JPS6183928A - 材料試験機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 この発明は、トルク軸力検出器、たとえはトルク軸力ヒ
ルのトルク検出出力および軸／ｌ検出出／。

を取り出ず回路に関するものであり、↑、５にそのトル
ク検出出力と軸力検出出力の相互干渉を？１ＩｉＩｉす
るための相互干渉補償回路に関するらのである。

（ロ）従来技術 たとえば、試験片を材料試験するとき、トルクアクチュ
エータによって試験片に１−ルン、すなわちねじり荷重
を和える。これと同時に、軸カアター１−ユコーータに
、よって試験Ｊ１に軸力、すなわち引ツＩ２または圧縮
荷重を加えると、試験片を１１１み合わせ応力ａ＋（験
することができる。試験片に父Ｗｆトルンちよび交番軸
力を釣荷することしてきる。さらに、トルク軸力検出器
、たとえばトルク軸力ヒルによって試験片のトルクおよ
び軸力を検出し、！７０−ストループ制仰回路によって
トルシアターｆ−ユＪ、　−タわよび軸力アクチュエー
タをフィーレ・ノン制御することら可能である。フィー
トハソン制御回路はトルク軸力検出器のトルク検出出力
わよび軸力検出出力Ｊを取り出し、これをトルクアター
ｆ−ユ工−タおよび軸力アクチュエータに与える。これ
によってトルクアクチュエータおよび軸カアクチュ工−
タがフィードバック制御され、ファンクショノンエ不レ
ークの設定信号に応してトルクおよび軸力が負荷される
。

しかしながら、この場合、トルク軸力検出器のトルク検
出出力と軸力検出出力に相互干渉が生し、これがトルク
アクチュエータおよび軸カアクチュ工−タのフィードバ
ック制御に影響するという問題がある。たきえは、試験
片に軸力だけを負荷しても、検出器の軸力検出出力の他
に、相互干渉によって相当の大きさのトルク検出出力が
生じる。

これがトルクアクチュエータに与えられる。したかっで
、クロースドループｉｌ１ｇａ回路によってトルクアク
チュエータが駆動され、試験片に交番トルクが負荷され
る。同様に、試験片にトルクだけを負荷しても、検出器
に軸力検出出力が生じ、試験片に交番軸力が負荷される
。このため、軸力およびトルクに対する試験片の強度を
止硲に試験４ろことができなかった。↓た、試験ｊ；に
父番トハタおよび交番軸力をＩ１荷するとき、相互干渉
によってトルク検出出ツノおよび軸力検出出力に出力誤
差が生じるのはさけられない。しかも、この出力誤差に
ついてし相互干渉が生し、二重に出力誤差が生じる。定
格トルクおよび定洛軸ツノをＬｕ＋Ｉする場合、普通、
その数？６６間のオーダーで出力誤差が生じている。ト
ルクと軸力の比率によっては、ｌＯ？δ程度のオーダー
で出力誤差が生しろことらある。このため、トルクアク
チュエータおよび軸力アクチュエータを正確に制御する
ことができず、交番トルクおよび交番軸力を正確に負荷
することができなかった。

（ハ）　目　　　的 したがって、この発明は、トルク軸力検出器のトルク検
出出力および軸力検出出力を取り出す回路において、そ
のトルク検出出力と軸力検出出力の相互干渉を補償し、
前記従来の問題を解決することを目的としてなされたも
のである。

（ニ）構　　　ｎＱ この発明は、軸力だけを負荷したとき検出器に生じるト
ルク検出出力と同しヘルの信号を検出器の軸力検出出力
から取り出し、これを検出器のトルク検出出力と逆極性
でトルク検出出力取り出し回路に与える。同様に、トル
クだけを負荷したとき検出器に生じる軸力検出出力と間
レヘルの信号を検出器のトルク検出出力から取り出し、
これを検出器の軸力検出出力と逆極性で軸力検出出力取
り出し回路に与えるようにしたことを特徴上するｔ、の
である。

（ホ）Ｘ　施　例 以下、この発明の実施例を図面について説明する。

図において、この回路は材料試験機のトルク軸力セル（
１）のトルク検出出力および軸力検出出力を取り出すよ
うにしたものである。トルク軸力セル（１）は材料試験
機の機枠（２）に固定されている。

そして、試験片（３）がトルク軸力セル（１）およびｉ
！ＪＴ−ｑロフト（４）に連結されている。また、この
材料試験機は）・ルクアクチュエータ（５）および軸／
１アクチュエータ（１３）を有し、軸カアタチューＬ−
タ（６）は機枠（２）に固定されている。Ｑ　ｌ；；ｉ
　＋、＋ソト（４）はトルクアクチュエータ（５）と軸
カーｒクチュエータ（６）に共通のもので、垂直に配置
され、軸力アクチェ（エータ（６）を貫通し、トルクア
クチュエータ（５）までのびている。トルクアクチュエ
ータ（５）はガイドロッド（７）に嵌合され、昇降可能
に案内されている。

