時からの経過時間)とと
もに、カウンタCTR5により指定された番地に格
納し、カウンタCTR1,CTR6をクリヤし、カウ
ンタCTR5に1を加算し、次いでカウンタ
CTR7の内容がサンプリング周期の切換時間N以
上であるか否かを判定して以上でないと前記に
戻り、以上であるとカウンタCTR3とCTR4の
内容に1を加算した後、カウンタCTR7の内容
が試験時間Y以上であるか否かを判定して以上で
ないと前記に戻り、以上であると試験の終了
を報知することにより行なわれる。
カウンタCTR2のデータを格納するときは、演
算処理回路CPUにカウンタCTR3〜CTR7と同種
のカウンタを設けて、演算処理回路CPUにおい
て、前述と同様にカウンタCTR2から入力する長
さデータが急激に変化したか否かをTVカメラの
面走査毎に判定し、急激に変化したことによりそ
のときを試験開始時として前述と同様のデータの
格納処理を行なうようにすればよい。
なお、上記実施例において、荷重W、試料の断
面積、被測長領域の初期の長さ等をも演算処理回
路CPUに入力して、この演算処理回路において
試料の伸び率、試料の応力等を算出するようにし
てもよい。
次に、第10図及び第11図に示す荷重除去装
置を設けた試験機本体の一実施例について説明す
る。
同図において、10aは恒温槽の上壁であり、
10bは下壁である。下端に上部クランプ金具
CM1を有する支持棒11は、上壁10aの孔を介
して恒温槽の上部に突出しており、上壁10aの
上側において上壁10aに載置された受座12と
支持棒11と螺合されたナツト13により支承さ
れている。試料S′1の下部クランプ金具CMM1
は、この例では洗たく挾み状をした荷重除去装置
20の先端部21,21に取付けられている。荷
重除去装置20の開閉の支点となる軸22は荷重
付加装置の重り支持棒14の上端部に枢着されて
おり、把持部23,23は下壁10bの孔を介し
て恒温槽の下方に突出している。荷重除去装置2
0は引張りコイルバネ15により先端部21,2
1で試料S′1の下端部を挾持するように弾発され
ている。重り支持棒14は下端が下壁10bの孔
を介して恒温槽の下方に突出しており、下端に重
りW1を載置する重り受板16を取付けている。
荷重除去装置20は、試料S′1の下端部に取付
けられたテープ、アルミホイール等の粘着防止物
17を介して試料S′1の下端部をコイルバネ15
の弾発力により挾圧し、その後把持部23,23
の下端部を握りしめて下部クランプ金具CMM1を
開くことにより荷重を除去するものである。
この装置は荷重付加装置の重り支持棒14と荷
重除去装置20が軸22により連結されているか
ら、クランプ金具CMM1で試料S′1の下端部を挾
持すれば試料に荷重がかかり、把持部23,23
の下端部を握りしめてクランプ金具CMM1を開け
ば荷重が除去され、従つて荷重の付加及び除去を
恒温槽の外部から行なうことができる。
なお、上述の実施例においても試料S′1のうち
被測長領域の下端とクランプ金具CMM1の上端と
の間をナイフ等で切断してもよい。
以上のように本発明によれば、特にゴム等から
なる試料に一定の荷重を付加する手段、荷重を瞬
間的に除去する手段、試料の伸び又は縮みの長さ
に対応する長さデータである電気信号を発生する
信号処理回路及び、該信号処理回路の後に該信号
処理回路より入力する長さデータを所定の時刻ご
とに取込んで記憶する演算及び制御機能を備えた
データ処理回路を設けたので、試料に一定荷重を
かけたとき及びその荷重を除去したときの試料の
拳動を時間の関数として測定でき、粘性特性及び
弾性特性等の試料であるゴムに必要なデータを得
ることができ、ゴムの性質を自動的に知ることが
できるという利点を有する。[Table] Figure 6 shows a device in which a measurement range guide plate is provided on the clamp fitting and a signal corresponding to the guide plate is used to generate a vertical measurement range instruction signal from among the output signals of the TV camera 1. This is an embodiment of the present invention, in which the elongation or shrinkage of a plurality of samples can be measured at the same time. In this example, as shown in FIG .
