JPH0347698B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0347698B2 JPH0347698B2 JP60118245A JP11824585A JPH0347698B2 JP H0347698 B2 JPH0347698 B2 JP H0347698B2 JP 60118245 A JP60118245 A JP 60118245A JP 11824585 A JP11824585 A JP 11824585A JP H0347698 B2 JPH0347698 B2 JP H0347698B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- vibrating plate
- measurement
- vibrator
- shear stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、粘弾性測定器、更に詳しくはオーデ
イオ周波数帯域（100Hz〜10KHz）の粘弾性率の
測定を行うことのできる粘弾性測定器に関する。
イオ周波数帯域（100Hz〜10KHz）の粘弾性率の
測定を行うことのできる粘弾性測定器に関する。
（従来の技術）
従来の粘弾性測定器は、第２図に示されるよう
に、フイルム状の試料１１をロツド１０を介して
加振器１２によつて周期的に引つ張り、この時の
試料１１の長さ変化と試料１１に加わる張力変化
とをそれぞれ変位計１３と荷重計１４により測定
するように構成されており、測定された長さ変化
と張力変化との振巾比位相差から試料の粘弾性率
を決定するものである。
に、フイルム状の試料１１をロツド１０を介して
加振器１２によつて周期的に引つ張り、この時の
試料１１の長さ変化と試料１１に加わる張力変化
とをそれぞれ変位計１３と荷重計１４により測定
するように構成されており、測定された長さ変化
と張力変化との振巾比位相差から試料の粘弾性率
を決定するものである。
（発明が解決しようとする問題点）
ピツクアツプ、スピーカほダンピング材、防振
材および防音材については、100Hz〜10KHzのオ
ーデイオ周波数帯域において粘弾性率の測定を行
なうことが必要とされるが、第２図に示される従
来の測定器によつてはオーデイオ周波数の様な高
周波帯域で粘弾性率を測定することができなかつ
た。これは以下の様な複数の原因に基づいている
ものと考えられる。
材および防音材については、100Hz〜10KHzのオ
ーデイオ周波数帯域において粘弾性率の測定を行
なうことが必要とされるが、第２図に示される従
来の測定器によつてはオーデイオ周波数の様な高
周波帯域で粘弾性率を測定することができなかつ
た。これは以下の様な複数の原因に基づいている
ものと考えられる。
荷重計の共振（数ＫHz）に測定周波数が近づ
くことにより測定誤差が増加する。
くことにより測定誤差が増加する。
ロツドの横ブレ共振に測定周波数が近づくた
め誤差が増加する。
め誤差が増加する。
試料の弾性率を正確に測定するためには、試
料の寸法を最高測定周波数の波長の８分の１以
内にする必要がある。しかしながら、ゴム等の
弾性率の低い試料（〜108dyne／cm2）では、音
速が100ｍ／Ｓ程度となり、たとえ試料の長さ
を２cmに切り詰めても1KHz以上では正確に測
定できない。
料の寸法を最高測定周波数の波長の８分の１以
内にする必要がある。しかしながら、ゴム等の
弾性率の低い試料（〜108dyne／cm2）では、音
速が100ｍ／Ｓ程度となり、たとえ試料の長さ
を２cmに切り詰めても1KHz以上では正確に測
定できない。
測定周波数が高周波になると加振器の可動部
の質量を振動させるための力が無視できなくな
る。例えば、加振器の可動部の質量を10ｇ、試
料の弾性率を1010dyne／cm2、試料寸法100μ×１
cm×１cmとし、10KHzの周波数、1μの振幅で振
動させる場合においては、可動部を振動させる
力は約４×106dyneとなり試料を変形させる力
は104dyneとなる。従つて、加振力全体の0.25
％しか試料変形に使用しない。
の質量を振動させるための力が無視できなくな
る。例えば、加振器の可動部の質量を10ｇ、試
料の弾性率を1010dyne／cm2、試料寸法100μ×１
cm×１cmとし、10KHzの周波数、1μの振幅で振
動させる場合においては、可動部を振動させる
力は約４×106dyneとなり試料を変形させる力
は104dyneとなる。従つて、加振力全体の0.25
％しか試料変形に使用しない。
加振力の反作用が加振器の支持台を通り測定
系全体が広がつて有害な共振を引き起したり、
荷重計にまわり込んで測定誤差を生じる。この
ことは測定用周波数が高周波になり、試料に配
分される力の成分が減少すると顕著に表われて
くる。
系全体が広がつて有害な共振を引き起したり、
荷重計にまわり込んで測定誤差を生じる。この
ことは測定用周波数が高周波になり、試料に配
分される力の成分が減少すると顕著に表われて
くる。
変位計と荷重計との距離が離れており、この
間隔が測定中に振動的に変化して、試料の歪測
定の誤差となる。
間隔が測定中に振動的に変化して、試料の歪測
