JPH0240545A - 熱機械分析装置 - Google Patents
熱機械分析装置Info
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- JPH0240545A JPH0240545A JP19104188A JP19104188A JPH0240545A JP H0240545 A JPH0240545 A JP H0240545A JP 19104188 A JP19104188 A JP 19104188A JP 19104188 A JP19104188 A JP 19104188A JP H0240545 A JPH0240545 A JP H0240545A
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- core
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- spring
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、熱分析のうちの熱機械分析装置（試料に非
振動的な荷重を加えてその試料の化学的或いは物理的変
化に伴う効果を測定する装置、Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｅｃ
ａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ、以下ＴＭＡとする
）に関する。
振動的な荷重を加えてその試料の化学的或いは物理的変
化に伴う効果を測定する装置、Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｅｃ
ａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ、以下ＴＭＡとする
）に関する。
ＴＭＡでは検出棒を試料に直接接触させて加熱し、試料
の寸法変化等を測定するがこの検出棒の支持方式として
は、ビームの一端に検出棒を付は反対側にカウンタウェ
イトを付けた天秤式、バネで吊り下げるスプリング式、
浮力を利用したフロート式等の方式がある。
の寸法変化等を測定するがこの検出棒の支持方式として
は、ビームの一端に検出棒を付は反対側にカウンタウェ
イトを付けた天秤式、バネで吊り下げるスプリング式、
浮力を利用したフロート式等の方式がある。
検出棒の支持方式のうち天秤式では検出棒が上下に移動
するとビームが傾き、検出棒の垂直度が維持出来なくな
る。また、スプリング式では検出棒の移動によってバネ
が伸縮し試料に接触している検出棒の圧力が変化するし
、フロート式では検出棒の移動によって水没しているフ
ロートの体積が変化（即ちフロートが浮上）して浮力が
減少し試料にかかる荷重が変化し、いずれも測定誤差の
原因となるという問題があった。
するとビームが傾き、検出棒の垂直度が維持出来なくな
る。また、スプリング式では検出棒の移動によってバネ
が伸縮し試料に接触している検出棒の圧力が変化するし
、フロート式では検出棒の移動によって水没しているフ
ロートの体積が変化（即ちフロートが浮上）して浮力が
減少し試料にかかる荷重が変化し、いずれも測定誤差の
原因となるという問題があった。
この発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところはスプリング式及びフロート式の
場合の検出棒の移動量を検出し、この移動が試料にかか
る荷重に影響を及ぼすことのない熱機械装置を提供する
ことにある。
その目的とするところはスプリング式及びフロート式の
場合の検出棒の移動量を検出し、この移動が試料にかか
る荷重に影響を及ぼすことのない熱機械装置を提供する
ことにある。
即ち、この発明は上記する課題を解決するために熱機械
分析装置が、■摺動軸上を移動する移動台と、該移動台
を駆動する駆動機構と、一方を検出棒に他方を移動台の
端部に取付けたスプリングに接続したコアを有する位置
検出用差動トランスと、前記コアにより検出棒の移動量
を検出し前記駆動機構を制御するコントローラとより成
ることを特徴とする。或いはまた、■一方を重力に抗し
て上方に付勢する部材につないだ連結棒に他方を途中に
フォースコイルを設けた検出棒に接続したコアを有する
位置検出用差動トランスと、前記フォースコイルに対向
させて設けた磁石と、前記コアにより検出棒の移動量を
検出し前記フォースコイルを制御するコントローラとよ
り成ることを特徴とする。
分析装置が、■摺動軸上を移動する移動台と、該移動台
を駆動する駆動機構と、一方を検出棒に他方を移動台の
端部に取付けたスプリングに接続したコアを有する位置
検出用差動トランスと、前記コアにより検出棒の移動量
を検出し前記駆動機構を制御するコントローラとより成
ることを特徴とする。或いはまた、■一方を重力に抗し