Similar guide plates MP 11 , MP 12 , MP 21 , MP 22 , while MP 11 and MP 21 have their lower edges connected to the upper clamping fittings.
Lower edges of CM 1 and CM 2 and mark areas of samples S′ 1 and S′ 2
Located between the upper ends of Q′ 1 and Q′ 2 , on the other hand MP 12 and MP 22
are the lower edges of the mark areas Q′ 1 and Q′ 2 and the lower clamp metal fittings.
Located between the upper ends of CMM 1 and CMM 2 , guide plates MP 11 and MP 12 are both located in longitudinal zone Z 3 , and guide plates MP 21 and MP 22 are both located in longitudinal zone Z 4 .
The clamp fittings CM 1 ,
It is attached to CM 2 , CMM 1 , and CMM 2 . and,
The apparatus shown in FIG. 6 includes a pair of one-shot multivibrators MD 1 and M 31 and MD 2 and M 32 , two-input AND gates AND 31 and AND 32 , retrigger type one-shot multivibrators RMM 31 and RMM 32 , Inverters INV 31 , INV 32 , trigger flip-flops TFF 11 and TFF 12 , TFF 21 and TFF 22 pairs,
And two-input AND gates AND 41 and AND 42 are provided for each sample. Multivibrators MD 1 and MD 2 individually generate signals delayed by the times TD 1 and TD 2 in FIG. 7H and I based on the line scanning reference signal KL shown in FIG .
and M 32 are triggered by the output signals of the multivibrators MD 1 and MD 2 in the previous stage, and individually generate the signals shown in FIG. 7 H and I with the time widths T 3 and T 4 in FIG. 7 H and I. and gate AND 31 ,
Supply AND 32 . Multivibrator M 31 ,
The output signal of M 32 is a lateral measurement range indicating signal which individually designates zones Z 3 and Z 4 as is apparent from FIGS. 7A, H and I. multi vibrator
MA, MB, M 1 and M 2 are the same as the multivibrators MA, MB, M 1 and M 2 shown in FIG. 3, so the output signals of the multivibrators M 1 and M 2 are as follows:
These are the signals shown in FIG. 7L and M, respectively. The device shown in FIG. 6 is an AND gate AND 31 ,
In AND 32 , the output signal of the waveform converter WP is individually gated by the output of the multivibrators M 31 and M 32 to correspond to the objects in zones Z 3 and Z 4 .
A one-shot multivibrator that extracts B 1 and B 2 signals individually and retrigger the extracted signals.
Supplied individually to RMM 31 and RMM 32 . These multivibrators RMM 31 and RMM 32 have a time constant slightly longer than the line scanning period of the TV camera 1, and therefore the third
The input signals shown in FIGS. B 1 and B 2 are converted into the signals shown in FIG. 7 C 1 and C 2 , respectively. Therefore, in this device, this signal is passed through T-type flip-flops TFF 11 ,
TFF 12 is supplied individually to generate the signals shown in Fig. 7 D 1 and D 2 , and the inverter is
After INV 31 and INV 32 are individually inverted to the signals shown in Fig. 7 E 1 and E 2 , the T-type flip-flop
Figure 7 F 1 , F 2 by supplying them individually to TFF 12 and TFF 22
The signals shown in are generated respectively. Then, the output terminals of each flip-flop TFF 11 and TFF 12 are individually connected to the input terminal of a two-input AND gate AND 41 , and the T-type flip-flops TFF 21 and TFF 22 are connected to each other.
Connect the output terminals of each to the input terminals of the two-input AND gate AND 42 separately, and connect the AND gate AND 41 and
The output signal of AND 42 is connected to the AND gate in Figure 3.
