JPS5965739A - 応力測定装置 - Google Patents
応力測定装置Info
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- JPS5965739A JPS5965739A JP17662282A JP17662282A JPS5965739A JP S5965739 A JPS5965739 A JP S5965739A JP 17662282 A JP17662282 A JP 17662282A JP 17662282 A JP17662282 A JP 17662282A JP S5965739 A JPS5965739 A JP S5965739A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/005—Measuring force or stress, in general by electrical means and not provided for in G01L1/06 - G01L1/22
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は応力測定装置に関し、特に、？ｌｌ！ｌ定対象
物を交流又はパルス励磁して測定対象物の磁気誘導を検
出する磁化応力測定装置に関する。
物を交流又はパルス励磁して測定対象物の磁気誘導を検
出する磁化応力測定装置に関する。
従来、物体内の応力（残留応力など）を測定する装置と
しては、Ｘ線回折装置が代表的であるが、磁気−歪効果
（磁歪効果）の逆の効果、即ち内部応力により透磁率が
変化すること、を利用して、内部応力を検出する磁化応
力１１１１！！定装置も知られている（たとえは、特公
昭３９−２０７７８号公報。
しては、Ｘ線回折装置が代表的であるが、磁気−歪効果
（磁歪効果）の逆の効果、即ち内部応力により透磁率が
変化すること、を利用して、内部応力を検出する磁化応
力１１１１！！定装置も知られている（たとえは、特公
昭３９−２０７７８号公報。
特公昭３９−２７＋ ７７４号公報、特開昭４８−３５
８７２号公報、および特開昭４９−７４９９２号公報）
。
８７２号公報、および特開昭４９−７４９９２号公報）
。
磁化応力測定装置は、たとえば特開昭４８−３５８７９
号公報に開示されているように、コの字形の２つの磁性
体コア（励磁コアと誘導コア）を十文字に組合せてコア
のそれぞれに電気コイル（励磁コイルと検出コイル）を
巻回した検出端を被検出物（」す定対象物）の上に載せ
て検出するようになっている。被検出物に応力が存在し
なけれは、励磁コイルに交流電流又はパルス電流を流し
たとき、磁力線が誘導コアの両端に等しく流れるので誘
導コア内を交番する磁束かなく、検出コイルには電圧が
誘起されない。応力が存在すると、被検出物を流れる磁
力線か偏向し、これにより誘導コアの両端に至る磁束が
不平衡になり、誘導コア内に磁束か流れて検出コイルに
電圧を誘起する。
号公報に開示されているように、コの字形の２つの磁性
体コア（励磁コアと誘導コア）を十文字に組合せてコア
のそれぞれに電気コイル（励磁コイルと検出コイル）を
巻回した検出端を被検出物（」す定対象物）の上に載せ
て検出するようになっている。被検出物に応力が存在し
なけれは、励磁コイルに交流電流又はパルス電流を流し
たとき、磁力線が誘導コアの両端に等しく流れるので誘
導コア内を交番する磁束かなく、検出コイルには電圧が
誘起されない。応力が存在すると、被検出物を流れる磁
力線か偏向し、これにより誘導コアの両端に至る磁束が
不平衡になり、誘導コア内に磁束か流れて検出コイルに
電圧を誘起する。
したがってこの誘起電圧は、被検出物の応力に対応し、
応力にほぼ比例する。この誘起電圧により、内部応力の
有無のみならす大小をも知ることができ、しかも引張り
（正）か圧縮（負）かをも知ることができる。また、
被検出物にコアの先端を対向させたままコアを回転させ
、ある角度毎に検出値を読み、検出値全体を見て応力の
方向を知ることが出来る。
応力にほぼ比例する。この誘起電圧により、内部応力の
有無のみならす大小をも知ることができ、しかも引張り
