JPH0742120Y2 - Material testing machine - Google Patents
Material testing machineInfo
- Publication number
- JPH0742120Y2 JPH0742120Y2 JP1986150924U JP15092486U JPH0742120Y2 JP H0742120 Y2 JPH0742120 Y2 JP H0742120Y2 JP 1986150924 U JP1986150924 U JP 1986150924U JP 15092486 U JP15092486 U JP 15092486U JP H0742120 Y2 JPH0742120 Y2 JP H0742120Y2
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- JP
- Japan
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- indenter
- sample
- load
- test
- testing machine
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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、ビッカース硬さ試験機やマイクロビッカース
硬さ試験機等における負荷開始時間を短縮した材料試験
機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a material testing machine such as a Vickers hardness testing machine or a micro Vickers hardness testing machine in which the load start time is shortened.
[従来の技術] この種の材料試験機、例えばビッカース硬さ試験機で
は、従来操作者が手動で所定の荷重を試料に加えて圧痕
を形成していたが、最近、電磁力により試料に所定の荷
重を負荷する硬さ試験機が提案されている。この種の試
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るようになって
いる。このとき、電流は徐々に増加、例えば時間に比例
して増加するように構成されており、圧子が試料表面に
接触したときの電流値を基準として、その値からの電流
の増加分を求めて負荷荷重を制御している。[Prior Art] In a material testing machine of this type, for example, a Vickers hardness testing machine, an operator has conventionally manually applied a predetermined load to a sample to form an indentation. A hardness tester that applies a load of 1 has been proposed. In this type of testing machine, a current is applied to an electromagnetic drive unit having a magnet and a coil unit to lower an indenter toward a test piece. At this time, the current is gradually increased, for example, it is configured to increase in proportion to time, and the current value when the indenter contacts the sample surface is used as a reference to calculate the increase in current from that value. The applied load is controlled.
[考案が解決しようとする問題点] しかしながら上記試験機では、試験開始時に試料から引
き離されている圧子を試料表面に当接する負荷開始位置
まで接近させるのにかなりの長時間を要するという問題
点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above tester, there is a problem that it takes a considerably long time to bring the indenter, which is separated from the sample at the start of the test, to the load start position where it comes into contact with the sample surface. there were.
例えば500mg程度またはそれ以下の小さな荷重で試験を
行なう超微小硬度計において、圧子と試料の初期間隔を
例えば12μm程度とすると、圧子が試料に当接する負荷
開始までにおよそ3分間程度かかっていた。For example, in an ultra-micro hardness tester that performs a test with a small load of about 500 mg or less, assuming that the initial interval between the indenter and the sample is, for example, about 12 μm, it took about 3 minutes until the load at which the indenter abuts the sample is started. .
この種の硬度計は、生産現場等において日常のルーチン
検査として用いられることが多く、上記負荷開始までの
時間ロスは大きな損失となる。例えば負荷開始までに3
分間を要する試験機で、100点(n=100)の試験を行な
うと5時間のロスが生じることになる。この3分を例え
ば1分に短縮することができれば、100点の試験で200分
の短縮となる。This type of hardness tester is often used as a daily routine inspection at a production site or the like, and the time loss until the start of the load becomes a large loss. For example, 3 before the load starts
If a test of 100 points (n = 100) is performed with a tester that requires minutes, a loss of 5 hours will occur. If this 3 minutes can be shortened to, for example, 1 minute, a 100-point test will shorten the time by 200 minutes.
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するため、本考案は次のような構成を
採用した。[Means for Solving Problems] In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
すなわち、本考案にかかる材料試験機は、試料表面に押
し込まれる圧子と、制御部からの信号によって、該圧子
を電磁的に駆動し、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と、圧子の変位量に応じた電気的信
号を制御部に入力するための変位検出器とを備え、この
制御部は、同一の試料において、第1回目に行われた試
験では圧子が試料表面に当接した位置を記憶し、第2回
目以後の試験では該記憶された当接位置の少し手前まで
圧子を迅速に試料に近づける信号を出力することを特徴
とする。That is, the material testing machine according to the present invention comprises an indenter pushed into the sample surface and a load mechanism for electromagnetically driving the indenter in response to a signal from the controller to apply a test load to the indenter in contact with the sample surface. And a displacement detector for inputting an electric signal according to the displacement amount of the indenter to the control unit, and this control unit uses the same sample for the first test in which the indenter is the surface of the sample. It is characterized in that the position where the indenter is brought into contact with the sample is memorized, and in the second and subsequent tests, a signal for promptly bringing the indenter closer to the sample is output to just before the stored contact position.
[作用および効果] 同一の試料において、第1回目に行われた試験では圧子
が試料表面に当接した位置(零点)を記憶しておき、第
2回目以後の試験では第1回目の試験で記憶されている
負荷開始位置の少し手前まで圧子を迅速に試料に近づけ
るので、試験におけるロス時間が少ない。[Operation and Effect] In the same test, the position (zero point) where the indenter contacts the sample surface is stored in the first test, and the second and subsequent tests are performed in the first test. Since the indenter is quickly brought close to the sample just before the stored load start position, the loss time in the test is small.
