JPH0346059B2 - - Google Patents
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- JPH0346059B2 JPH0346059B2 JP14370084A JP14370084A JPH0346059B2 JP H0346059 B2 JPH0346059 B2 JP H0346059B2 JP 14370084 A JP14370084 A JP 14370084A JP 14370084 A JP14370084 A JP 14370084A JP H0346059 B2 JPH0346059 B2 JP H0346059B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- loop
- displacement
- test piece
- amplifier
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- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 29
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は材料試験機のチヤツキング制御装置に
関する。
関する。
(ロ) 従来技術
材料試験機にテストピースを装置（以下、チヤ
ツキングという）する場合、テストピースに必要
以上の荷重がかからないようにする。従来では、
そのために３種類の方法が用いられていた。第１
の方法は、荷重制御（荷重零制御）に副コントロ
ールループとして変位制御を加える方法である。
第２の方法は、上記第１の方法のみでは荷重制御
ループ（以下、主ループという）のゲイン、副ル
ープのゲインあるいは設定値の選び方によつては
過負荷防止機能が働かない事であるので、副ルー
プの制御出力を制限するためにクリツプ回路を設
ける方法である。第３の方法は、上記第１の方法
では上述のようにゲインあるいは設定値の選び方
によつては過負荷防止機能が働かない事が有るこ
とと、上記第２の方法では過負荷量を小さくする
ために副ループの制御出力を小さくするとチヤツ
キング装置のピストンがテストピースに接触する
までの副ループの制御性が低下することから、荷
重が大きくなると副ループのゲインを小さくする
回路を第１の方法の回路に追加する方法である。
ツキングという）する場合、テストピースに必要
以上の荷重がかからないようにする。従来では、
そのために３種類の方法が用いられていた。第１
の方法は、荷重制御（荷重零制御）に副コントロ
ールループとして変位制御を加える方法である。
第２の方法は、上記第１の方法のみでは荷重制御
ループ（以下、主ループという）のゲイン、副ル
ープのゲインあるいは設定値の選び方によつては
過負荷防止機能が働かない事であるので、副ルー
プの制御出力を制限するためにクリツプ回路を設
ける方法である。第３の方法は、上記第１の方法
では上述のようにゲインあるいは設定値の選び方
によつては過負荷防止機能が働かない事が有るこ
とと、上記第２の方法では過負荷量を小さくする
ために副ループの制御出力を小さくするとチヤツ
キング装置のピストンがテストピースに接触する
までの副ループの制御性が低下することから、荷
重が大きくなると副ループのゲインを小さくする
回路を第１の方法の回路に追加する方法である。
上記の３つの方法に共通している点は、それぞ
れ最大過負荷荷重が主ループと副ループの相対的
なゲイン比によつて変わることである。そして、
テストピースの素性が異なつたりあるいは油圧が
異なると、主ループと副ループのゲインを同じに
していても最大過負荷重が変わる。また、テスト
ピースが主ループがハンチングしやすいものの場
合には、主ループのゲインを小さくするが、この
ときに、大きい過負荷がかかる事がある。
れ最大過負荷荷重が主ループと副ループの相対的
なゲイン比によつて変わることである。そして、
テストピースの素性が異なつたりあるいは油圧が
異なると、主ループと副ループのゲインを同じに
していても最大過負荷重が変わる。また、テスト
ピースが主ループがハンチングしやすいものの場
合には、主ループのゲインを小さくするが、この
ときに、大きい過負荷がかかる事がある。