（正）か圧縮（負）かをも知ることができる。また、
被検出物にコアの先端を対向させたままコアを回転させ
、ある角度毎に検出値を読み、検出値全体を見て応力の
方向を知ることが出来る。
この種の応力測定においては、応力が引張りか圧縮かで
検出出力の極性か変わるが、磁歪感度が引張応力と圧縮
応力で異ることが分かった。
検出出力の極性か変わるが、磁歪感度が引張応力と圧縮
応力で異ることが分かった。
本発明の第１の目的は、引張応力と圧縮応力の検出感度
を同等とし、測定誤差を低減することである。
を同等とし、測定誤差を低減することである。
この目的を達成するため本発明においては、複数個の磁
性体コアと、コアのそれぞれに装着された複数個の電気
コーイルを備える磁化応力検出端；検出端の少なくとも
１つの電気コイルに脈動付勢する電気付勢回路；検出端
の少なくとも他の１つの電気コイルの誘起電圧を前記脈
動付勢に関連して処理する受信処理回路；および検出量
を指示又は表示する表示手段；を備える応力測定装置に
おいて、受信処理回路の検出信号のレベルを補正する正
極性レベル補正要素と負極性レベル補正要素を含む正負
感度補正回路を備え、これにより検出信号の正レベルお
よび負レベルを個別に補正し、正負（引張応力、圧縮応
力）の検出感度を同等にする。検出感度は、測定対象物
の材質によっても異なる。そこで本発明の好ましい実施
例においては、正負感度補正回路は、それぞれか測定対
象材質の１つに割り当てられた正極性レベル補正要素と
負極性レベル補正要素の組を復数組と、それらの−組を
レベル補正ラインに選択的に接続する選択接続器を備え
るものとし、選択接続器で、測定対象物の材質に対応す
る補正要素の組を信号レベル補正ラインに介挿する。
性体コアと、コアのそれぞれに装着された複数個の電気
コーイルを備える磁化応力検出端；検出端の少なくとも
１つの電気コイルに脈動付勢する電気付勢回路；検出端
の少なくとも他の１つの電気コイルの誘起電圧を前記脈
動付勢に関連して処理する受信処理回路；および検出量
を指示又は表示する表示手段；を備える応力測定装置に
おいて、受信処理回路の検出信号のレベルを補正する正
極性レベル補正要素と負極性レベル補正要素を含む正負
感度補正回路を備え、これにより検出信号の正レベルお
よび負レベルを個別に補正し、正負（引張応力、圧縮応
力）の検出感度を同等にする。検出感度は、測定対象物
の材質によっても異なる。そこで本発明の好ましい実施
例においては、正負感度補正回路は、それぞれか測定対
象材質の１つに割り当てられた正極性レベル補正要素と
負極性レベル補正要素の組を復数組と、それらの−組を
レベル補正ラインに選択的に接続する選択接続器を備え
るものとし、選択接続器で、測定対象物の材質に対応す
る補正要素の組を信号レベル補正ラインに介挿する。
更には、この種の応力測定装置では、材質により磁化遅
れの位相誤差を生ずる。そこで本発明の好ましい実施例
では、検出コイルにアナログゲートを接続して、脈動付
勢信号に同期させて誘導電圧を摘出する。脈動電圧に対
する誘導電圧のピーク位相は、検出端の構造および被検
出物の材質などによって定まり、検出端のそれぞれに対
応させて誘導電圧の摘出タイミングを調整設定するのが
好ましいので、脈動付勢信号を可調整の位相調整器に与
えて該調整器で誘導電圧の摘出位相を調整してアナログ
ゲートの位相を調整する。
れの位相誤差を生ずる。そこで本発明の好ましい実施例
では、検出コイルにアナログゲートを接続して、脈動付
勢信号に同期させて誘導電圧を摘出する。脈動電圧に対
する誘導電圧のピーク位相は、検出端の構造および被検
出物の材質などによって定まり、検出端のそれぞれに対
応させて誘導電圧の摘出タイミングを調整設定するのが
好ましいので、脈動付勢信号を可調整の位相調整器に与
えて該調整器で誘導電圧の摘出位相を調整してアナログ
ゲートの位相を調整する。
従来はこの位相補正が行なわれていないため出力感度が
低下し、検出出力の直線性および０点シフト等の問題か
あった。本発明ではこの位相調整によりこれらが改善さ
れ、出力電圧の信頼性を高めることが出来る。
低下し、検出出力の直線性および０点シフト等の問題か
