JPH06123696A - 動的粘弾性装置 - Google Patents
動的粘弾性装置Info
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- JPH06123696A JPH06123696A JP4274556A JP27455692A JPH06123696A JP H06123696 A JPH06123696 A JP H06123696A JP 4274556 A JP4274556 A JP 4274556A JP 27455692 A JP27455692 A JP 27455692A JP H06123696 A JPH06123696 A JP H06123696A
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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
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
- G01N3/38—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by electromagnetic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0092—Visco-elasticity, solidification, curing, cross-linking degree, vulcanisation or strength properties of semi-solid materials
- G01N2203/0094—Visco-elasticity
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正弦波状歪（応力）の位相遅れ、振幅等を高
精度で検出すること、また前記試料の膨張、収縮、応力
緩和、クリープなどによる影響もフーリエ変換処理方法
を使えば数式上、簡単な補正項で排除することが目的で
ある。 【構成】 試料を与える試料歪（変位）を検出する検出
器の信号をデジタル変換するデジタル・アナログ変換器
と、上記アナログ・デジタル変換器の出力を記憶するメ
モリと、上記メモリに記憶された信号値に対してフーリ
エ変換演算を行う演算器から構成されることを特徴とす
る。 【効果】 試料からの応答信号をフーリエ変換処理によ
り、高精度に処理することにより動的粘弾性測定におけ
る基本的物理量である、複素弾性的Ｍ* 、損失正弦ｔａ
ｎδを高精度で求めることができる。また、弾性率の測
定範囲も広がる。
精度で検出すること、また前記試料の膨張、収縮、応力
緩和、クリープなどによる影響もフーリエ変換処理方法
を使えば数式上、簡単な補正項で排除することが目的で
ある。 【構成】 試料を与える試料歪（変位）を検出する検出
器の信号をデジタル変換するデジタル・アナログ変換器
と、上記アナログ・デジタル変換器の出力を記憶するメ
モリと、上記メモリに記憶された信号値に対してフーリ
エ変換演算を行う演算器から構成されることを特徴とす
る。 【効果】 試料からの応答信号をフーリエ変換処理によ
り、高精度に処理することにより動的粘弾性測定におけ
る基本的物理量である、複素弾性的Ｍ* 、損失正弦ｔａ
ｎδを高精度で求めることができる。また、弾性率の測
定範囲も広がる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動的粘弾性測定装置に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】粘弾性測定における基本的物理量、損失
正弦ｔａｎδ、損失弾性率Ｅ”、貯蔵弾性率Ｅ’を算出
するにあたって必要である、正弦波応力に対する正弦波
歪の振幅ｘ0 と、位相遅れ時間τは従来以下のように測
定されていた（図３参照）。
正弦ｔａｎδ、損失弾性率Ｅ”、貯蔵弾性率Ｅ’を算出
するにあたって必要である、正弦波応力に対する正弦波
歪の振幅ｘ0 と、位相遅れ時間τは従来以下のように測
定されていた（図３参照）。
【０００３】Ｔ測定方法：試料に正弦波応力を与える
力発生器と、前記試料の正弦波歪を検出する歪検出器に
おいて、ゼロクロス検出器を設け、正弦波応力のゼロク
ロス点検出後の正弦波歪のゼロクロス点検出までの時間
をＴとする。 ｘ0 測定方法：歪正弦波形の上側ピーク検出回路と下
側ピーク検出回路を設け、歪波形の上側ピークｘa と下
側ピークｘb の差の２分の１を歪正弦波形の振幅ｘ0 と
する。
力発生器と、前記試料の正弦波歪を検出する歪検出器に
おいて、ゼロクロス検出器を設け、正弦波応力のゼロク
ロス点検出後の正弦波歪のゼロクロス点検出までの時間