(ハ) 発明の目的
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、テストピースに作用する最大過
負荷量を任意に設定するとともにこの設定値に保
存できるようにした材料試験機のチヤツキング制
御装置を提供することである。
り、その目的は、テストピースに作用する最大過
負荷量を任意に設定するとともにこの設定値に保
存できるようにした材料試験機のチヤツキング制
御装置を提供することである。
(ニ) 発明の構成
本発明による材料試験機のチヤツキング制御装
置は、チヤツキング装置の変位量を制御してチヤ
ツキング装置を作動させる主制御ループと、テス
トピースに作用する荷重を検出するロードセル
と、その荷重の許容範囲を設定するスレシホール
ド値設定器と、上記ロードセルによる測定値が上
記スレシホールド値をこえたことを検出するコン
パレータと、そのコンパレータの出力を上記主制
御ループへ上記チヤツキング装置の変位を戻す向
きに重畳する手段を有し、上記チヤツキング装置
が上記スレシホールド値をこえて変位しないよう
構成されていることにより特徴づけられる。
置は、チヤツキング装置の変位量を制御してチヤ
ツキング装置を作動させる主制御ループと、テス
トピースに作用する荷重を検出するロードセル
と、その荷重の許容範囲を設定するスレシホール
ド値設定器と、上記ロードセルによる測定値が上
記スレシホールド値をこえたことを検出するコン
パレータと、そのコンパレータの出力を上記主制
御ループへ上記チヤツキング装置の変位を戻す向
きに重畳する手段を有し、上記チヤツキング装置
が上記スレシホールド値をこえて変位しないよう
構成されていることにより特徴づけられる。
(ホ) 実施例
第１図は本発明の第１の実施例を示す。偏差部
１１は、荷重設定器１の設定値E1からフイード
バツク系（以下、主ループという）の測定値E2
を減じる。その偏差は、制御アンプ２で増幅さ
れ、加算点１２を経て、サーボアンプ３に入力さ
れ、試験機本体１００の油圧系（図示せず）のバ
ルブ１３を作動させ、この油圧系により試験機本
体１００が駆動される。
１１は、荷重設定器１の設定値E1からフイード
バツク系（以下、主ループという）の測定値E2
を減じる。その偏差は、制御アンプ２で増幅さ
れ、加算点１２を経て、サーボアンプ３に入力さ
れ、試験機本体１００の油圧系（図示せず）のバ
ルブ１３を作動させ、この油圧系により試験機本
体１００が駆動される。
試験機本体１００には、チヤツキング装置４の
油圧シリンダ（図示せず）の変位を検出する変位
センサ５が取り付けられており、この出力信号が
変位計アンプ６を経て偏差部１４に与えられる。
偏差部１４には、さらに、手動で変位設定器１５
の設定値が与えられる。この変位設定器１５、偏
差部１４並びに上述の変位センサ５、変位計アン
プ６により副ループが形成され、この副ループの
出力が上述の主ループの加算点１２に与えられ
る。
油圧シリンダ（図示せず）の変位を検出する変位
センサ５が取り付けられており、この出力信号が
変位計アンプ６を経て偏差部１４に与えられる。
偏差部１４には、さらに、手動で変位設定器１５
の設定値が与えられる。この変位設定器１５、偏
差部１４並びに上述の変位センサ５、変位計アン
プ６により副ループが形成され、この副ループの
出力が上述の主ループの加算点１２に与えられ
る。
試験機本体１００のロードセル７は、テストピ
ース（図示せず）に作用する荷重を測定する。荷
重アンプ８はこのロードセル７の出力を増幅す
る。そして、この荷重アンプ８の出力が、主ルー
プの測定値E2として上述の偏差部１１に与えら
れるとともに、コンパレータ９と１０に与えられ
る。
ース（図示せず）に作用する荷重を測定する。荷
重アンプ８はこのロードセル７の出力を増幅す
る。そして、この荷重アンプ８の出力が、主ルー
プの測定値E2として上述の偏差部１１に与えら
れるとともに、コンパレータ９と１０に与えられ
る。
コンパレータ９と１０はスレシホールドレベル
の上限と下限を設定し、判別するもので、それぞ
れは電圧設定器、演算増幅器およびダイオードよ
り構成され、出力線が共通接続されて前記した偏
差部１４の入力に接続されている。
の上限と下限を設定し、判別するもので、それぞ
れは電圧設定器、演算増幅器およびダイオードよ