Supplied individually to AND 1 and AND 2 as longitudinal measurement range indication signals. In this manner, this apparatus can obtain the desired longitudinal measurement range indicating signals for each sample as shown in FIG. 7 G1 and G2 at the outputs of the AND gates AND41 and AND42 . Note that each T-type flip-flop TFF 11 , TFF 12 , TFF 21 , and TFF 22 is cleared by the surface scanning end signal EF. Next, an example of the data processing circuit 5 shown in FIG. 8 will be described. This circuit 5 includes an arithmetic processing circuit CPU such as a microprocessor, an operation console OPT for inputting various data to the data processing circuit 5, and a memory MER.
It is equipped with five counters CTR 3 to CTR 7 for sample S' 1 . The operation console OPT has keys for inputting data such as the so-called sampling period n for data acquisition, time N for switching the sampling period, test time Y, etc., a start key for inputting the start of the test, and a key for inputting data such as the sampling period n for data acquisition, the time N for switching the sampling period, and the test time Y, and the start key for inputting the start of the test. A load addition state designation switch that inputs a certain condition, a load removal state designation switch that inputs that the test is after the load has been removed, a CRT display that displays input data, an abnormality alarm that reports an abnormality, and a load removal state designation switch that inputs that the test is after the load is removed. It is equipped with a termination notification switch and the like to notify the termination. The input data such as period n and time N are stored at a predetermined address in the memory MER. Counter CTR 3 is an address counter that specifies the address that stores the sampling period n, counter CTR 4 is an address counter that specifies the address that stores the time N, and counter CTR 5 specifies the address that stores the length data. The specified address counter, counter CTR 6 , is a counter for counting the elapsed time since the previous sampling.
CTR 7 is a counter for counting the elapsed time from the start of the test. Each counter CTR 3 ~ CTR 7
is controlled by the arithmetic processing circuit CPU. Each of the counters CTR 3 to CTR 7 can use a predetermined address in the memory MER. The arithmetic processing circuit CPU stores various data input from the operation console OPT at a predetermined address in the memory MER, and displays it at a predetermined display location on the CRT display.When the start switch is pressed down, the counter CTR 1 is displayed. , CTR 2 is stored at a predetermined address in the memory MER at predetermined times. Next, the operation of the arithmetic processing circuit CPU when storing the data of the counter CTR 1 will be explained with reference to FIG. When the start switch is depressed, the arithmetic processing circuit CPU first clears each counter CTR 1 to CTR 7 if the load addition state designation switch is depressed, and clears the counter CTR if the load removal state designation switch is depressed. Clear counters other than 5 and preset counter CTR 5 to X. The above X is a value to ensure that the address for storing the data after the load is removed does not overlap with the address for storing the data when the load is added, and the value is, for example, the final address for storing the data when the load is added. It can be a value that specifies the next address. Next, the arithmetic processing circuit
The CPU determines whether or not the length data input from the counter CTR 1 changes suddenly each time the TV camera 1 scans the surface. Scan end signal
Every time the EF receives an input, it performs data storage processing, and when a predetermined time elapses, it notifies that the test has ended and returns to the standby state. In the storage process, after setting the contents of the address specified by the counter CTR 3 as the sampling period n and setting the contents of the counter CTR 4 as the switching time N of the sampling period n, the area scanning end signal EF is input, and the area scanning is started. When the end signal EF is input, 1 is added to the counters CTR 6 and CTR 7 , and then it is determined whether the contents of the counter CTR 6 are equal to or greater than the sampling period n, and if not, the process returns to the above.