て上方に付勢する部材につないだ連結棒に他方を途中に
フォースコイルを設けた検出棒に接続したコアを有する
位置検出用差動トランスと、前記フォースコイルに対向
させて設けた磁石と、前記コアにより検出棒の移動量を
検出し前記フォースコイルを制御するコントローラとよ
り成ることを特徴とする。
上記■の手段の場合、加熱した試料が膨張し少し伸びた
とする。この場合、検出棒もそれだけ上昇するが、移動
台は停止したままなのでスプリングはその分だけ伸び量
が短くなる。従って、検出棒を支える力は「スプリング
のバネ定数×伸び量」だけ減少するが試料に加わる荷重
はその分増加することになる。そこでコントローラで差
動トランス内のコアの移動量を検出して駆動機構を駆動
して伸び量に相当する分だけ移動台を移動させると、ス
プリングの伸び量はその分増加し初期のスプリングの伸
び量と等しくなる。従って試料に加わる荷重は初期の場
合と等しくなり、検出棒が移動することによって生じる
影響をキャンセルすることが出来る。
とする。この場合、検出棒もそれだけ上昇するが、移動
台は停止したままなのでスプリングはその分だけ伸び量
が短くなる。従って、検出棒を支える力は「スプリング
のバネ定数×伸び量」だけ減少するが試料に加わる荷重
はその分増加することになる。そこでコントローラで差
動トランス内のコアの移動量を検出して駆動機構を駆動
して伸び量に相当する分だけ移動台を移動させると、ス
プリングの伸び量はその分増加し初期のスプリングの伸
び量と等しくなる。従って試料に加わる荷重は初期の場
合と等しくなり、検出棒が移動することによって生じる
影響をキャンセルすることが出来る。
また、■の手段の場合、試料が加熱されて膨張し検出棒
が少し上に押上げられたものとすると、この上昇により
部材の付勢力が減少し、その分試料に加わる荷重は増加
することになる。そこでコントローラによって差動トラ
ンス内のコアの移動量を検出してフォースコイルを操作
し、増加分に相当する荷重が作用するように制御すれば
その増加分をキャンセルすることが出来る。
が少し上に押上げられたものとすると、この上昇により
部材の付勢力が減少し、その分試料に加わる荷重は増加
することになる。そこでコントローラによって差動トラ
ンス内のコアの移動量を検出してフォースコイルを操作
し、増加分に相当する荷重が作用するように制御すれば
その増加分をキャンセルすることが出来る。
以下、この発明の具体的実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図はこの発明にかかる検出棒の支持方式をスプリン
グ式とした熱機械分析装置の主要部縦断面図である。こ
の図で、■は位置検出用差動トランス２内のコア（以下
コア１とする）、３は検出棒であり該検出棒３はコアｌ
に接続する。４は試料であって固定台５に固定された試
料支持管６内に載せてあり、前記検出棒３に接触させで
ある。
グ式とした熱機械分析装置の主要部縦断面図である。こ
の図で、■は位置検出用差動トランス２内のコア（以下
コア１とする）、３は検出棒であり該検出棒３はコアｌ
に接続する。４は試料であって固定台５に固定された試
料支持管６内に載せてあり、前記検出棒３に接触させで
ある。
７は移動台であってベアリング８を介して摺動軸９上を
移動出来るように取付けである。また、移動台７の一端
にはスプリング１０を取付け、該スプリング１０の先端
部は前記コアｌに接続する。
移動出来るように取付けである。また、移動台７の一端
にはスプリング１０を取付け、該スプリング１０の先端
部は前記コアｌに接続する。
即ち、コア１の一方は検出棒３に他端はスプリング１０
に接続しである。更に移動台７の他端にはラック１１が
固定され、モータ１３によって駆動されるビニオン１２
が噛合させである。従って、前記移動台７及びスプリン
グ１０等はこのピニオン１２とラック１１とモータ１３
よりなる駆動機構によって移動或いは変位する。１４は
コントロラであって前記差動トランス２からの信号を受
けてモータ１３を制御するようにしである。尚、１５は
加熱炉である。
に接続しである。更に移動台７の他端にはラック１１が
固定され、モータ１３によって駆動されるビニオン１２
が噛合させである。従って、前記移動台７及びスプリン
グ１０等はこのピニオン１２とラック１１とモータ１３
よりなる駆動機構によって移動或いは変位する。１４は
コントロラであって前記差動トランス２からの信号を受
けてモータ１３を制御するようにしである。尚、１５は
加熱炉である。
以上のような構成において、今加熱炉１５に電流を流し
て試料４を加熱したとき、該試料４が膨張しΔｌ伸長し
たとする。この場合、検出棒３もΔｌ上昇するが、移動
台７は停止したままなのでスプリング１０はΔｌだけ伸
び量が短くなる。このスプリング１０のバネ定数をに１
とすると検出棒３を支える力は「ｋ、×Δｌ」だけ減少
するが試料４に加わる荷重は「ｋｌ ×Δｌ」だけ増加