をＴとする。 ｘ0 測定方法：歪正弦波形の上側ピーク検出回路と下
側ピーク検出回路を設け、歪波形の上側ピークｘa と下
側ピークｘb の差の２分の１を歪正弦波形の振幅ｘ0 と
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法におい
て、歪正弦波形に高調波ノイズが付加されると、位相差
検出においてノイズのために早めにゼロクロスしたり、
振幅検出の際に大きめに検出されたりする。また、測定
データに反映される信号は、ゼロクロスする点と、正弦
波のピークの点だけである。
て、歪正弦波形に高調波ノイズが付加されると、位相差
検出においてノイズのために早めにゼロクロスしたり、
振幅検出の際に大きめに検出されたりする。また、測定
データに反映される信号は、ゼロクロスする点と、正弦
波のピークの点だけである。
【０００５】以上の問題は、歪波形をフーリエ変換し、
力の周波数と同じ周波数をもつ歪波形を抽出するという
手段を使うことにより改善される。その結果として、測
定データの精度の向上、ノイズレベルの低下、弾性率測
定範囲の拡大が期待できる。
力の周波数と同じ周波数をもつ歪波形を抽出するという
手段を使うことにより改善される。その結果として、測
定データの精度の向上、ノイズレベルの低下、弾性率測
定範囲の拡大が期待できる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の欠点を
なくすために開発されたもので、その主たる構成要件
は、所望の周波数で正弦波信号を発生する関数発生器
と、前記関数発生器に接続され、試料に正弦波応力を印
加する応力付与器と、前記正弦波応力により前記試料に
生じる正弦波状歪を検出する歪検出器と、前記応力付与
器と前記歪検出器の出力をアナログ・デジタル変換する
アナログデジタル変換器と、前記アナログ・デジタル変
換器の出力を記憶する記憶器と、前記記憶器のデータを
フーリエ変換する演算器とからなり、上記正弦波歪をフ
ーリエ変換処理し、歪信号ωｙ、前記正弦波応力と同一
の周波数成分の信号を取り出すことによりノイズ成分
や、試料のクリープによる歪信号ドリフトによる影響を
排除する。
なくすために開発されたもので、その主たる構成要件
は、所望の周波数で正弦波信号を発生する関数発生器
と、前記関数発生器に接続され、試料に正弦波応力を印
加する応力付与器と、前記正弦波応力により前記試料に
生じる正弦波状歪を検出する歪検出器と、前記応力付与
器と前記歪検出器の出力をアナログ・デジタル変換する
アナログデジタル変換器と、前記アナログ・デジタル変
換器の出力を記憶する記憶器と、前記記憶器のデータを
フーリエ変換する演算器とからなり、上記正弦波歪をフ
ーリエ変換処理し、歪信号ωｙ、前記正弦波応力と同一
の周波数成分の信号を取り出すことによりノイズ成分
や、試料のクリープによる歪信号ドリフトによる影響を
排除する。
【０００７】
【作用】上記構成の作用は、まず、関数発生器の出力で
ある正弦波は、前記応力付与器により正弦波応力に変換
され、試料に印加される。試料に印加された応力は試料
の粘弾性的特性に応じた歪を試料に生じさせる。試料の
歪は歪検出器で検出される。前記応力付与器の応力信号
と前記減算器の出力とは、共にアナログ・デジタル変換
器でデジタル変換された後、記憶器に所定の形式で記憶
される。記憶器に保持されたデータは演算器により読み
出され、演算器は次式に基づく演算を行い試料の動的粘
弾性測定値を出力する。
ある正弦波は、前記応力付与器により正弦波応力に変換
され、試料に印加される。試料に印加された応力は試料
の粘弾性的特性に応じた歪を試料に生じさせる。試料の
歪は歪検出器で検出される。前記応力付与器の応力信号
と前記減算器の出力とは、共にアナログ・デジタル変換
器でデジタル変換された後、記憶器に所定の形式で記憶
される。記憶器に保持されたデータは演算器により読み
出され、演算器は次式に基づく演算を行い試料の動的粘
弾性測定値を出力する。
【０００８】
【数２】
【０００９】ここで、 Ｆ：応力発生器で発生される力 ｘ：歪検出器で検出される歪 ω：正弦波周波数 ｔ：時間 Ｍ* （ω）：周波数ｗに対する試料の複素弾性率 α：試料形状に依存する定数 ｉ：虚数単位 引張型の粘弾性装置において試料に、膨張、収縮、クリ
ープ等が生じると歪波形は図４に示すような形で測定さ
れる。これら変形分のうち１次の項のみを補正項により
排除する。
ープ等が生じると歪波形は図４に示すような形で測定さ
れる。これら変形分のうち１次の項のみを補正項により
排除する。
【００１０】
【数３】
【００１１】Δλ：正弦波信号１周期した時のドリフト
量 ｘr （ωｔ）: 低周波、高周波成分を含まない真の歪波
形
量 ｘr （ωｔ）: 低周波、高周波成分を含まない真の歪波
形
【００１２】
【実施例】以下に、本発明を図に基づき詳細に説明す