あった。本発明ではこの位相調整によりこれらが改善さ
れ、出力電圧の信頼性を高めることが出来る。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
説明で明らかにする。
説明で明らかにする。
第１図に本発明の一実施例の、検出端の構成を示し、第
１図の矢印Ｈの方向で見た底面を第２図に示す。
１図の矢印Ｈの方向で見た底面を第２図に示す。
コの字形コア１と２の脚１１＋１２と２１＋２２のそれ
ぞれには、電気コイル３＋１３２（励磁コイル）と４１
，４２ （検出コイル）か巻回されている。コア１お
よび２は、カップ状のアルミニウムケース５に収納され
固着されている。ケース５には、コネクタピンが固着さ
れた絶縁ベース６が固着されており、これらのピンに電
気コイル３１゜３２と４１＋４２が接続されている。
ぞれには、電気コイル３＋１３２（励磁コイル）と４１
，４２ （検出コイル）か巻回されている。コア１お
よび２は、カップ状のアルミニウムケース５に収納され
固着されている。ケース５には、コネクタピンが固着さ
れた絶縁ベース６が固着されており、これらのピンに電
気コイル３１゜３２と４１＋４２が接続されている。
ケース５はコネクタ６で保持され、それらのピンはコネ
クタ６の受金具に結合している。受金具はケーブル９の
信号線に接続されている。
クタ６の受金具に結合している。受金具はケーブル９の
信号線に接続されている。
コア１と２の脚１１ｙ１２ｙ２フおよび２２の先端には
、それらと被検出物（２１１１Ｉ定対象物）の表面との
ギャップのわずかな変動による検出レベルの変動を低減
するため、非磁性、耐摩耗性のシートが接合されている
。
、それらと被検出物（２１１１Ｉ定対象物）の表面との
ギャップのわずかな変動による検出レベルの変動を低減
するため、非磁性、耐摩耗性のシートが接合されている
。
第１図に示す検出端の電気コイルには第３図に示すよう
に電気回路が接続さｉｔでいる。この実施例では、励磁
コイル３１＋３２を脈動付勢する電気付勢回路は、発振
器１７およびコイルドライバ１８で構成されており、Ｉ
Ｋｔ＋ｚの周波数の交流でコイル３＋＋３２を通電付勢
する。
に電気回路が接続さｉｔでいる。この実施例では、励磁
コイル３１＋３２を脈動付勢する電気付勢回路は、発振
器１７およびコイルドライバ１８で構成されており、Ｉ
Ｋｔ＋ｚの周波数の交流でコイル３＋＋３２を通電付勢
する。
この実施例では、受信処理回路は、フ第１〜カブラ１９
、ダイオード１くライ八２０９位相調整器３０゜比較回
路３１および積分回路３２で構成されている。
、ダイオード１くライ八２０９位相調整器３０゜比較回
路３１および積分回路３２で構成されている。
位相調整器３０は、発振器の出力交流の位相よりも、可
変抵抗ＶＲの設定で定まる位相遅れを持った交流信号を
比較回路３１に与、え、比較回路３１は、交流信号が負
の問直レベルＨで、正の間低レベルＬの２値化号をダイ
オードドライバ２０に与える。ダイオードドライバ２０
は、２値化号がＨの間ホトカプラ１９の発光ダイオード
に通電し、発光させる。発光ダイオードが発光している
間、ＭＯ３Ｏ３電界効果上ホトトランジスタ通し、検出
コイル４１＋４２の誘起電圧を積分回路３２に与える。
変抵抗ＶＲの設定で定まる位相遅れを持った交流信号を
比較回路３１に与、え、比較回路３１は、交流信号が負
の問直レベルＨで、正の間低レベルＬの２値化号をダイ
オードドライバ２０に与える。ダイオードドライバ２０
は、２値化号がＨの間ホトカプラ１９の発光ダイオード
に通電し、発光させる。発光ダイオードが発光している
間、ＭＯ３Ｏ３電界効果上ホトトランジスタ通し、検出
コイル４１＋４２の誘起電圧を積分回路３２に与える。
積分回路３２の時定数は、ホトカプラ１９の導通周期の
信号レベル変動を平滑化するに十分な長いものに設定さ
れている。これにより、積分回路３２が、コイル４１＋
４２の誘起電圧に対応する直流電圧を正負感度補正回路
３３に印加する。
信号レベル変動を平滑化するに十分な長いものに設定さ
れている。これにより、積分回路３２が、コイル４１＋
４２の誘起電圧に対応する直流電圧を正負感度補正回路