り構成され、出力線が共通接続されて前記した偏
差部１４の入力に接続されている。
次に、作用を説明する。
テストピースを試験機本体１００にチヤツキン
グするときには、荷重設定器１の設定値は零にし
ておく。これで、主ループは荷重零制御を行な
う。そして、副ループとして油圧シリンダの変位
制御を加える。この副ループだけであると、前述
のように、過負荷が加わる場合があるので、さら
に、荷重信号をコンパレータ９と１０を通して副
ループに加える。
グするときには、荷重設定器１の設定値は零にし
ておく。これで、主ループは荷重零制御を行な
う。そして、副ループとして油圧シリンダの変位
制御を加える。この副ループだけであると、前述
のように、過負荷が加わる場合があるので、さら
に、荷重信号をコンパレータ９と１０を通して副
ループに加える。
コンパレータ９の作用を第２図を参照しながら
説明する。入力V1が設定値V2よりも大きくなる
と、ダイオードD1がないとき演算増幅器の出力
VOは−VRとなり、入力V1がV2以下では＋VRとな
る。従つて、ｂ図に示す特性が得られる。しか
し、ダイオードD1が接続されているため、出力
VOOはｃ図のようになる。同様にして、コンパレ
ータ１０は、設定電圧をV3としたとき、ｄ図に
示すように、入力V1が設定値V3よりも小さいと
き＋VRとなり、入力V1がV3以上のときダイオー
ドD2の作用により０になる。その結果、共通出
力VOOはｅ図に示すように、スレシホールドレベ
ル内では０、下限をこえて小さいときは＋VR、
上限をこえて大きいときは−VRとなる。
説明する。入力V1が設定値V2よりも大きくなる
と、ダイオードD1がないとき演算増幅器の出力
VOは−VRとなり、入力V1がV2以下では＋VRとな
る。従つて、ｂ図に示す特性が得られる。しか
し、ダイオードD1が接続されているため、出力
VOOはｃ図のようになる。同様にして、コンパレ
ータ１０は、設定電圧をV3としたとき、ｄ図に
示すように、入力V1が設定値V3よりも小さいと
き＋VRとなり、入力V1がV3以上のときダイオー
ドD2の作用により０になる。その結果、共通出
力VOOはｅ図に示すように、スレシホールドレベ
ル内では０、下限をこえて小さいときは＋VR、
上限をこえて大きいときは−VRとなる。
したがつて、テストピースに加わる荷重が任意
に設定した荷重より大きくなろうとすると、荷重
アンプ８の出力電圧V1が設定電圧V2より＋側に
大きくなるので、電圧−VRが副ループの出力と
なり、この電圧−VRが主ループの加算点１２に
加えられる。そして、この電圧−VRがサーボア
ンプ３で増幅されてチヤツキング装置４の油圧シ
リンダを制御するバルブ１３に印加され、油圧シ
リンダに対して電圧V2に応じた荷重より大きい
荷重がテストピースにかからないように制御す
る。
に設定した荷重より大きくなろうとすると、荷重
アンプ８の出力電圧V1が設定電圧V2より＋側に
大きくなるので、電圧−VRが副ループの出力と
なり、この電圧−VRが主ループの加算点１２に
加えられる。そして、この電圧−VRがサーボア
ンプ３で増幅されてチヤツキング装置４の油圧シ
リンダを制御するバルブ１３に印加され、油圧シ
リンダに対して電圧V2に応じた荷重より大きい
荷重がテストピースにかからないように制御す
る。
一方、テストピースにかかる荷重がV2とV3の
間の電圧に相当する場合には、通常の主ループと
副ループによる制御が行なわれる。また、テスト
ピースにかかる荷重が電圧V3に相当する荷重よ
り−側に大きくなろうとすると、電圧＋VRが副
ループの出力となり、この電圧＋VRが主ループ
のサーボアンプ３で増幅されてバルブ１３に印加
される。このように、電圧＋VR又は−VRが加算
点１２に重畳される結果、試験体に対する荷重が
所定値をこえて増大しようとすればサーボアンプ
入力が減少し、反対に荷重が所定値をこれて減少
しようとすればサーボアンプ入力が増大するか
ら、結局、荷重は所定範囲をこえて変化すること
ができない。
間の電圧に相当する場合には、通常の主ループと
副ループによる制御が行なわれる。また、テスト
ピースにかかる荷重が電圧V3に相当する荷重よ
り−側に大きくなろうとすると、電圧＋VRが副
ループの出力となり、この電圧＋VRが主ループ
のサーボアンプ３で増幅されてバルブ１３に印加