る。 （実施例１）第１の実施例を図１に示す。図１において
１は試料であり、試料１の両端は試料チャック３に固定
保持され、試料チャック３はプローブ４に固定され、プ
ローブ４は２枚の板ばね５により筐体１２に弾性的に固
定されることによりその運動は直線（一次元）方向に規
制される。また、プローブ４の一部は、コア６が固定さ
れ、コア６の周囲に配置された歪検出差動トランス７に
対するコア６の変位を検出する。差動トランス７の位置
は筐体１２に取付けられたマイクロメータ８により定め
られる。プローブ４の一端にはコイル１０が固定され、
コイル１０を取巻く形で筐体１２に固定されたマグネッ
ト１１が配置されており、コイル１０とマグネット１１
とは力発生器を構成している。
る。 （実施例１）第１の実施例を図１に示す。図１において
１は試料であり、試料１の両端は試料チャック３に固定
保持され、試料チャック３はプローブ４に固定され、プ
ローブ４は２枚の板ばね５により筐体１２に弾性的に固
定されることによりその運動は直線（一次元）方向に規
制される。また、プローブ４の一部は、コア６が固定さ
れ、コア６の周囲に配置された歪検出差動トランス７に
対するコア６の変位を検出する。差動トランス７の位置
は筐体１２に取付けられたマイクロメータ８により定め
られる。プローブ４の一端にはコイル１０が固定され、
コイル１０を取巻く形で筐体１２に固定されたマグネッ
ト１１が配置されており、コイル１０とマグネット１１
とは力発生器を構成している。
【００１３】一方、前記試料１の周囲には、試料１の温
度環境を設定する目的で炉１３が配設されている。図中
１４は正弦波発生器であり、正弦波発生器１４の出力
（正弦波）は、増幅器１５により振幅を調節され、前記
コイル１０に送られ、前記マグネット１１との共働によ
り正弦波力を発生する。前記差動トランス７と前記コア
６とによる変位検出信号は、変位検出回路１６に送られ
変位信号に変換される。
度環境を設定する目的で炉１３が配設されている。図中
１４は正弦波発生器であり、正弦波発生器１４の出力
（正弦波）は、増幅器１５により振幅を調節され、前記
コイル１０に送られ、前記マグネット１１との共働によ
り正弦波力を発生する。前記差動トランス７と前記コア
６とによる変位検出信号は、変位検出回路１６に送られ
変位信号に変換される。
【００１４】さらに、増幅器１５の出力は１２ビット分
解能で高速動作を特徴とする第１のＡ／Ｄコンバータ
（変換器）１８によりデジタル値に変換されて、メモリ
１９に送られ、前記変位検出回路１６の出力もまた１２
ビット分解能を有し、高速動作を特徴とする第２のＡ／
Ｄコンバータ（変換器）１７によりデジタル値に変換さ
れてメモリ１９に蓄えられる。
解能で高速動作を特徴とする第１のＡ／Ｄコンバータ
（変換器）１８によりデジタル値に変換されて、メモリ
１９に送られ、前記変位検出回路１６の出力もまた１２
ビット分解能を有し、高速動作を特徴とする第２のＡ／
Ｄコンバータ（変換器）１７によりデジタル値に変換さ
れてメモリ１９に蓄えられる。
【００１５】本実施例による装置の動作は、まず前記正
弦波発生器１４により、所望の周波数の正弦波を発生さ
せ、前記増幅器１５により該正弦波の振幅を適切に調節
した後、該正弦波をコイル１０に送り、マグネット１１
との共働により正弦波力を発生させる。発生した正弦波
力は、プローブ４、チャック３を通して、試料１に曲げ
（たわみ）応力として付与される。一方、この際、試料
１に発生した曲げ（たわみ）歪は、チャック３、プロー
ブ４を通じて、コア６に伝えられ、差動トランス７に対
するコア６の変位として検出される。
弦波発生器１４により、所望の周波数の正弦波を発生さ
せ、前記増幅器１５により該正弦波の振幅を適切に調節
した後、該正弦波をコイル１０に送り、マグネット１１
との共働により正弦波力を発生させる。発生した正弦波
力は、プローブ４、チャック３を通して、試料１に曲げ
（たわみ）応力として付与される。一方、この際、試料
１に発生した曲げ（たわみ）歪は、チャック３、プロー
ブ４を通じて、コア６に伝えられ、差動トランス７に対
するコア６の変位として検出される。
【００１６】動的粘弾性測定状態において、前記第１の
Ａ／Ｄコンバータ１８及び第２のＡ／Ｄコンバータ１７
は１０μ秒毎にＡ／Ｄ変換を開始し、前記正弦波発生器
１４の出力周波数ｆ［Ｈｚ］に対し、１／（１０００
ｆ）［秒］ごとに第１及び第２のＡ／Ｄコンバータ１
８、１７からの信号をメモリ１９に蓄える。従って、１
０００点の取込み毎に１周期（Ｔ＝１／ｆ）分のデータ
がメモリに蓄えられる。またこの間炉１３は伝統的な手
法で温度制御され、試料１の温度は任意に設定される。
メモリ１９に蓄えられたデータをＦi , ｘi （ｉ＝１、
２〜）とする。４周期分のデータすなわちｉ＝４０００
までメモリにたまると、Ｆi , ｘi （ｉ＝１〜４００