３３に印加する。
正負感度補正回路３３は、零点補正器ＺＡ付演算増幅器
のフィードバック回路に、正、負感度補正用の抵抗Ｒｌ
ｒ Ｒ２をそれぞれダイオードを介して接続するよう
にしたものであり、この実施例では、このような補正回
路を、６種の材質にそれぞれを対応付けて６組（３５１
，３５２＋’ ３５３ ｒ３５ａ ＋ ３５５＋ ３５
６ ）備えて、セレクタスイッチ３４でそれらの一組を
選択的に接続するようにしている。これらの補正要素の
組と材質との対応は、次の通りである。
のフィードバック回路に、正、負感度補正用の抵抗Ｒｌ
ｒ Ｒ２をそれぞれダイオードを介して接続するよう
にしたものであり、この実施例では、このような補正回
路を、６種の材質にそれぞれを対応付けて６組（３５１
，３５２＋’ ３５３ ｒ３５ａ ＋ ３５５＋ ３５
６ ）備えて、セレクタスイッチ３４でそれらの一組を
選択的に接続するようにしている。これらの補正要素の
組と材質との対応は、次の通りである。
３５＋ ・・・高張力鋼
３５２ ・・・軟鋼用
３５３ ・・・工具鋼
３５４・・・鋳鉄
３５５・・・ばね材
３５６ ・・・低合金鋼
なお、これらに限らず、たとえばフェライト系ステンレ
ス、ニッケル、ニッケル合金など、必要に応じて設定し
、あるいは、それらに対応する補正要素を付加する。
ス、ニッケル、ニッケル合金など、必要に応じて設定し
、あるいは、それらに対応する補正要素を付加する。
正負感度補正回路３３の、レベル調整した出力は、デジ
タル表示の電圧計ＭＥＴに与えられて表示される。なお
、指針形の電圧計てもよい。
タル表示の電圧計ＭＥＴに与えられて表示される。なお
、指針形の電圧計てもよい。
次に使用態様を説明すると、オペレータは、測定対象の
材質に対応して、該材質に対応付けられている補正要素
の組を演算増幅器のフィードバック回路に介挿、セレク
タスイッチをセラ１〜する。
材質に対応して、該材質に対応付けられている補正要素
の組を演算増幅器のフィードバック回路に介挿、セレク
タスイッチをセラ１〜する。
する。そして電圧計ＭＥＴの表示を見ながら、表示値の
絶対値が最大になるように位相調整器３０の可変抵抗Ｖ
Ｒを調整し、表示値が最大になったところで抵抗ＶＲを
固定する。
絶対値が最大になるように位相調整器３０の可変抵抗Ｖ
Ｒを調整し、表示値が最大になったところで抵抗ＶＲを
固定する。
その後に、コア１，２の脚１１＋１−２＋２１＋２２の
先端を測定対象物の測定点上に接触させて電圧計Ｍ Ｅ
Ｔの表示を読みながら検出端の中心軸を中心にして検
出端（第１図）を回転させ、表示値が極大および極小の
とき表示値を読取り、そのときの回転角を、主応力の方
向として読取る。
先端を測定対象物の測定点上に接触させて電圧計Ｍ Ｅ
Ｔの表示を読みながら検出端の中心軸を中心にして検
出端（第１図）を回転させ、表示値が極大および極小の
とき表示値を読取り、そのときの回転角を、主応力の方
向として読取る。
第１図は、本発明の一実施例の検出端の構成を示す縦断
面図、〜第２図はその底面図である。第３図は検出端に
接続された電気付勢回路および受信処理回路の構成を示
す電気回路図である。 １．２：コア １１，１□：励磁コア脚２１＋
２２：誘導コア脚 ３１＋３２：励磁コイル ４１．４２ ：検出コイル ５ニアルミニウムケース ６：絶縁ベース ８：コネクタ９：ケーブ
ル 満１Ｖ 扇２■
面図、〜第２図はその底面図である。第３図は検出端に
接続された電気付勢回路および受信処理回路の構成を示
す電気回路図である。 １．２：コア １１，１□：励磁コア脚２１＋
２２：誘導コア脚 ３１＋３２：励磁コイル ４１．４２ ：検出コイル ５ニアルミニウムケース ６：絶縁ベース ８：コネクタ９：ケーブ
ル 満１Ｖ 扇２■
Claims (6)
- （１）複数個の磁性体コアと、コアのそれぞれに装着さ
れた複数個の電気コイルを備える磁化応力検出端； 検出端の少なくとも１つの電気コイルを脈動付勢する電
気付勢回路； 検出端の少なくとも他の１つの電気コイｌしの誘起電圧
を前記脈動付勢に関連して処理する受信処理回路； 受信処理回路の検出信号のレベルを補正する正極性レベ
ル補正要素と負極性レベル補正要素を備える正負感度補
