JPH0612515Y2 - 超微小材料試験機 - Google Patents
超微小材料試験機Info
- Publication number
- JPH0612515Y2 JPH0612515Y2 JP3893189U JP3893189U JPH0612515Y2 JP H0612515 Y2 JPH0612515 Y2 JP H0612515Y2 JP 3893189 U JP3893189 U JP 3893189U JP 3893189 U JP3893189 U JP 3893189U JP H0612515 Y2 JPH0612515 Y2 JP H0612515Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- indenter
- converter
- load
- current
- testing machine
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、マイクロビッカース硬さ試験機等の超微小材
料試験機に関し、特に電気的に負荷荷重を加える機構を
有したもので、その負荷速度を広い範囲で制御しうる超
微小材料試験機に関する。
料試験機に関し、特に電気的に負荷荷重を加える機構を
有したもので、その負荷速度を広い範囲で制御しうる超
微小材料試験機に関する。
［従来の技術］ 電磁力により試料に所定の荷重を負荷するようにした超
微小材料試験機では、磁石とコイル部を有する電磁式駆
動部に電流を加えて圧子を試験片に向けて降下させ、試
料に当接後は圧子を試料表面に押込んで試験を行なって
いる。かかる圧子の負荷作動の制御は、ＣＰＵで構成さ
れた制御部により行なわれている。
微小材料試験機では、磁石とコイル部を有する電磁式駆
動部に電流を加えて圧子を試験片に向けて降下させ、試
料に当接後は圧子を試料表面に押込んで試験を行なって
いる。かかる圧子の負荷作動の制御は、ＣＰＵで構成さ
れた制御部により行なわれている。
例えば、特願昭６０−２１０４９２号に開示されたもの
では、ＣＰＵに圧子の駆動制御を行なわせるとともに、
検出器からのデータ収集およびデータ処理を全てＣＰＵ
で行なうように構成されている。また、実開昭６２−１
２８５０号に開示されたものでは、発振器からの出力を
カウンタに入れ、ラッチ回路を介してＤ／Ａ変換を行な
っており、速度制御を行なうための構成ではないため、
ＣＰＵにより発振器のパルスをカウントし、分周を行な
って速度制御を行なっている。
では、ＣＰＵに圧子の駆動制御を行なわせるとともに、
検出器からのデータ収集およびデータ処理を全てＣＰＵ
で行なうように構成されている。また、実開昭６２−１
２８５０号に開示されたものでは、発振器からの出力を
カウンタに入れ、ラッチ回路を介してＤ／Ａ変換を行な
っており、速度制御を行なうための構成ではないため、
ＣＰＵにより発振器のパルスをカウントし、分周を行な
って速度制御を行なっている。
［考案が解決しようとする課題］ 上記従来装置はいずれも、圧子が試料に当接した際のシ
ョックを柔らげるため、圧子が試料に当接するまでの電
流増加速度と圧子が試料に当接した後の電流増加速度を
変える必要があり、ＣＰＵを介して速度制御を行なって
いる。そのためＣＰＵにおいて、検出器からのデータ収
集のタイミングを時分割で管理する必要が生じ、変換可
能な速度範囲が限定され、また、データ収集速度にも、
限界が生じるという問題点があった。
ョックを柔らげるため、圧子が試料に当接するまでの電
流増加速度と圧子が試料に当接した後の電流増加速度を
変える必要があり、ＣＰＵを介して速度制御を行なって
いる。そのためＣＰＵにおいて、検出器からのデータ収
集のタイミングを時分割で管理する必要が生じ、変換可
能な速度範囲が限定され、また、データ収集速度にも、
限界が生じるという問題点があった。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記課題を解決するために、次のような構成
を採用した。
を採用した。
すなわち、本考案にかかる超微小材料試験機は、電磁式
駆動部に電流を加えて圧子を駆動し、試料表面に当接し
た圧子に試験荷重を負荷する負荷機構を備えた超微小材
料試験機であって、パルスを発生する発振器と、制御部
からの指令によって発生周波数を変化させるレートジェ
ネレータと該レートジェネレータから出力されるパルス
をカウントするカウンタと、該カウンタのカウントに応
じてアナログ電圧を出力するＤ／Ａ変換器と、前記パル
ス発生器の発生パルスに応じてＤ／Ａ変換器にＤ／Ａ変
換開始指令信号を出力する指令パルス発生器と、Ｄ／Ａ
変換器から出力される電圧を電流に変換し電磁式駆動部