される。このように、電圧＋VR又は−VRが加算
点１２に重畳される結果、試験体に対する荷重が
所定値をこえて増大しようとすればサーボアンプ
入力が減少し、反対に荷重が所定値をこれて減少
しようとすればサーボアンプ入力が増大するか
ら、結局、荷重は所定範囲をこえて変化すること
ができない。
第３図は本発明の第２の実施例を示す。
偏差部３１は、変位設定器２１の設定値E1か
らフイードバツク系の測定値E2を減じる。その
偏差は、制御アンプ２２で増幅され、加算点３２
を経てサーボアンプ２３に入力され、油圧系（図
示せず）のバルブ１３を作動させ、この油圧系に
より試験機本体１００が駆動される。この試験機
本体１００には、変位センサ５が取り付けられて
おり、この出力信号が変位計アンプ２６を経て前
記した偏差部３１へフイードバツクされている。
上記した部分は通常のサーボ制御機構である。
らフイードバツク系の測定値E2を減じる。その
偏差は、制御アンプ２２で増幅され、加算点３２
を経てサーボアンプ２３に入力され、油圧系（図
示せず）のバルブ１３を作動させ、この油圧系に
より試験機本体１００が駆動される。この試験機
本体１００には、変位センサ５が取り付けられて
おり、この出力信号が変位計アンプ２６を経て前
記した偏差部３１へフイードバツクされている。
上記した部分は通常のサーボ制御機構である。
ロードセル７はテストピース（図示せず）に直
接取り付けられ、，テストピースに作用する荷重
を測定する。荷重アンプ２８はこのロードセル７
の出力を増幅する。コンパレータ２９と３０はス
レシホールドレベルの上限と下限を設定し、判別
するもので、それぞれは電圧設定器、演算増幅器
およびダイオードにより構成され、出力線が共通
接続されて前記した加算点３２の入力に接続され
ている。
接取り付けられ、，テストピースに作用する荷重
を測定する。荷重アンプ２８はこのロードセル７
の出力を増幅する。コンパレータ２９と３０はス
レシホールドレベルの上限と下限を設定し、判別
するもので、それぞれは電圧設定器、演算増幅器
およびダイオードにより構成され、出力線が共通
接続されて前記した加算点３２の入力に接続され
ている。
次に作用を説明する。
荷重測定値が所定のスレシホールドレベル内に
あるとき、変位設定値E1を目標値として、変位
センサ５による測定値E2をフイードバツク値と
して、サーボアンプ２３、油圧バルブ１３が作動
し、チヤツキング装置４の変位が制御される。こ
のとき荷重測定値による付加フイードバツク系
は、前記した変位によるフイードバツク制御系に
影響を与えない。
あるとき、変位設定値E1を目標値として、変位
センサ５による測定値E2をフイードバツク値と
して、サーボアンプ２３、油圧バルブ１３が作動
し、チヤツキング装置４の変位が制御される。こ
のとき荷重測定値による付加フイードバツク系
は、前記した変位によるフイードバツク制御系に
影響を与えない。
コンパレータ２９と３０は、上述の第２図のコ
ンパレータ９と１０と同様に動作し、このコンパ
レータ２９と３０からの電圧＋VR又は−VRが加
算点３２に重畳される結果、テストビースに対す
る荷重が所定値をこえて増大しようとすればサー
ボアンプ入力が減少し、反対に、荷重が所定値を
こえて減少しようとすればサーボアンプ入力が増
大するから、結局、荷重は所定範囲をこえて変化
することができない。
ンパレータ９と１０と同様に動作し、このコンパ
レータ２９と３０からの電圧＋VR又は−VRが加
算点３２に重畳される結果、テストビースに対す
る荷重が所定値をこえて増大しようとすればサー
ボアンプ入力が減少し、反対に、荷重が所定値を
こえて減少しようとすればサーボアンプ入力が増
大するから、結局、荷重は所定範囲をこえて変化
することができない。
(ホ) 発明の効果
以上説明したように、本発明においては、テス
トピースを材料試験機にチヤツキングする際に、
テストピースに作用する荷重が予め設定した許容
範囲をこえようとすると、チヤツキング装置の変
位を強制的に戻すようにしたから、テストピース
に必要以上の荷重がかかることがなく、良好な試
験結果を求める試験ができる。
トピースを材料試験機にチヤツキングする際に、
テストピースに作用する荷重が予め設定した許容
範囲をこえようとすると、チヤツキング装置の変