or more, the contents of counter CTR 1 are
Store it together with the contents of CTR 7 (elapsed time from the start of the test) at the address specified by counter CTR 5 , clear counters CTR 1 and CTR 6 , add 1 to counter CTR 5 , and then
It is determined whether the contents of CTR 7 are equal to or longer than the sampling period switching time N. If not, the process returns to the above, and if the contents are equal to or greater, 1 is added to the contents of counters CTR 3 and CTR 4 , and then the counter CTR 7 is This is done by determining whether or not the content of is longer than the test time Y, and if not, the process returns to the above, and if it is, the end of the test is notified. When storing the data of counter CTR 2 , the same type of counters as counters CTR 3 to CTR 7 are provided in the arithmetic processing circuit CPU, and the length data input from counter CTR 2 is stored in the arithmetic processing circuit CPU in the same way as described above. It is sufficient to determine whether or not there has been a sudden change every time the TV camera scans the surface, and when a sudden change has occurred, the same data storage process as described above is performed with that time as the test start time. In the above embodiment, the load W, the cross-sectional area of the sample, the initial length of the region to be measured, etc. are also input to the arithmetic processing circuit CPU, and this arithmetic processing circuit calculates the elongation rate of the sample, the stress of the sample, etc. may be calculated. Next, an embodiment of the test machine main body equipped with a load removing device shown in FIGS. 10 and 11 will be described. In the figure, 10a is the upper wall of the thermostatic chamber;
10b is a lower wall. Upper clamp fitting on bottom edge
The support rod 11 having the CM 1 protrudes through the hole in the upper wall 10a to the upper part of the thermostatic chamber, and is screwed into the support rod 11 with a seat 12 placed on the upper wall 10a above the upper wall 10a. It is supported by a nut 13. Lower clamp fitting CMM 1 of sample S′ 1
are attached to the tip portions 21, 21 of the load removing device 20, which is shaped like a washing scoop in this example. A shaft 22, which serves as a fulcrum for opening and closing the load removing device 20, is pivotally attached to the upper end of the weight support rod 14 of the load adding device, and the gripping portions 23, 23 are attached to the lower part of the thermostatic chamber through a hole in the lower wall 10b. It stands out. Load removal device 2
0 is the tip part 21, 2 by the tension coil spring 15.
1, it is fired so as to clamp the lower end of sample S'1 . The lower end of the weight support rod 14 protrudes below the thermostatic chamber through a hole in the lower wall 10b, and a weight receiving plate 16 on which the weight W1 is placed is attached to the lower end. The load removing device 20 attaches the lower end of the sample S' 1 to the coil spring 15 via an anti-adhesive object 17 such as a tape or aluminum wheel attached to the lower end of the sample S' 1 .
After that, the gripping parts 23, 23
The load is removed by grasping the lower end of the CMM 1 and opening the lower clamp fitting CMM 1 . In this device, the weight support rod 14 of the load adding device and the load removing device 20 are connected by the shaft 22, so when the lower end of the sample S' 1 is clamped with the clamp fitting CMM 1 , a load is applied to the sample and the gripping part 23, 23
By grasping the lower end of the CMM 1 and opening the clamp fitting CMM 1 , the load is removed, and therefore the load can be added and removed from outside the thermostatic chamber. In the above-described embodiment as well, a knife or the like may be used to cut the sample S′ 1 between the lower end of the length-measuring region and the upper end of the clamp fitting CMM 1 . As described above, according to the present invention, there are a means for applying a constant load to a sample made of rubber or the like, a means for instantaneously removing the load, and length data corresponding to the length of elongation or contraction of the sample. A signal processing circuit that generates an electrical signal, and a data processing circuit that has an arithmetic and control function that captures and stores length data inputted from the signal processing circuit at predetermined time intervals after the signal processing circuit is provided. Therefore, it is possible to measure the fist movement of the sample as a function of time when a constant load is applied to the sample and when the load is removed, and it is possible to obtain the data necessary for the rubber sample, such as viscous properties and elastic properties. , it has the advantage of being able to automatically know the properties of rubber.