[実施例] 以下、図面にあらわされた実施例について説明する。[Examples] Examples described in the drawings will be described below.
この材料試験機1は超微小硬度計にあって、圧子2と該
圧子を駆動する負荷機構3を備えている。負荷機構3は
コイル部3aと永久磁石3bからなり、前記圧子2はコイル
部3aに取り付けられている。圧子2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
差動トランス式変位検出器7の鉄心7aとされている。こ
の鉄心7aの外側には円筒状ボビンに巻回されたコイル部
7bが設けられている。The material testing machine 1 is an ultra-micro hardness meter and includes an indenter 2 and a load mechanism 3 that drives the indenter. The load mechanism 3 comprises a coil portion 3a and a permanent magnet 3b, and the indenter 2 is attached to the coil portion 3a. A substantially L-shaped displacement detection bar 5 is attached to the indenter 2, and the tip of the displacement detection bar is the iron core 7a of the differential transformer type displacement detector 7. A coil part wound around a cylindrical bobbin is provided outside the iron core 7a.
7b is provided.
負荷機構(圧子駆動部)3つのコイル部3aは制御部9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3aと制御部9との間には負荷検出部11が介装され、コ
イル部3aへの供給負荷電流が測定される。また、差動ト
ランス式変位検出器7のコイル部7bも制御部9に接続さ
れ、圧子2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回路9に入力される。The load mechanism (indenter drive unit) three coil units 3a are connected to the control unit 9 so that the indenter 2 can be moved up and down by controlling the direction of the current. A load detection unit 11 is interposed between the coil unit 3a and the control unit 9, and the load current supplied to the coil unit 3a is measured. Further, the coil section 7b of the differential transformer type displacement detector 7 is also connected to the control section 9, and a voltage corresponding to the displacement amount of the displacement detection bar 5 that moves together with the indenter 2 is input to the control circuit 9. .
なお、圧子の下方には試料台13が設けられており、試料
15がこれに載置される。A sample table 13 is provided below the indenter.
Fifteen are placed on this.
この材料試験機1の制御部9は、予め行なわれた試験に
おいて圧子2が試料15に接触した位置すなわち負荷開始
位置(零点)を記憶し、次回からの試験で該零点の少し
手前まで圧子2を迅速に試料に接近させる機能を有して
いる。第2図は制御部9における圧子接近速度制御機構
の構成をあらわすもので、CPU20からの出力はラッチ21,
D/A 22および電流増幅回路23を介して負荷機構3のコイ
ル部3aに伝えられ圧子2を駆動する。一方、負荷コイル
部3aの端子から取り出された電圧はV/F 25,カウンタ26
を介してCPU20に入力されるようになっている。The control unit 9 of the material testing machine 1 stores the position where the indenter 2 comes into contact with the sample 15, that is, the load start position (zero point) in the test performed in advance, and the indenter 2 just before the zero point in the next test. Has a function of quickly approaching the sample. FIG. 2 shows the structure of the indenter approach speed control mechanism in the control unit 9. The output from the CPU 20 is the latch 21,
It is transmitted to the coil portion 3a of the load mechanism 3 via the D / A 22 and the current amplifier circuit 23 to drive the indenter 2. On the other hand, the voltage extracted from the terminals of the load coil unit 3a is V / F 25, counter 26
It is designed to be input to the CPU 20 via.
この材料試験機1を用いて試験を行なう場合は、先ず試
料15を試料台13上に取り付ける。このとき圧子2と試料
15との間隔は、誤操作等による圧子破損を予め防ぐため
通常10〜12μmにしておく必要がある。When conducting a test using this material testing machine 1, the sample 15 is first mounted on the sample table 13. At this time, the indenter 2 and the sample
It is usually necessary to set the interval between 15 and 10 to 12 μm in order to prevent damage to the indenter due to an erroneous operation or the like.
この状態で試験をスタートすると、制御部9から負荷機
構3に負荷電流が流される。この負荷電流(直流電流)
は、負荷検出部11で検出される負荷そのものが一定の割
合で増え続けるように制御部9で制御される。When the test is started in this state, a load current is passed from the control unit 9 to the load mechanism 3. This load current (DC current)
Is controlled by the control unit 9 so that the load itself detected by the load detection unit 11 continues to increase at a constant rate.
一方、変位検出部7で圧子2の移動量がモニタされ、制
御部9に圧子の変位情報が送られる。圧子2は、試料15
に接触するまではスムーズに下降してゆくが、試料15に
接触した瞬間から下降速度は急速に低下し、変位は0に
近くなる。ここからさらに負荷を加えれば、圧子は試料
に食い込み、変位が増加する。なお、圧子2が試料15に
触れるまでの下降速度は、該圧子が試料に触れた瞬間に
バウンドしたり、試料に食い込んだりするのを防ぐた
め、ゆっくりした速度である必要がある。このため、負
荷電流をゆっくりと増加させてやる必要がある。On the other hand, the displacement detector 7 monitors the amount of movement of the indenter 2, and the displacement information of the indenter is sent to the controller 9. Indenter 2 is sample 15
It smoothly descends until it comes into contact with, but from the moment it comes into contact with the sample 15, the descending speed drops rapidly, and the displacement approaches zero. If a load is further applied from here, the indenter bites into the sample and the displacement increases. The descending speed until the indenter 2 touches the sample 15 needs to be a slow speed in order to prevent the indenter from bouncing or biting into the sample at the moment when the indenter touches the sample. Therefore, it is necessary to increase the load current slowly.