することになる。そこでコントローラ１４で差動トラン
ス２内のコア１の移動量を検出しつつモータ１３を駆動
してピニオン１２とラック１１を駆動してΔｌに相当す
る分だけ移動台７を移動させると、スプリング１０の伸
び量は６１分増加し初期のスプリング１０の伸び量と等
しくなる。従って試料４に加わる荷重は初期の場合と等
しくなり、検出棒３が移動することによって生じる影響
をキャンセルすることが出来る。
て試料４を加熱したとき、該試料４が膨張しΔｌ伸長し
たとする。この場合、検出棒３もΔｌ上昇するが、移動
台７は停止したままなのでスプリング１０はΔｌだけ伸
び量が短くなる。このスプリング１０のバネ定数をに１
とすると検出棒３を支える力は「ｋ、×Δｌ」だけ減少
するが試料４に加わる荷重は「ｋｌ ×Δｌ」だけ増加
することになる。そこでコントローラ１４で差動トラン
ス２内のコア１の移動量を検出しつつモータ１３を駆動
してピニオン１２とラック１１を駆動してΔｌに相当す
る分だけ移動台７を移動させると、スプリング１０の伸
び量は６１分増加し初期のスプリング１０の伸び量と等
しくなる。従って試料４に加わる荷重は初期の場合と等
しくなり、検出棒３が移動することによって生じる影響
をキャンセルすることが出来る。
第２図はこの発明の変形実施例であるが、この場合移動
台７の位置を検出する差動トランス１６及びコア１７を
増設しである。即ち、検出棒３がΔ１移動すると直ちに
移動台７もΔｌ移動するようにモータ１３を回転させる
。この実施例の場合モータ１３はパルスモータに限らず
移動台７が所定の距離移動すれば直ちに停止するような
ものであれば良い。この変形実施例でも検出棒３と移動
台７との距離が変わらず、検出棒３が移動しても試料４
に加わる荷重は変わらない。尚、移動台７の駆動機構は
ラック１１とビニオン１２とによったがリニアモータ等
で直接駆動するような機構としても良い。
台７の位置を検出する差動トランス１６及びコア１７を
増設しである。即ち、検出棒３がΔ１移動すると直ちに
移動台７もΔｌ移動するようにモータ１３を回転させる
。この実施例の場合モータ１３はパルスモータに限らず
移動台７が所定の距離移動すれば直ちに停止するような
ものであれば良い。この変形実施例でも検出棒３と移動
台７との距離が変わらず、検出棒３が移動しても試料４
に加わる荷重は変わらない。尚、移動台７の駆動機構は
ラック１１とビニオン１２とによったがリニアモータ等
で直接駆動するような機構としても良い。
次に、検出棒の支持方式をフロート式とした熱機械分析
装置の場合について説明する。
装置の場合について説明する。
第３図はフロート式の熱機械分析装置の主要部縦断面図
である。この図で２０はフロートであって水槽２１内の
水中に入れ浮くようにしである。
である。この図で２０はフロートであって水槽２１内の
水中に入れ浮くようにしである。
この場合、バランス上フロート２０は二つ使用しである
が（但しフロートは二つに限定されない）これらのフロ
ートは丁字形の連結棒２２の端に連結され、該連結棒の
他端は位置検出用差動トランスコア１ （以下、この実
施例でもコア１とする）の上端に連結しである。この実
施例では検出棒３の−Ｌ部は途中フォースコイル２３を
設け、該フォスコイル２３を介して前記コア１に接続さ
れ、下端は試料４に接触させるようにする。従って検出
棒３はフロート２０が水槽内へ水没することにより得ら
れる浮力によって空中に保持することが出来る。２４は
前記フォースコイル２３に対向して置かれた磁石であり
、差動トランス２及び該磁石２４はケース２５に固定し
である。この実施例でも試料４は試料支持管６の上に載
せである。
が（但しフロートは二つに限定されない）これらのフロ
ートは丁字形の連結棒２２の端に連結され、該連結棒の
他端は位置検出用差動トランスコア１ （以下、この実
施例でもコア１とする）の上端に連結しである。この実
施例では検出棒３の−Ｌ部は途中フォースコイル２３を
設け、該フォスコイル２３を介して前記コア１に接続さ
れ、下端は試料４に接触させるようにする。従って検出
棒３はフロート２０が水槽内へ水没することにより得ら
れる浮力によって空中に保持することが出来る。２４は
前記フォースコイル２３に対向して置かれた磁石であり
、差動トランス２及び該磁石２４はケース２５に固定し
である。この実施例でも試料４は試料支持管６の上に載
せである。
また、フォースコイル２３は位置検出用差動トランス２
からの信号を受けてコントローラ１４で制御するように
しである。
からの信号を受けてコントローラ１４で制御するように
しである。
以上のような構成において、全試料４の膨張係数を求め
るために該試料４のトに検出棒３を接触させる。この時
の検出棒３先端の荷重をｒｏとする。加熱炉１５によっ
て試料４が加熱され膨張して検出棒３がΔｌ上に押上げ
られたものとする。
るために該試料４のトに検出棒３を接触させる。この時