第1図と第2図は本発明の原理説明図であつ
て、それぞれ試料表面と電気信号の波形を示す
図、第3図は本発明の一例を示す電気回路のブロ
ツク図、第4図は第3図の装置によるTVカメラ
の視野と電気信号の波形を示す図、第5図は長さ
の基準板を設けた場合の説明図、第6図は本発明
の他の実施例を示す電気回路のブロツク図、第7
図は第6図の装置によるTVカメラの視野と電気
信号の波形を示す図、第8図はデータ処理回路の
一例を示すブロツク図、第9図はデータ処理回路
の動作説明図、第10図は試験機本体の一例を示
す正面図、第11図は第10図の右側面図であ
る。
1……TVカメラ、2……基準信号発生器、3
……信号弁別器、4……信号処理回路、5……デ
ータ処理回路、20……荷重除去装置、S,S′…
…試料、Q……標線、Q′……マーク領域、W1,
W2……重り。
FIGS. 1 and 2 are diagrams explaining the principle of the present invention, showing the sample surface and the waveform of an electric signal, respectively. FIG. 3 is a block diagram of an electric circuit showing an example of the present invention. FIG. Fig. 3 is a diagram showing the field of view of the TV camera and the waveform of the electrical signal by the device, Fig. 5 is an explanatory diagram when a length reference plate is provided, and Fig. 6 is an electrical diagram showing another embodiment of the present invention. Circuit block diagram, No. 7
The figure shows the field of view of the TV camera and the waveform of the electric signal by the device shown in Fig. 6, Fig. 8 is a block diagram showing an example of the data processing circuit, Fig. 9 is an explanatory diagram of the operation of the data processing circuit, and Fig. 10 11 is a front view showing an example of the test machine main body, and FIG. 11 is a right side view of FIG. 10. 1...TV camera, 2...Reference signal generator, 3
...Signal discriminator, 4...Signal processing circuit, 5...Data processing circuit, 20...Load removal device, S, S'...
...sample, Q...marked line, Q'...mark area, W 1 ,
W 2 ... Weight.
Claims (1)
標線間の領域を被測長領域とする試料及び又は光
学的特性が他の領域と異なる領域を被測長領域と
する試料に一定の荷重を加える荷重付加手段と、
前記試料に加えられた前記荷重を除去する荷重除
去手段と、少なくとも一個の前記試料の荷重の付
加による伸びと荷重の除去による縮みとを走査し
て走査個所の光学的特性に対応する電気信号を出
力する走査装置と、前記走査装置の出力信号及び
又は前記走査装置による走査の基準信号を基にし
て測定範囲指示信号を発生し、前記測定範囲指示
信号と前記走査装置の出力信号を用いて前記被測
長領域の長さに対応する長さデータである電気信
号を発生する信号処理回路と、該信号処理回路か
ら入力する長さデータを所定の時刻毎に取込んで
記憶するデータ処理回路とを備えたことを特徴と
するクリープ試験装置。1. Applying a certain load to a sample whose length measurement area is an area between at least two marked lines with different optical properties from the surface, and/or a sample whose length measurement area is an area whose optical properties are different from other areas. a load applying means for applying;
a load removing means for removing the load applied to the sample; and a load removing means for scanning the elongation due to the application of the load and the contraction due to the removal of the load of at least one of the samples to generate an electric signal corresponding to the optical characteristic of the scanned location. a scanning device to output a measurement range instruction signal based on an output signal of the scanning device and/or a reference signal for scanning by the scanning device; a signal processing circuit that generates an electrical signal that is length data corresponding to the length of the length-measured region; and a data processing circuit that captures and stores the length data input from the signal processing circuit at predetermined time intervals. A creep test device characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7031781A JPS57184948A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Creep testing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7031781A JPS57184948A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Creep testing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57184948A JPS57184948A (en) | 1982-11-13 |
| JPS6149612B2 true JPS6149612B2 (en) | 1986-10-30 |
Family
ID=13427947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7031781A Granted JPS57184948A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Creep testing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57184948A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033028A (en) * | 1983-08-04 | 1985-02-20 | Toyo Seiki Seisakusho:Kk | Tracing method of bench mark in tensile test or the like |
| JPH0789049B2 (en) * | 1986-03-31 | 1995-09-27 | 株式会社島津製作所 | Displacement gauge |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5355186A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-19 | Yokohama Rubber Co Ltd | Tension tester |
-
1981
- 1981-05-11 JP JP7031781A patent/JPS57184948A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57184948A (en) | 1982-11-13 |
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