に供給する電圧電流変換器とからなる負荷電流制御手段
を設けたことを特徴とする。
駆動部に電流を加えて圧子を駆動し、試料表面に当接し
た圧子に試験荷重を負荷する負荷機構を備えた超微小材
料試験機であって、パルスを発生する発振器と、制御部
からの指令によって発生周波数を変化させるレートジェ
ネレータと該レートジェネレータから出力されるパルス
をカウントするカウンタと、該カウンタのカウントに応
じてアナログ電圧を出力するＤ／Ａ変換器と、前記パル
ス発生器の発生パルスに応じてＤ／Ａ変換器にＤ／Ａ変
換開始指令信号を出力する指令パルス発生器と、Ｄ／Ａ
変換器から出力される電圧を電流に変換し電磁式駆動部
に供給する電圧電流変換器とからなる負荷電流制御手段
を設けたことを特徴とする。
［作用］ 制御部からの指令によって周波数を変化させるレートジ
ェネレータの出力に応じてＤ／Ａ変換器を作動させ、電
磁式駆動部への電流供給を制御するので、制御部におけ
るＣＰＵは、レートジェネレータへの周波数設定および
負荷開始指令を与えるのみで速度制御を行なうことがで
きる。速度変更指令をいったん出力した後のＣＰＵは、
速度制御を継続して行なう必要がなく、検出器からのデ
ータ収集と処理を専念して行なわせることができる。
ェネレータの出力に応じてＤ／Ａ変換器を作動させ、電
磁式駆動部への電流供給を制御するので、制御部におけ
るＣＰＵは、レートジェネレータへの周波数設定および
負荷開始指令を与えるのみで速度制御を行なうことがで
きる。速度変更指令をいったん出力した後のＣＰＵは、
速度制御を継続して行なう必要がなく、検出器からのデ
ータ収集と処理を専念して行なわせることができる。
［実施例］ 第１図は本考案の実施例を示す図であって、この超微小
材料試験機は、圧子３と該圧子を駆動する負荷機構１を
備えている。負荷機構１はコイル部１ａと永久磁石１ｂ
からなり、前記圧子３はコイル部１ａに取り付けられて
いる。圧子３には略Ｌ字状の変位検出バー５が取り付け
られ、該変位検出バーの先端部は作動トランス式変位検
出器７の鉄芯７ｂとされている。この鉄芯７ｂの外側に
は円筒状ボビンに巻回されたコイル部７ａが設けられて
いる。
材料試験機は、圧子３と該圧子を駆動する負荷機構１を
備えている。負荷機構１はコイル部１ａと永久磁石１ｂ
からなり、前記圧子３はコイル部１ａに取り付けられて
いる。圧子３には略Ｌ字状の変位検出バー５が取り付け
られ、該変位検出バーの先端部は作動トランス式変位検
出器７の鉄芯７ｂとされている。この鉄芯７ｂの外側に
は円筒状ボビンに巻回されたコイル部７ａが設けられて
いる。
負荷機構（電磁式圧子駆動部）１のコイル部１ａは制御
部１０と接続され、電流の向きを制御することにより圧
子２を上昇、下降させることができるようになってい
る。コイル部１ａと制御部１０との間には負荷電流制御
部１１と負荷検出部１２が介装され、コイル部１ａへの
供給負荷電流が制御される。また、差動トランス式変位
検出器７のコイル部７ａも制御部１０に接続され、圧子
３と一体となって移動する変位検出バー５の変位量に応
じた電圧が制御部に入力される。
部１０と接続され、電流の向きを制御することにより圧
子２を上昇、下降させることができるようになってい
る。コイル部１ａと制御部１０との間には負荷電流制御
部１１と負荷検出部１２が介装され、コイル部１ａへの
供給負荷電流が制御される。また、差動トランス式変位
検出器７のコイル部７ａも制御部１０に接続され、圧子
３と一体となって移動する変位検出バー５の変位量に応
じた電圧が制御部に入力される。
なお、圧子３の下方には試料台１４が設けられており、
試料１５がこれに載置される。
試料１５がこれに載置される。
負荷電流制御部１１は第２図に示すように、発信器３０
からの出力パルスがレートジェネレータ３１を介してゲ
ート３２に入力され、ゲート３２が開閉することによ
り、アップダウンカウンタ３５〜３８がレートジェネレ
ータ３１から出力されるパルスを計数する。レートジェ
ネレータ３１における分周値の設定は、制御部１０のＣ
ＰＵ２０からの指令信号によって行なわれ、ゲート３２
へのアップ側若しくはダウン側オープン指令は、ＣＰＵ
２０からＰＩ／Ｏ２３を介して与えられる。ＰＩ／Ｏ２
３からはカウンタ３５〜３８へのリセット信号も出力さ
れる。
からの出力パルスがレートジェネレータ３１を介してゲ
ート３２に入力され、ゲート３２が開閉することによ
り、アップダウンカウンタ３５〜３８がレートジェネレ
ータ３１から出力されるパルスを計数する。レートジェ
ネレータ３１における分周値の設定は、制御部１０のＣ
ＰＵ２０からの指令信号によって行なわれ、ゲート３２
へのアップ側若しくはダウン側オープン指令は、ＣＰＵ