の検出棒３先端の荷重をｒｏとする。加熱炉１５によっ
て試料４が加熱され膨張して検出棒３がΔｌ上に押上げ
られたものとする。
Δｌによりフロー）２０が上昇し、水没していた一部が
露出し、その分浮力が減少する。露出した部分の体積を
ΔＶとし、水の密度をρとすると浮力の減少により「Δ
■×ρ」だけ試料に加わる荷重が増加することになる。
露出し、その分浮力が減少する。露出した部分の体積を
ΔＶとし、水の密度をρとすると浮力の減少により「Δ
■×ρ」だけ試料に加わる荷重が増加することになる。
膨張係数の測定において荷重が変化するのは好ましいこ
とではない。しかしながら、Δｌ移動した時の浮力「Δ
ｖ×ρ」に相当する荷重Δｆをフォースコイル２３によ
って加えてやれば「Δｖ×ρ」をキャンセルすることが
出来る。そこでコントローラ１４によってコア１の移動
量を検出することによってフォースコイル２３を操作し
荷重Δｒが作用するように制御すれば良い。
とではない。しかしながら、Δｌ移動した時の浮力「Δ
ｖ×ρ」に相当する荷重Δｆをフォースコイル２３によ
って加えてやれば「Δｖ×ρ」をキャンセルすることが
出来る。そこでコントローラ１４によってコア１の移動
量を検出することによってフォースコイル２３を操作し
荷重Δｒが作用するように制御すれば良い。
第４図は、第３図のフロート２０や水槽２１の代わりに
スプリング３０を使用した場合の変形実施例である。即
ち、このスプリング３０のハネ定数をに２とし、検出棒
３がΔ１だけ移動したとすると１に２×Δｌ」の力をフ
ォースコイル２３で検出棒３に加えてやると、ΔＩ動い
たにもかかわらず検出棒３の先端部で試料４に加える荷
重は変化しない。このようにこの実施例の場合、コア１
の上部はフロート、スプリング等重力に抗して上方に付
勢する部材を広く用いることが出来る。
スプリング３０を使用した場合の変形実施例である。即
ち、このスプリング３０のハネ定数をに２とし、検出棒
３がΔ１だけ移動したとすると１に２×Δｌ」の力をフ
ォースコイル２３で検出棒３に加えてやると、ΔＩ動い
たにもかかわらず検出棒３の先端部で試料４に加える荷
重は変化しない。このようにこの実施例の場合、コア１
の上部はフロート、スプリング等重力に抗して上方に付
勢する部材を広く用いることが出来る。
この発明にかかる熱機械分析装置は以上詳述したような
構成としたので、試料の熱膨張によって検出棒が移動し
試料に荷重がかかってもこれをキャンセルすることが出
来る。従って初期荷重が変化することもなくなり、より
正確な熱分析が可能となる。
構成としたので、試料の熱膨張によって検出棒が移動し
試料に荷重がかかってもこれをキャンセルすることが出
来る。従って初期荷重が変化することもなくなり、より
正確な熱分析が可能となる。
第１図はこの発明にかかる検出棒の支持方式をスプリン
グ式とした熱機械分析装置の主要部縦断面図、第２図は
この発明の変形実施例であって移動台の位置を検出する
差動トランス及びコアを増設した場合の実施例図、第３
図はフロート式の熱機械分析装置の主要部縦断面図、第
４図は、第３図のフロートや水槽の代わりにスプリング
を使用した場合の変形実施例図である。 １−コア ２−・−位置検出用差動トランス３−検出
棒 ４−・−試料 ５−固定台６−試料支持管
１−移動台 ８・−ベアリング ９−摺動軸 １０−スプリング
１１−ラック １２−・−ビニオン１３・−モー
タ １４− コントローラ１５・−・加熱炉 １６
−・差動トランス１７・−コア ２０−フロート
２１−水槽２２一連結棒 ２３・−フォースコイル２
４・−磁石 ２５・−ケース ３０−・スプリング出
願人 株式会社 島 津 製 作 所代理人 弁理士
河 崎 眞 樹 第２図 １−−−−コア ２−−−一差動トランス ３−−−一検出棒 ５−一一一固定台 ７−一−−移動台 ８−一一一ベアリング ９−一−−摺動軸 ０・−スプリング １−−−一ラツク ２−−−−ビニオン ３−−−−モータ ４−−−−コントローラ ６−−−−差動トランス ７−−−−コア 第１図 ０−一一一スプリング １−・ランク ２・−ビニオン ３−−−−モータ ４−・コントローラ ５−−−一加熱炉 第３図
グ式とした熱機械分析装置の主要部縦断面図、第２図は
この発明の変形実施例であって移動台の位置を検出する
差動トランス及びコアを増設した場合の実施例図、第３
図はフロート式の熱機械分析装置の主要部縦断面図、第
４図は、第３図のフロートや水槽の代わりにスプリング
を使用した場合の変形実施例図である。 １−コア ２−・−位置検出用差動トランス３−検出
棒 ４−・−試料 ５−固定台６−試料支持管
１−移動台 ８・−ベアリング ９−摺動軸 １０−スプリング
１１−ラック １２−・−ビニオン１３・−モー
タ １４− コントローラ１５・−・加熱炉 １６
−・差動トランス１７・−コア ２０−フロート
２１−水槽２２一連結棒 ２３・−フォースコイル２