定の誤差となる。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点は、ズリ応力測定素子、この素子に
密着した試料を基部との間で挟む振動プレート、
この振動プレートの移動速度を検出する速度検出
器、および前記振動プレートに衝突して前記振動
プレートを振動させる衝突部を有する加振器を備
えてなる本発明の粘弾性測定器によつて解決され
る。
密着した試料を基部との間で挟む振動プレート、
この振動プレートの移動速度を検出する速度検出
器、および前記振動プレートに衝突して前記振動
プレートを振動させる衝突部を有する加振器を備
えてなる本発明の粘弾性測定器によつて解決され
る。
（作 用）
加振器の衝突部が振動プレートと衝突されて、
この時の振動プレートの移動速度Ｖ（ｔ）が速度
検出器によつて検出されるとともに、試料に加わ
るズリ応力Ｆ（ｔ）がズリ応力測定素子によつて
検出される。これら２つの応答Ｖ（ｔ）、Ｆ（ｔ）
をフーリエ変換してF*（ｗ）、V*（ｗ）を求め、こ
の比をiwで割り粘弾性率G*を次式を用いて求め
る。
この時の振動プレートの移動速度Ｖ（ｔ）が速度
検出器によつて検出されるとともに、試料に加わ
るズリ応力Ｆ（ｔ）がズリ応力測定素子によつて
検出される。これら２つの応答Ｖ（ｔ）、Ｆ（ｔ）
をフーリエ変換してF*（ｗ）、V*（ｗ）を求め、こ
の比をiwで割り粘弾性率G*を次式を用いて求め
る。
G*（ｗ）＝ｄ／Ａ F*（ｗ）／iw・V*（ｗ）
ここで、ｗは角振動数、Ａは試料面積、ｄは厚
さである。
さである。
（発明の効果）
本発明によると、上述した問題点、、、
、、はそれぞれ次の理由により解決され
る。
、、はそれぞれ次の理由により解決され
る。
試料に加わる力は試料に接触する応力測定素
子によつて直接検出されるため、力測定系の共
振周波数はメガHz程度に上り、10KHzまでの測
定には共振の影響は表われない。
子によつて直接検出されるため、力測定系の共
振周波数はメガHz程度に上り、10KHzまでの測
定には共振の影響は表われない。
ロツドが無い構造なので、ロツドが共振して
高周波域での測定が妨害されることはない。
高周波域での測定が妨害されることはない。
ズリ応力測定素子と振動プレートとの間に挟
まれる試料の厚みを１mmとすると、変形は試料
の厚み方向に生じるので、試料の弾性率が
108dyne／cm2であつても10KHzまで測定可能と
なる。
まれる試料の厚みを１mmとすると、変形は試料
の厚み方向に生じるので、試料の弾性率が
108dyne／cm2であつても10KHzまで測定可能と
なる。
振動プレートは加振器と離れているので、振
動プレートを軽く作ることができ、加振器によ
つて発生された力を有効に試料変形のために使
用できる。本発明において、加振器の衝突部が
例えば１ｍ／Ｓの速度で振動プレートをたたく
と、この時の接触点の変形は通常10μ程度であ
るので、接触時間は約10μsであり、25KHzまで
の一様に分布した振動歪が効率よく試料に与え
られる。
動プレートを軽く作ることができ、加振器によ
つて発生された力を有効に試料変形のために使
用できる。本発明において、加振器の衝突部が
例えば１ｍ／Ｓの速度で振動プレートをたたく
と、この時の接触点の変形は通常10μ程度であ
るので、接触時間は約10μsであり、25KHzまで
の一様に分布した振動歪が効率よく試料に与え
られる。
加振器の衝突部が振動プレートに接触するま
でに加振器の衝突部が等加速度的に１mm動くと
すると、接触時の変形は通常10μ程度あるの
で、約100位の加速度を振動プレートに与える
ことになり、測定系全体に与える加振器の反作
用は1/100程度となる。
でに加振器の衝突部が等加速度的に１mm動くと
すると、接触時の変形は通常10μ程度あるの
で、約100位の加速度を振動プレートに与える
ことになり、測定系全体に与える加振器の反作
用は1/100程度となる。
試料の変位を、振動プレートの振動速度を検
出することにより測定しており、従来のように
試料の歪測定に誤差が生じることはない。
出することにより測定しており、従来のように
試料の歪測定に誤差が生じることはない。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。第１図は、本発明の一実施例の概略図であ
る。基部１の上面にはズリ応力測定用圧電素子２
が固着されている。この圧電素子２の上部には試
料３ａ、振動プレート４、試料３ｂが順に重ねら
れてる。試料３ｂの上面には基部１との間で物体
を押えつけるクランプ手段５の端面が接触してお
り、介在物が測定中に移動しないようになつてい
る。振動プレート４の端部に衝突する衝突部６を
有した加振器７が隣接して設けられている。振動
プレート４と衝突部６の当接部４ａ，６ａは、損
傷、摩耗を防ぐために超硬合金で形成されてい
る。振動プレート４の他端４ｂには磁石８が設け
られている。この磁石８に近接してコイル９が設
けられている。
る。第１図は、本発明の一実施例の概略図であ
る。基部１の上面にはズリ応力測定用圧電素子２
が固着されている。この圧電素子２の上部には試
料３ａ、振動プレート４、試料３ｂが順に重ねら