正回路；および 補正出力のレベルを指示もしくは表示する表示手段； を備える応力測定装置。 - （２）正負感度補正回路は、それぞれが測定対象材質の
１つに割り当てられた正極性レベル補正要素と負極性レ
ベル補正要素の組を複数組と、それらの−組をレベル補
正ラインに選択的に接続する選択接続器を備える前記特
許請求の範囲第（１）項記載の応力測定装置。 - （３）受信処理回路は、誘起電圧を摘出するアナログゲ
ート、このゲートをオン・オフ制御するグー１〜付勢回
路、脈動付勢信号と設定された位相関係にあるアナログ
信号を２値化しゲート付勢回路に与える比較回路を備え
る前記特許請求の範囲第（１）項記−載の応力測定装置
。 - （４）受信処理回路は、脈動付勢信号に対して設定され
た位相ずれを有するアナログ信号を比較回路に与える、
可調整位相調整器を備える前記特許請求の範囲第（３）
項記載の応力測定装置。 - （５）アナログゲートは、ゲート付勢回路の出力で発光
付勢される発光ダイオードと、該発光ダイオードの発光
で導通制御されるＭＯ３電界効果形ホｌ−トランジスタ
の組合せでなるホトカプラである前記特許請求の範囲第
（３）項記載の応力測定装置。 - （６）受信処理回路は、アナログケ−１へと正負感度補
正回路との間に介挿コ１シ、ゲート出力を平滑化する積
分回路を備える前記特許請求の範囲第（５）項記載の応
力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17662282A JPS5965739A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 応力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17662282A JPS5965739A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 応力測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5965739A true JPS5965739A (ja) | 1984-04-14 |
Family
ID=16016791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17662282A Pending JPS5965739A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 応力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5965739A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368524B1 (ko) * | 2001-01-04 | 2003-01-29 | 주식회사 이제이텍 | 센서 보호박스를 구비한 진동현식 쇼크리트 응력계 |
| US10386277B2 (en) | 2013-07-26 | 2019-08-20 | Sekisui Medical Co., Ltd. | Container for specimen preparation |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP17662282A patent/JPS5965739A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368524B1 (ko) * | 2001-01-04 | 2003-01-29 | 주식회사 이제이텍 | 센서 보호박스를 구비한 진동현식 쇼크리트 응력계 |
| US10386277B2 (en) | 2013-07-26 | 2019-08-20 | Sekisui Medical Co., Ltd. | Container for specimen preparation |
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