０）の８０００個のデータはＦＴ演算器２０に送られ、
以下の演算が行われる。（メモリ１９はＦＴ演算器２０
にデータを送った後、記憶した内容をクリアし、第１及
び第２のＡ／Ｄコンバータ１８、１７から連続的に送ら
れてくるｉ＝１〜４０００までのデータを再びためはじ
める。）
Ａ／Ｄコンバータ１８及び第２のＡ／Ｄコンバータ１７
は１０μ秒毎にＡ／Ｄ変換を開始し、前記正弦波発生器
１４の出力周波数ｆ［Ｈｚ］に対し、１／（１０００
ｆ）［秒］ごとに第１及び第２のＡ／Ｄコンバータ１
８、１７からの信号をメモリ１９に蓄える。従って、１
０００点の取込み毎に１周期（Ｔ＝１／ｆ）分のデータ
がメモリに蓄えられる。またこの間炉１３は伝統的な手
法で温度制御され、試料１の温度は任意に設定される。
メモリ１９に蓄えられたデータをＦi , ｘi （ｉ＝１、
２〜）とする。４周期分のデータすなわちｉ＝４０００
までメモリにたまると、Ｆi , ｘi （ｉ＝１〜４００
０）の８０００個のデータはＦＴ演算器２０に送られ、
以下の演算が行われる。（メモリ１９はＦＴ演算器２０
にデータを送った後、記憶した内容をクリアし、第１及
び第２のＡ／Ｄコンバータ１８、１７から連続的に送ら
れてくるｉ＝１〜４０００までのデータを再びためはじ
める。）
【００１７】
【数４】
【００１８】（４周期分最初の２周期のデータは測定開
始時の過渡応答のためすてる。）ＦＴ演算器２０で算出
されたａ、ｂ、Ａ、Ｂは、演算器２１に送られた以下の
演算を行い、複素弾性率、損失正弦を求める。
始時の過渡応答のためすてる。）ＦＴ演算器２０で算出
されたａ、ｂ、Ａ、Ｂは、演算器２１に送られた以下の
演算を行い、複素弾性率、損失正弦を求める。
【００１９】
【数５】
【００２０】なお、この間、炉１３は伝統的な手法で温
度制御され、試料１の温度は任意に設定される。 （実施例２）第２の実施例を図２に示す。図２におい
て、１は試料であり、試料１の一端は、筐体ベース３２
に連結されたホルダー２４により把持され、試料チャッ
ク３はプローブ４の一端に連結されている。プローブ４
は、２枚の板バネ５により機構部保持体３３に弾性的に
固定され、かつプローブ４の運動は、軸方向の一次元運
動に規制される。また、プローブ４の一部には、変位検
出のための差動トランス用コア６が固定され、コア６の
周囲には、差動トランス７が前記機構部保持体３３に固
定される形で保持され、コア６の相対変位を試料の歪と
して検出する歪検出器を構成している。プローブ４の他
端にはコイル１０が固定され、コイル１０を取り巻く形
で前記機構部保持体３３に固定されたマグネット１１が
配置され、コイル１０とマグネット１１とは電磁的力発
生器を形成している。
度制御され、試料１の温度は任意に設定される。 （実施例２）第２の実施例を図２に示す。図２におい
て、１は試料であり、試料１の一端は、筐体ベース３２
に連結されたホルダー２４により把持され、試料チャッ
ク３はプローブ４の一端に連結されている。プローブ４
は、２枚の板バネ５により機構部保持体３３に弾性的に
固定され、かつプローブ４の運動は、軸方向の一次元運
動に規制される。また、プローブ４の一部には、変位検
出のための差動トランス用コア６が固定され、コア６の
周囲には、差動トランス７が前記機構部保持体３３に固
定される形で保持され、コア６の相対変位を試料の歪と
して検出する歪検出器を構成している。プローブ４の他
端にはコイル１０が固定され、コイル１０を取り巻く形
で前記機構部保持体３３に固定されたマグネット１１が
配置され、コイル１０とマグネット１１とは電磁的力発
生器を形成している。
【００２１】一方、前記試料１の周囲には試料１の温度
を任意に設定する目的で炉１３が配置されている。図中
の正弦波発生器１４の出力である正弦波電圧信号は増幅
器１５により振幅を調整された後、加算器４１に送ら
れ、直流電圧発生器４２の出力を加算される。加算器４
２の出力は、前記コイル１０に送られマグネット１１と
の間で直流バイアス付きの正弦波力を発生し、発生した
力は前記プローブ４及び前記試料チャック３を介して前
記試料１に歪を生じさせる。試料１に生じた歪は前記プ
ローブ４を介して前記コア６の運動として伝えられ、前
記差動トランス７により検出され、差動トランス７で検
出された歪信号は、変位検出回路１６に送られる。
を任意に設定する目的で炉１３が配置されている。図中
の正弦波発生器１４の出力である正弦波電圧信号は増幅
器１５により振幅を調整された後、加算器４１に送ら
れ、直流電圧発生器４２の出力を加算される。加算器４
２の出力は、前記コイル１０に送られマグネット１１と
の間で直流バイアス付きの正弦波力を発生し、発生した
力は前記プローブ４及び前記試料チャック３を介して前
記試料１に歪を生じさせる。試料１に生じた歪は前記プ
ローブ４を介して前記コア６の運動として伝えられ、前