れてる。試料３ｂの上面には基部１との間で物体
を押えつけるクランプ手段５の端面が接触してお
り、介在物が測定中に移動しないようになつてい
る。振動プレート４の端部に衝突する衝突部６を
有した加振器７が隣接して設けられている。振動
プレート４と衝突部６の当接部４ａ，６ａは、損
傷、摩耗を防ぐために超硬合金で形成されてい
る。振動プレート４の他端４ｂには磁石８が設け
られている。この磁石８に近接してコイル９が設
けられている。
このように構成された粘弾性測定器において
は、以下の様にして粘弾性率が測定される。ま
ず、加振器７の衝突部６が振動プレート４の端部
に衝突する。これによつて振動プレート４は試料
３ａ，３ｂに歪を生じつつ左右に振動するが、こ
の際試料３ａ，３ｂに与えられているズリ応力は
ズリ応力測定用圧電素子２によつて測定され、か
つ振動プレート４の移動速度がコイル９の起電力
によつて測定される。振動プレートの移動速度Ｖ
（ｔ）とズリ応力Ｆ（ｔ）が検出されると、（作用）
の欄に記載されるようにフーリエ変換によつて広
い周波数帯域にわたつて各周波数毎の粘弾性率が
一度に求められる。フーリエ変換等の演算は周知
のように電気回路によつて行うことができる。
は、以下の様にして粘弾性率が測定される。ま
ず、加振器７の衝突部６が振動プレート４の端部
に衝突する。これによつて振動プレート４は試料
３ａ，３ｂに歪を生じつつ左右に振動するが、こ
の際試料３ａ，３ｂに与えられているズリ応力は
ズリ応力測定用圧電素子２によつて測定され、か
つ振動プレート４の移動速度がコイル９の起電力
によつて測定される。振動プレートの移動速度Ｖ
（ｔ）とズリ応力Ｆ（ｔ）が検出されると、（作用）
の欄に記載されるようにフーリエ変換によつて広
い周波数帯域にわたつて各周波数毎の粘弾性率が
一度に求められる。フーリエ変換等の演算は周知
のように電気回路によつて行うことができる。
なお、ズリ応力測定素子は振動プレート側に固
着するようにししてもよい。
着するようにししてもよい。
第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図は
従来の粘弾性測定器の概略図である。 １…基部、２…ズリ応力測定用圧電素子、３
ａ，３ｂ，１１…試料、４…振動プレート、５…
クランプ手段、６…衝突部、７，１２…加振器、
８…磁石、９…コイル、１３…変位計、１４…荷
重計。
従来の粘弾性測定器の概略図である。 １…基部、２…ズリ応力測定用圧電素子、３
ａ，３ｂ，１１…試料、４…振動プレート、５…
クランプ手段、６…衝突部、７，１２…加振器、
８…磁石、９…コイル、１３…変位計、１４…荷
重計。
Claims (1)
- １ ズリ応力測定素子、この素子に密着した試料
を基部との間で挟む振動プレート、この振動プレ
ートの移動速度を検出する速度検出器、および前
記振動プレートに衝突して前記振動プレートを振
動させる衝突部を有する加振器を備えてなる粘弾
性測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11824585A JPS61277036A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 粘弾性測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11824585A JPS61277036A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 粘弾性測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61277036A JPS61277036A (ja) | 1986-12-08 |
| JPH0347698B2 true JPH0347698B2 (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=14731828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11824585A Granted JPS61277036A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 粘弾性測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61277036A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515490U (ja) * | 1974-06-28 | 1976-01-16 |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11824585A patent/JPS61277036A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61277036A (ja) | 1986-12-08 |
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