４・−磁石 ２５・−ケース ３０−・スプリング出
願人 株式会社 島 津 製 作 所代理人 弁理士
河 崎 眞 樹 第２図 １−−−−コア ２−−−一差動トランス ３−−−一検出棒 ５−一一一固定台 ７−一−−移動台 ８−一一一ベアリング ９−一−−摺動軸 ０・−スプリング １−−−一ラツク ２−−−−ビニオン ３−−−−モータ ４−−−−コントローラ ６−−−−差動トランス ７−−−−コア 第１図 ０−一一一スプリング １−・ランク ２・−ビニオン ３−−−−モータ ４−・コントローラ ５−−−一加熱炉 第３図
Claims (2)
- （１）摺動軸上を移動する移動台と、該移動台を駆動す
る駆動機構と、一方を検出棒に他方を移動台の端部に取
付けたスプリングに接続したコアを有する位置検出用差
動トランスと、前記コアにより検出棒の移動量を検出し
前記駆動機構を制御するコントローラとより成ることを
特徴とする熱機械分析装置。 - （２）一方を重力に抗して上方に付勢する部材につない
だ連結棒に他方を途中にフォースコイルを設けた検出棒
に接続したコアを有する位置検出用差動トランスと、前
記フォースコイルに対向させて設けた磁石と、前記コア
により検出棒の移動量を検出し前記フォースコイルを制
御するコントローラとより成ることを特徴とする熱機械
分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19104188A JPH0240545A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 熱機械分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19104188A JPH0240545A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 熱機械分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240545A true JPH0240545A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16267904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19104188A Pending JPH0240545A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 熱機械分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240545A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5710426A (en) * | 1996-03-01 | 1998-01-20 | Ta Instruments, Inc. | Dynamic and thermal mechanical analyzer having an optical encoder with diffraction grating and a linear permanent magnet motor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56110016A (en) * | 1980-02-06 | 1981-09-01 | Shinku Riko Kk | Canceling circuit of load-change in heat-machine tester |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP19104188A patent/JPH0240545A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56110016A (en) * | 1980-02-06 | 1981-09-01 | Shinku Riko Kk | Canceling circuit of load-change in heat-machine tester |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5710426A (en) * | 1996-03-01 | 1998-01-20 | Ta Instruments, Inc. | Dynamic and thermal mechanical analyzer having an optical encoder with diffraction grating and a linear permanent magnet motor |
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