２０からＰＩ／Ｏ２３を介して与えられる。ＰＩ／Ｏ２
３からはカウンタ３５〜３８へのリセット信号も出力さ
れる。
圧子３の下降または上昇指令に応じてゲート３２が開き
カウンタ３５〜３８によってパルスが計数されると、そ
の出力信号によりＤ／Ａ変換器４１、４２がそれぞれア
ップ側、ダウン側のカウンタ出力に応じてアナログ電圧
を出力する。Ｄ／Ａ変換器４１，４２からの出力はそれ
ぞれ増幅器４３，４４で増幅され電圧電流変換器４５，
４６によって圧子下降または上昇用負荷電流Ｉ１，Ｉ２
として出力される。
カウンタ３５〜３８によってパルスが計数されると、そ
の出力信号によりＤ／Ａ変換器４１、４２がそれぞれア
ップ側、ダウン側のカウンタ出力に応じてアナログ電圧
を出力する。Ｄ／Ａ変換器４１，４２からの出力はそれ
ぞれ増幅器４３，４４で増幅され電圧電流変換器４５，
４６によって圧子下降または上昇用負荷電流Ｉ１，Ｉ２
として出力される。
ただしＤ／Ａ変換器４１，４２のＤ／Ａ変換動作の開始
は、ゲートがＯＮになりレートジェネレータ３１からの
発生パルスを基に、Ｄ／Ａ変換器への入力データが安定
するまでの時間を遅らせるために設けた遅延回路４０か
ら出力されるＤ／Ａ開始信号によって行なわれる。
は、ゲートがＯＮになりレートジェネレータ３１からの
発生パルスを基に、Ｄ／Ａ変換器への入力データが安定
するまでの時間を遅らせるために設けた遅延回路４０か
ら出力されるＤ／Ａ開始信号によって行なわれる。
上記のように構成された負荷電流制御部１１によって負
荷を開始するためには、まず、各カウンタの値をリセッ
トし、ゲートをＯＦＦ状態にしておく。圧子が試料に当
接するまでは、圧子がゆっくり下降するようにレートジ
ェネレータ３１の分周値を例えば１／４００に設定し、
ゲートのアップ側をオープンすることにより、各カウン
タがカウントを開始し、Ｄ／Ａ開始信号が出力されるご
とにＤ／Ａ変換器の出力が増加する。
荷を開始するためには、まず、各カウンタの値をリセッ
トし、ゲートをＯＦＦ状態にしておく。圧子が試料に当
接するまでは、圧子がゆっくり下降するようにレートジ
ェネレータ３１の分周値を例えば１／４００に設定し、
ゲートのアップ側をオープンすることにより、各カウン
タがカウントを開始し、Ｄ／Ａ開始信号が出力されるご
とにＤ／Ａ変換器の出力が増加する。
圧子が試料に当接以後は、レートジェネレータの分周を
例えば１／４として設定することにより、当接以前の１
００倍の速度で圧子を試料にくい込ませることができ
る。
例えば１／４として設定することにより、当接以前の１
００倍の速度で圧子を試料にくい込ませることができ
る。
第３図に上記各部の動作動作タイミングを示す。かかる
制御手段は制御部１０のＲＯＭ２１に書き込まれたプロ
グラムに従って行なわれ、制御部１０へ送られるデータ
はＲＯＭ２２に記憶される。
制御手段は制御部１０のＲＯＭ２１に書き込まれたプロ
グラムに従って行なわれ、制御部１０へ送られるデータ
はＲＯＭ２２に記憶される。
上記したように圧子駆動の速度変更を行なうにはレート
ジェネレータの分周値を設定変更するだけで任意に速度
変更が可能となり、Ｄ／Ａ変換器の出力に何ら影響を及
ぼすことなく、タイミングを管理する必要がなくなっ
て、ＣＰＵへの負担をなくすことができる。
ジェネレータの分周値を設定変更するだけで任意に速度
変更が可能となり、Ｄ／Ａ変換器の出力に何ら影響を及
ぼすことなく、タイミングを管理する必要がなくなっ
て、ＣＰＵへの負担をなくすことができる。
また、上記実施例において、圧子に繰返し負荷を与える
には、ゲートのアップ側ダウン側を切り換えるだけでよ
く、この場合にもＣＰＵは何ら管理する必要がない。従
来はＣＰＵで負荷速度に見合うタイミングによって１つ
ずつカウントを減ずる方式がとられていた。
には、ゲートのアップ側ダウン側を切り換えるだけでよ
く、この場合にもＣＰＵは何ら管理する必要がない。従
来はＣＰＵで負荷速度に見合うタイミングによって１つ
ずつカウントを減ずる方式がとられていた。
また、プリセット可能なカウンタを用いることにより、
所定荷重を一気に圧子に加えることや、２回目以降の測
定で１回目の圧子が試料に当接した位置の数μｍ手前ま
で一気に負荷電流を与えることも可能である。例えば、
同一試料で数回の測定を行なう際、１回目の測定で圧子
が１０μｍ程度の位置で試料に当接したとすると、２回
目以降の測定では８μｍ程度の位置に圧子が降下するま
での電圧に相当するカウンタをプリセットすることによ
り、短時間で測定を行なうことができる。
所定荷重を一気に圧子に加えることや、２回目以降の測
定で１回目の圧子が試料に当接した位置の数μｍ手前ま