記差動トランス７により検出され、差動トランス７で検
出された歪信号は、変位検出回路１６に送られる。
【００２２】一方、前記機構部保持体３３は軸受３０を
介してボールネジ３４と案内棒３１に係合しており、イ
ンクリメント型のステップモータ３７の回転に伴う駆動
ベルト３６の運動により駆動されるボールネジ３４の回
転に従い、ボールネジ３４の軸方向に移動する。すなわ
ち、前記案内棒３１、ボールネジ３４、軸受３０、ステ
ップモータ３７、駆動ベルト３６は全体として、前記機
構部保持体３３の移動機構を形成する。前記ステップモ
ータ３７は、ステップモータ駆動回路５０の出力に基づ
いて移動を行い、ステップモータ駆動回路５０の出力
は、前記変位検出回路１６の出力により決められる。
介してボールネジ３４と案内棒３１に係合しており、イ
ンクリメント型のステップモータ３７の回転に伴う駆動
ベルト３６の運動により駆動されるボールネジ３４の回
転に従い、ボールネジ３４の軸方向に移動する。すなわ
ち、前記案内棒３１、ボールネジ３４、軸受３０、ステ
ップモータ３７、駆動ベルト３６は全体として、前記機
構部保持体３３の移動機構を形成する。前記ステップモ
ータ３７は、ステップモータ駆動回路５０の出力に基づ
いて移動を行い、ステップモータ駆動回路５０の出力
は、前記変位検出回路１６の出力により決められる。
【００２３】さらに、前記増幅器１５の出力は１２ビッ
ト分解能で高速動作を特徴とする第１のＡ／Ｄコンバー
タ１８によりデジタル値に変換されて、メモリ１９に送
られ、前記変位検出回路１６の出力もまた１２ビット分
解能を有し、高速動作も特徴とする第２のＡ／Ｄコンバ
ータ１７によりデジタル値に変換されてメモリ１９に蓄
えられる。
ト分解能で高速動作を特徴とする第１のＡ／Ｄコンバー
タ１８によりデジタル値に変換されて、メモリ１９に送
られ、前記変位検出回路１６の出力もまた１２ビット分
解能を有し、高速動作も特徴とする第２のＡ／Ｄコンバ
ータ１７によりデジタル値に変換されてメモリ１９に蓄
えられる。
【００２４】次に、本実施例による装置の動作について
説明すると、前記コイル１０及びマグネット１１の間
で、前記直流電圧発生器４２の出力に基づき、直流力が
発生された状態で、試料１に熱膨張、軟化及びその他の
原因による張力変化が生じると、前記変位検出回路１６
でゼロでない有限の歪が測定され、これをゼロに復帰さ
せるように前記ステップモータ駆動回路５０によりステ
ップモータ３７が動作する。前記変位検出回路４２の歪
出力が所定（例えば±１μｍ）の範囲に入ると、前記正
弦波発生器１４が動作を開始し、いわゆる動的粘弾性測
定の状態に移る。この時、正弦波発生器３８の出力は、
０．０１、０．０２、０．０５、０．１、０．２、０．
５、１、２、５、１０、２０、５０、１００Ｈｚの各周
波数で出力できるように構成された。
説明すると、前記コイル１０及びマグネット１１の間
で、前記直流電圧発生器４２の出力に基づき、直流力が
発生された状態で、試料１に熱膨張、軟化及びその他の
原因による張力変化が生じると、前記変位検出回路１６
でゼロでない有限の歪が測定され、これをゼロに復帰さ
せるように前記ステップモータ駆動回路５０によりステ
ップモータ３７が動作する。前記変位検出回路４２の歪
出力が所定（例えば±１μｍ）の範囲に入ると、前記正
弦波発生器１４が動作を開始し、いわゆる動的粘弾性測
定の状態に移る。この時、正弦波発生器３８の出力は、
０．０１、０．０２、０．０５、０．１、０．２、０．
５、１、２、５、１０、２０、５０、１００Ｈｚの各周
波数で出力できるように構成された。
【００２５】動的粘弾性測定の状態では、前記第１のＡ
／Ｄコンバータ１８及び第２のＡ／Ｄコンバータ１７は
１０μ秒ごとにＡ／Ｄ変換を開始し、前記正弦波発生器
１４の出力周波数ｆ［Ｈｚ］に対し、１０００ｆ／１
［秒］ごとに、第１及び第２のＡ／Ｄコンバータ１８、
１７からの信号をメモリ１９に蓄える。従って１００点
の取込み毎に１周期（Ｔ＝１／ｆ）分のデータ取込みが
完了する。メモリ１９に蓄えられたデータをＦi ，ｘi
（ｉ＝１，２〜）とする。４周期分のデータ、すなわち
ｉ＝４０００までメモリにたまるとＦi ，ｘi （ｉ＝１
〜４０００）の８０００個のデータはＦＴ演算器２０に
送られ、以下の演算が行われる。（メモリ１９は、ＦＴ
演算器２０にデータを送った後、記憶した内容をクリア
し、再び第１及び第２のＡ／Ｄコンバータ１８、１７か
ら連続的に送られてくるｉ＝１〜４０００までのデータ
をためこむ。）
／Ｄコンバータ１８及び第２のＡ／Ｄコンバータ１７は
１０μ秒ごとにＡ／Ｄ変換を開始し、前記正弦波発生器
１４の出力周波数ｆ［Ｈｚ］に対し、１０００ｆ／１
［秒］ごとに、第１及び第２のＡ／Ｄコンバータ１８、
１７からの信号をメモリ１９に蓄える。従って１００点
の取込み毎に１周期（Ｔ＝１／ｆ）分のデータ取込みが
完了する。メモリ１９に蓄えられたデータをＦi ，ｘi
（ｉ＝１，２〜）とする。４周期分のデータ、すなわち
ｉ＝４０００までメモリにたまるとＦi ，ｘi （ｉ＝１
〜４０００）の８０００個のデータはＦＴ演算器２０に
送られ、以下の演算が行われる。（メモリ１９は、ＦＴ
演算器２０にデータを送った後、記憶した内容をクリア
し、再び第１及び第２のＡ／Ｄコンバータ１８、１７か
ら連続的に送られてくるｉ＝１〜４０００までのデータ
をためこむ。）
【００２６】
【数６】
【００２７】（４周期のうち最初の２周期のデータは測
定開始時の過渡応答のためすてる。）ＦＴ演算器２０で
算出されたａ、ｂ、Ａ、Ｂは、膨張、収縮、クリープの
補正演算をするため、第２演算器４８に送られ、以下の
計算がなされる。 Δｘ＝ｘ（３０００）−ｘ（２００１） Ｂ1 ＝Ｂ＋Δｘ／π 次にＦＴ演算器２０で算出されたａ、ｂ、Ａと第２の演
算器４８で算出されたＢ1 は、第３の演算器４９に送ら
れ以下の演算を行い、複素弾性率、損失弾性率を求め
る。
定開始時の過渡応答のためすてる。）ＦＴ演算器２０で
算出されたａ、ｂ、Ａ、Ｂは、膨張、収縮、クリープの
補正演算をするため、第２演算器４８に送られ、以下の
計算がなされる。 Δｘ＝ｘ（３０００）−ｘ（２００１） Ｂ1 ＝Ｂ＋Δｘ／π 次にＦＴ演算器２０で算出されたａ、ｂ、Ａと第２の演
算器４８で算出されたＢ1 は、第３の演算器４９に送ら
れ以下の演算を行い、複素弾性率、損失弾性率を求め
る。
【００２８】
【数７】
【００２９】予め定めた周波数の測定が終了すると、一
旦、動的粘弾性測定を中断し、前述の方法で再びステッ
プモータ３７の制御を行った後、次の測定に移り、この
サイクルが繰り返される。またこの間、炉１３は伝統的
な手法で温度制御され、試料１の温度は任意に設定され
る。
旦、動的粘弾性測定を中断し、前述の方法で再びステッ
プモータ３７の制御を行った後、次の測定に移り、この
サイクルが繰り返される。またこの間、炉１３は伝統的
な手法で温度制御され、試料１の温度は任意に設定され
る。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば応力
（Ｆi ）、歪（ｘi ）のすべてのデータを有効利用する
ため、測定精度が向上され、膨張、収縮、クリープなど
による項も演算処理により除去することができることか
ら容易に動的粘弾性率測定値が得られ、動的粘弾性分析
装置の性能向上を達成できるという効果がある。
（Ｆi ）、歪（ｘi ）のすべてのデータを有効利用する
ため、測定精度が向上され、膨張、収縮、クリープなど
による項も演算処理により除去することができることか
ら容易に動的粘弾性率測定値が得られ、動的粘弾性分析
装置の性能向上を達成できるという効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す一部ブロック図入断面図
である。
である。
【図２】本発明の実施例を示す一部ブロック入断面図で
ある。
ある。
【図３】歪波形の振幅、位相遅れ検出方法の従来例であ
る。
る。
【図４】試料が膨張、収縮、クリープしている時の観測
波形である。
波形である。
１ 試料 ２ 試料保持部材 ３ チャック ４ プローブ ５ 板バネ ６ コア ７ 差動トランス ８ マイクロメータ １０ コイル １１ マグネット １２ 筐体 １３ 炉 １４ 正弦波発生器 １５ 増幅器 １６ 歪測定回路 １７ 第２のＡ／Ｄコンバータ １８ 第１のＡ／Ｄコンバータ １９ メモリ ２０ フーリエ演算器 ２１ 演算器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】τ測定方法：試料に正弦波応力を与える
力発生器と、前記試料の正弦波歪を検出する歪検出器に
おいて、ゼロクロス検出器を設け、正弦波応力のゼロク
ロス点検出後の正弦波歪のゼロクロス点検出までの時間
をτとする。 ｘ0 測定方法：歪正弦波形の上側ピーク検出回路と下
側ピーク検出回路を設け、歪波形の上側ピークｘa と下
側ピークｘb の差の２分の１を歪正弦波形の振幅ｘ0 と
する。
力発生器と、前記試料の正弦波歪を検出する歪検出器に
おいて、ゼロクロス検出器を設け、正弦波応力のゼロク
ロス点検出後の正弦波歪のゼロクロス点検出までの時間
をτとする。 ｘ0 測定方法：歪正弦波形の上側ピーク検出回路と下
側ピーク検出回路を設け、歪波形の上側ピークｘa と下
側ピークｘb の差の２分の１を歪正弦波形の振幅ｘ0 と
する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【数３】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】ΔＸ：正弦波信号１周期した時のドリフト
量Ｔ：歪波形の周期 Ｔ＝２π／ ω ｘr （ωｔ）: 低周波、高周波成分を含まない真の歪波
形
量Ｔ：歪波形の周期 Ｔ＝２π／ ω ｘr （ωｔ）: 低周波、高周波成分を含まない真の歪波
形
Claims (2)
- 【請求項１】 試料を保持するチャックと、 前記チャックを通して前記試料に歪変形を与えるシステ
ムと、 前記歪変形を与えるシステムによる前記試料からの応答
を応力または歪で検出する検出器と、 前記試料温度を変化させるシステムと、 前記検出器の測定信号をデジタル変換するアナログデジ
タル変換器と、上記アナログデジタル変換器の出力を記
憶するメモリと、 上記メモリに記憶された信号値に対してフーリエ変換演
算を行う演算器を有し、前記演算器による演算結果より
算出された前記試料の動的粘弾性結果を出力することを
特徴とする動的粘弾性装置。 - 【請求項２】 上記、動的粘弾性装置において、前記検
出器で検出された信号の周期をＴ、時間Ｔにおける上記
検出器による検出信号変化Δｘとした場合、前記フーリ
エ変換演算器で 【数１】 なる演算の結果Ｂに対して、Ｂ1 ＝Ｂ＋Δｘ／πなる演
算を行う演算器を有する動的粘弾性装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274556A JPH06123696A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 動的粘弾性装置 |
| US08/135,483 US5452614A (en) | 1992-10-13 | 1993-10-13 | Dynamic viscoelasticity apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274556A JPH06123696A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 動的粘弾性装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123696A true JPH06123696A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17543376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4274556A Pending JPH06123696A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 動的粘弾性装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5452614A (ja) |
| JP (1) | JPH06123696A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025923A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-02-04 | Saitama Prefecture | 動的粘弾性測定装置 |
| US7681459B1 (en) | 2006-04-12 | 2010-03-23 | Hysitron, Incorporated | Multi-scale & three-axis sensing tensile testing apparatus |
| WO2013015160A1 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | デクセリアルズ株式会社 | 粒子材料の動的粘弾性測定方法 |
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| DE19733114C2 (de) * | 1997-07-31 | 1999-08-05 | Max Planck Gesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung rheologischer Materialeigenschaften |
| JP3370620B2 (ja) * | 1999-03-03 | 2003-01-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 熱機械的分析装置 |
| US6519536B1 (en) | 1999-03-29 | 2003-02-11 | Pirelli Pneumatici S.P.A. | Method for determining the behaviour of a viscoelastic material |
| EP1041384B1 (en) * | 1999-03-29 | 2008-05-14 | Pirelli Tyre S.p.A. | Method for determining the behaviour of a viscoelastic material |
| US6393898B1 (en) | 2000-05-25 | 2002-05-28 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput viscometer and method of using same |
| US6664067B1 (en) * | 2000-05-26 | 2003-12-16 | Symyx Technologies, Inc. | Instrument for high throughput measurement of material physical properties and method of using same |
| US6860148B2 (en) | 2001-08-24 | 2005-03-01 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput fabric handle screening |
| US6857309B2 (en) | 2001-08-24 | 2005-02-22 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput mechanical rapid serial property testing of materials libraries |
| US6837115B2 (en) * | 2001-08-24 | 2005-01-04 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput mechanical rapid serial property testing of materials libraries |
| US6772642B2 (en) | 2001-08-24 | 2004-08-10 | Damian A. Hajduk | High throughput mechanical property and bulge testing of materials libraries |
| US6736017B2 (en) | 2001-08-24 | 2004-05-18 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput mechanical rapid serial property testing of materials libraries |
| US6650102B2 (en) | 2001-08-24 | 2003-11-18 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput mechanical property testing of materials libraries using a piezoelectric |
| US6769292B2 (en) * | 2001-08-24 | 2004-08-03 | Symyx Technologies, Inc | High throughput rheological testing of materials |
| US6690179B2 (en) * | 2001-08-24 | 2004-02-10 | Symyx Technologies, Inc. | High throughput mechanical property testing of materials libraries using capacitance |
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| US10996139B2 (en) * | 2018-09-11 | 2021-05-04 | Aktiebolaget Skf | Health monitoring system |
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1992
- 1992-10-13 JP JP4274556A patent/JPH06123696A/ja active Pending
-
1993
- 1993-10-13 US US08/135,483 patent/US5452614A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5452614A (en) | 1995-09-26 |
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