位を強制的に戻すようにしたから、テストピース
に必要以上の荷重がかかることがなく、良好な試
験結果を求める試験ができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示すブロツク
図、第２図はコンパレータの動作説明図、第３図
は本発明の第２の実施例を示すブロツク図であ
る。 １……荷重設定器、２，２２……制御アンプ、
３，２３……サーボアンプ、４……チヤツキング
装置、５……変位センサ、６，２６……変位計ア
ンプ、７……ロードセル、８，２８……荷重アン
プ、９，１０，２９，３０……コンパレータ、１
１，１４，３１，３２……偏差部、１３……バル
ブ、１５，２１……変位設定器、１００……試験
機本体。
図、第２図はコンパレータの動作説明図、第３図
は本発明の第２の実施例を示すブロツク図であ
る。 １……荷重設定器、２，２２……制御アンプ、
３，２３……サーボアンプ、４……チヤツキング
装置、５……変位センサ、６，２６……変位計ア
ンプ、７……ロードセル、８，２８……荷重アン
プ、９，１０，２９，３０……コンパレータ、１
１，１４，３１，３２……偏差部、１３……バル
ブ、１５，２１……変位設定器、１００……試験
機本体。
Claims (1)
- １ チヤツキング装置の変位量を制御してチヤツ
キング装置を作動させる主制御ループと、テスト
ピースに作用する荷重を検出するロードセルと、
その荷重の許容範囲を設定するスレシホールド値
設定器と、上記ロードセルによる測定値が上記ス
レシホールド値をこえたことを検出するコンパレ
ータと、そのコンパレータの出力を上記主制御ル
ープへ上記チヤツキング装置の変位を戻す向きに
重畳する手段を有し、上記チヤツキング装置が上
記スレシホールド値をこえて変位しないよう構成
された材料試験機のチヤツキング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14370084A JPS6122228A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 材料試験機のチャッキング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14370084A JPS6122228A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 材料試験機のチャッキング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122228A JPS6122228A (ja) | 1986-01-30 |
| JPH0346059B2 true JPH0346059B2 (ja) | 1991-07-15 |
Family
ID=15344930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14370084A Granted JPS6122228A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 材料試験機のチャッキング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122228A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6337233A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-17 | Shimadzu Corp | 材料試験装置 |
| JPS6382339A (ja) * | 1986-09-27 | 1988-04-13 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
-
1984
- 1984-07-10 JP JP14370084A patent/JPS6122228A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6122228A (ja) | 1986-01-30 |
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