第3図(a)は第1回目の試験における負荷電流Liと変
位出力Dの時間に対する変化をあらわすグラフであり、
A点にて圧子2と試料15とが接触する。この時の変位値
はDo、負荷電流値はLioである。ここからさらに予め設
定された荷重値にみあう負荷電流値Lifまで負荷し、そ
のときの変位量Dfを測定する。FIG. 3 (a) is a graph showing changes with time of the load current Li and the displacement output D in the first test,
The indenter 2 and the sample 15 contact each other at the point A. At this time, the displacement value is Do and the load current value is Lio. From here, the load current value Lif corresponding to the preset load value is further applied, and the displacement amount Df at that time is measured.
この第1回目の試験における測定開始点の変位量DoはCP
U20に入力されるが、ここで第2回目の試験のためにDo
から所定の微小変位量d(例えば1μm)をマイナスし
てDo′を求める演算が行なわれる(Do′=D−d)。そ
して、第2回目の試験からは、同図(b)に示す如く、
このDo′点まで高速度で負荷電流を流し、Do′点から第
1回目と同じ条件で試験が行なうように制御される。D
o′に達するまでの時間はBであり、図示例では第2回
目の試験におけるAが第1回目の試験の約1/3に短縮さ
れているが、B点に到るまでの速度をさらに速くするこ
とにより、試験に要する時間をさらに短縮することがで
きる。The displacement Do at the measurement start point in this first test is CP
Input to U20, but here for the second test Do
From the above, a predetermined minute displacement amount d (for example, 1 μm) is subtracted to obtain Do ′ (Do ′ = D−d). Then, from the second test, as shown in FIG.
A load current is passed at a high speed up to this Do 'point, and the test is controlled from the Do' point to the same condition as the first test. D
The time to reach o'is B, and in the illustrated example, A in the second test is shortened to about 1/3 of that in the first test, but the speed to reach point B is further increased. By making it faster, the time required for the test can be further shortened.
なお、以上の例では圧子2を移動させたが、圧子2のか
わりに試料15を圧子側へ移動させてもよく、負荷機構全
体を下降させてもよい。Although the indenter 2 is moved in the above example, the sample 15 may be moved to the indenter side instead of the indenter 2, and the entire load mechanism may be lowered.
[考案の説明] 第1図は本考案の1実施例をあらわすブロック図、第2
図は制御部における圧子接近速度制御機構の構成をあら
わすブロック図、第3図(a),(b)は変位量および
負荷電流の時間に対する変化をあらわすグラフである。 1……材料試験機、2……圧子 3……負荷機構、5……変位検出バー 7……変位検出器、9……制御部 15……試料DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a block diagram showing the configuration of the indenter approach speed control mechanism in the control section, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are graphs showing changes in displacement and load current with time. 1 ... Material tester, 2 ... Indenter, 3 ... Load mechanism, 5 ... Displacement detection bar, 7 ... Displacement detector, 9 ... Control section, 15 ... Sample
Claims (1)
らの信号によって、該圧子を電磁的に駆動し、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と、圧子
の変位量に応じた電気的信号を制御部に入力するための
変位検出器とを備え、 この制御部は、同一の試料において、第1回目に行われ
た試験では圧子が試料表面に当接した位置を記憶し、第
2回目以後の試験では該記憶された当接位置の少し手前
まで圧子を迅速に試料に近づける信号を出力することを
特徴とする材料試験機。1. An indenter pushed into a sample surface, a load mechanism that electromagnetically drives the indenter by a signal from a control unit, and applies a test load to the indenter abutting the sample surface, and a displacement amount of the indenter. And a displacement detector for inputting an electrical signal corresponding to the control unit to the control unit, which controls the position of the same sample in which the indenter is in contact with the sample surface in the first test. A material testing machine characterized by storing and outputting a signal for promptly bringing the indenter closer to the sample just before the stored contact position in the second and subsequent tests.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986150924U JPH0742120Y2 (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986150924U JPH0742120Y2 (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | Material testing machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63118540U JPS63118540U (en) | 1988-08-01 |
| JPH0742120Y2 true JPH0742120Y2 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=31067511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986150924U Expired - Lifetime JPH0742120Y2 (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | Material testing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742120Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5002493B2 (en) * | 2008-02-29 | 2012-08-15 | シチズンホールディングス株式会社 | Hardness meter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114742A (en) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Akira Nishihara | Hardness tester |
| JPS60256030A (en) * | 1984-06-01 | 1985-12-17 | Shimadzu Corp | Apparatus for applying minute load |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP1986150924U patent/JPH0742120Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63118540U (en) | 1988-08-01 |
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