で一気に負荷電流を与えることも可能である。例えば、
同一試料で数回の測定を行なう際、１回目の測定で圧子
が１０μｍ程度の位置で試料に当接したとすると、２回
目以降の測定では８μｍ程度の位置に圧子が降下するま
での電圧に相当するカウンタをプリセットすることによ
り、短時間で測定を行なうことができる。
このようにＣＰＵの負担が軽減されることにより、デー
タ収集の時間間隔を短縮することが可能となって、圧子
のより細かい動きを把えることができ、圧子が試料に当
接した瞬間や、試料の変形の様子をより詳しく高精度で
測定することができる。
タ収集の時間間隔を短縮することが可能となって、圧子
のより細かい動きを把えることができ、圧子が試料に当
接した瞬間や、試料の変形の様子をより詳しく高精度で
測定することができる。
［考案の効果］ 上記の説明から明らかなように、本考案にかかる超微小
材料試験機によれば、圧子の負荷速度の変更を任意に広
い範囲にわたって行なうことができ、制御部のＣＰＵの
負担が軽減されることにより、データ収集を精緻に行な
え高精度に測定することができるようになった。
材料試験機によれば、圧子の負荷速度の変更を任意に広
い範囲にわたって行なうことができ、制御部のＣＰＵの
負担が軽減されることにより、データ収集を精緻に行な
え高精度に測定することができるようになった。
第１図は本考案の実施例の構成を示すブロック図、第２
図はその要部の構成を示すブロック図、第３図は各部の
動作タイミングを示すタイミングチャートである。 １…負荷機構、１０…制御部、１１…負荷電流制御部、
３０…発信機、３１…レートジェネレータ、４１，４２
…Ｄ／Ａ変換器、４５，４６…電圧電流変換機
図はその要部の構成を示すブロック図、第３図は各部の
動作タイミングを示すタイミングチャートである。 １…負荷機構、１０…制御部、１１…負荷電流制御部、
３０…発信機、３１…レートジェネレータ、４１，４２
…Ｄ／Ａ変換器、４５，４６…電圧電流変換機
Claims (1)
- 【請求項１】電磁式駆動部に電流を加えて圧子を駆動
し、試料表面に当接した圧子に試験荷重を負荷する負荷
機構を備えた超微小材料試験機であって、パルスを発生
する発振器と、制御部からの指令によって発生周波数を
変化させるレートジェネレータと 該レートジェネレー
タから出力されるパルスをカウントするカウンタと、該
カウンタのカウントに応じてアナログ電圧を出力するＤ
／Ａ変換器と、前記パルス発生器の発生パルスに応じて
Ｄ／Ａ変換器にＤ／Ａ変換開始指令信号を出力する指令
パルス発生器と、Ｄ／Ａ変換器から出力される電圧を電
流に変換し電磁式駆動部に供給する電圧電流変換器とか
らなる負荷電流制御手段を設けたことを特徴とする超微
小材料試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3893189U JPH0612515Y2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 超微小材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3893189U JPH0612515Y2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 超微小材料試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129852U JPH02129852U (ja) | 1990-10-25 |
| JPH0612515Y2 true JPH0612515Y2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=31547378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3893189U Expired - Lifetime JPH0612515Y2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 超微小材料試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612515Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP3893189U patent/JPH0612515Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02129852U (ja) | 1990-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |