JPH044996Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、微小荷重を負荷して材料の特性を決
定する微小材料試験機に関し、更に詳しくは、微
小硬度計や微小圧縮試験機等として適用される微
小材料試験機に関する。

〈従来の技術〉 材料の表面に微小荷重を負荷することにより、
そ材料の微小領域における硬度を計測する微小硬
度計や、同じくその材料の微小領域における圧縮
荷重−歪み特性を調査する微小圧縮試験等の負荷
機構として、従来、電磁力を用いるものが提案さ
れている。

電磁力による負荷方式においては、一般に、磁
界中に置かれたコイルに電流を流すことによつて
電磁力を発生し、この電磁力を負荷として利用す
る。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、このような電磁力を利用した負荷機
構においては、負荷の大きさを制御するためには
コイルに流す電流を制御する必要があるが、微小
材料試験機においてはこの負荷の大きさが極めて
微小であるため、コイル電流の大きさを制御する
ことが容易ではなく、従つて高精度の負荷制御は
困難であり、再現性の点でも問題があつた。ま
た、負荷速度を一定に保つことは特に困難であつ
た。

本考案はこのような点に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成のもとに、材料への微小負荷を高
精度に制御可能で、また、負荷速度を容易に一定
に保つことのできる微小材料試験機の提供を目的
としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本考案の微小材料
試験きは、デジタル信号の発生手段と、このデジ
タル信号をアナログ化するＤ／Ａ変換器と、その
Ｄ／Ａ変換器の出力信号を入力する電流増幅部
と、コイルおよび磁石によつて構成され、上記電
流増幅部の出力信号を当該コイルに流すことによ
つて電磁力を発生する電磁力発生装置と、その電
磁力発生装置に装着され、電磁力によつて材料を
押圧する圧子を備えたことによつて特徴付けられ
る。

〈作用〉 材料に対する負荷の大きさを決定するコイル電
流の値が、電流そのものを制御するのではなく、
デジタル値をＤ／Ａ変換して得られたアナログ電
圧を、電流増幅部で最終的に電流に変換すること
によつて得られる。

すなわち、負荷制御をデジタル値で行うことが
でき、高精度で再現性良く微小負荷の制御が可能
となる。

〈実施例〉 図面は本考案実施例の構成を示すブロツク図で
ある。

試料台１に置かれた被試験材料２を圧子３で押
圧し、材料の特性、例えば硬度を決定する。この
圧子３による負荷は、0.1mg程度から100mgないし
は500mgといつた微小なものである。

この圧子３に加えられる荷重は、磁石８とコイ
ル４によつて構成される負荷部（電磁力発生部）
の、コイル４に流れる電流の大きさによつて決ま
る。このコイル４に流れる電流は、次のような回
路によつて制御される。

制御部７はマイクロコンピユータを主体として
構成されており、各部を制御するCPU、プログ
ラム等を記憶するROM、およびデータを保持す
るラツチ器を備え、プログラムのソフトウエアに
よりラツチ器に出力されるデジタル信号が増減さ
れる。

この制御部７のラツチ器からのデジタル信号は
Ｄ／Ａ変換器６によつてアナログ化され、アナロ
グ電圧信号として電流増幅器５に入力される。

電流増幅器５はＤ／Ａ変換器６からのアナログ
電圧信号の大きさに応じた電流を出力し、この電
流が負荷部のコイル４に流れる。

以上の構成により、制御部７から出力されたデ
ジタル信号の大きさに応じて、コイル４に流れる
電流の大きさつまり圧子３による被試験材料２へ
の負荷の大きさが決まることになる。すなわち、
制御部７が発生するデジタル値の大きさを制御す
ることにより、被試験材料２に対する負荷が制御
される。

ここで、被試験材料２を圧子３により一定の負
荷速度で押圧して材料特性を調査する場合、制御
部７を制御するマイクロコンピユータに内蔵のク
ロツクを利用し、このクロツク信号に基づく所定
の一定時間間隔で、例えばCPUの割り込み動作
を用いて、デジタル出力を増加させればよい。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によれば、デジタ
ル信号をＤ／Ａ変換してアナログ電圧信号を得
て、そのアナログ電圧信号を電流増幅部で電流信
号に変換することによつて、電磁力を利用した負
荷部のコイルに流す電流を得ているので、実質的
にデジタル値により電磁力の制御が行われること
になり、0.1mg程度から数百mgの微小な負荷を加
える場合でも容易に高精度の制御を行えるととも
に、一定負荷速度による材料特性の調査（一定荷
重増加試験）をはじめとする複雑な荷重条件を容
易に、かつ、再現性よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案実施例の構成を示すブロツク図で
ある。 １……試料台、２……被試験材料、３……圧
子、４……コイル、５……電流増幅部、６……
Ｄ／Ａ変換器、７……制御部、８……磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 材料に微小荷重を負荷することにより、この
   材料の特性を決定する試験機において、デジタ
   ル信号の発生手段と、このデジタル信号をアナ
   ログ化するＤ／Ａ変換器と、そのＤ／Ａ変換器
   の出力信号を入力する電流増幅器と、コイルお
   よび磁石によつて構成され、上記電流増幅器の
   出力信号を当該コイルに流すことによつて電磁
   力を発生する電磁力発生装置と、その電磁力発
   生装置に装着され、電磁力によって材料を押圧
   する圧子を備えたことを特徴とする微小材料試
   験機。 (2) 上記デジタル信号の発生手段が、基準クロツ
   ク出力に基づいて一定時間間隔で値が増加する
   デジタル信号を発生するよう構成されているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の微小材料試験機。