）・ルク軸力セル（１）は一対のストレーンゲージ（８
八）、（８Ｂ）を有する。ストレーンノｒ゛−ン（８へ
）は試験片（３）の１−ルタを検出するための１ので、
タローストループ制御回路（９八）の１・１１アンプ（
ＩＯＡ）に接続されている。アンプｆｌＯＡ）はアンプ
レンジ切換装置（ＩＩＡＩムよびアンプ（＋２Ａ）に接
続され、アンプ（１２Ａ）はトルク７′クチユエータ（
５）のサーボ弁（１３Ａ）に接続されている。さらに、
ファンクションシエネレーク（Ｉ４）がアンプ（＋２Ａ
）とサーボ弁（１３Ａ　１間に接続されている。ストレ
ーンゲージ（８Ｂ）は試験片（３）の軸力を検出ずろた
めのｔ）ので、クロース１−ループ制卸回路（９Ｂ）の
軸カアンブ（１０８）に接続されている。アンプ＋１０
Ｂ）はアンプレンジ切換装置（ＩＩＢ）およびアンプ（
１２８１に接続され、アンプ＋１２Ｂ）は軸力アクチュ
エータ（６）のサーボ弁（１３Ｂ）に接続されている。

そして、ファンクションジェネレータ（１４）がアンプ
（１２Ｂ）とサーボ弁（１３Ｂ１間に接続されている。

、さらに、この回路は一対の補助回路（１５Ａ）、　（
１５Ｂ）を有する。そして、各補助回路（１５Ａ）、（
１５Ｂ＞にそれぞれ調整器（１６Ａ）、（１６Ｂ＞が設
けられ、調整器（＋６Ａ）、（１６Ｂ）はクロースドル
ープ制御回路（９八）のアンプ（ＩＯＡ）とアンプレン
ジ切換装置（ＩＩＡ１問およびクロースドループ制御回
路（９Ｂ）のアンプ（ＩＯＢ）とアンプレンジ切換装置
７ｆｆｉ（ＩＩＢ）間に接続されている。これらｈａ助
回路（１５Ａｌ、（１５Ｂ）およびその調整器（＋６Ａ
）、（１６Ｂ）の作用については後述する。

前記のように嗜成された材料試験機において、トルクア
クチュエータ（５）に油圧を供給すると、トルクアクチ
ュエータ（５）および負荷ロッド（４）によっで試験バ
（：３）にトルクをｖＪＩ；１ｉ−ｊろことｈ　’　−
８きる。これと同時に、軸カアクチュｊ−−タ（６）に
油圧を供給すると、試験片（３）に軸力をｆｘ　ｉＪす
ることができる。したがって、試験片（３）をＩｌｌみ
合わせ応力試験することができる。試験片く３）に交番
トルクおよび交番軸力を負荷することらできる。

また、試験片（３）にトルクか負荷されると、トルク軸
力検出ヒル（１）のストレーンゲーノ（８八）によって
試験片（３）のトルクが検出される。そのトルク検出出
力はクロースドループ制御回路（９Ａ）のトルクアンプ
（ＩＯＡ）に与えられ、アンプレンジ切換装置＋ＩＩＡ
）を通り、アンプ（＋２Ａ）に与えられる。そして、フ
ァンクションンエ不レーク（１４）の設定信号と比較さ
れ、トルクアクチュエータ（５）のサーボ弁（１３Ａ）
に与えられる。したかって、クロースドループ制御回路
（９Ａ）および→Ｊ−ボ井（１３Ａ）によってトルクア
クチュエータ（５）がフィードＩくツク制御され、ファ
ンクションン１不レーク（１４）の設定信号に応じて試
験片（３）にトルクが負荷される。また、試験片（３）
に軸力か負荷されろ、と、トルク軸り検出ヒル（１）の
ストレーンゲ−７（３Ｂ）によって試験片（３）の軸力
が検出される。

その軸力検出出力はクロースドループ制御回路（９Ｂ）
のトルクアンプ（ＩＯＢ＞に与えられ、アンプレンジ切
換装置（ＩＩＢ＞を通り、アンプ（１２Ｂ）に与えられ
る。そして、ファンクションジェネレータ（１４）の設
定信号と比較され、軸力アクチュエータ（１逼）の４Ｆ
−ボ井（１３１３＞に与えられる。したがって、クロー
スドループ制御回路（９Ｂ）およびサーボ弁＋１：３Ｂ
）によって軸力アクチュエータ（６）がフィード！・ノ
ン制御され、ファンクンヨンシェ不レーク（１４）の設
返信壮にｔ、；５じて試験片（３）に軸力が負荷される
。

しかしながら、成果はトルク軸力セル（１）のトルク検
出出力と軸力検出出力に相互干渉が生じ、これがトルク
アクチュエータ（５）および軸力アクチュエータ（６）
のフィードバック制御に影響していたのは前述した七お
りである。この回路はトルク検出出力上軸力検出出力の
相互干渉を１１「慣することかでき、トルクアクチュエ
ータ（５）および軸カアンチュエータ（６）を正確に制
１ｉｌｌ−Ｊることかできろ。たとえば、２０一ストル
ーブ制御回路（９Ｂ）によってトルク軸力セル（１）の
軸力検出出力が取り出されると、補助回路（１５Ａ）に
よってトルク軸力セル（１）の軸力検出出力から信号が
取り出される。さらに、調整器（１６Ａ）によ、て補助
回路（ＩｓＡ）の信号がレベル調整される。そして、試
験片（３）に軸力だけをｔ′１荷したときトル２軸／、
ヒル（１）に生じるトルク検出出力、すなわち相互干渉
によって生じるトルク検出出力上置しヘルの信号が取り
出される。軸力だけを負荷したときトルク軸力セル（１
）に生じるトルク検出出力の大きさはトルク軸力セル（
１）の軸力検出出力に比１ζ１する。

したがって、そのトルク検出出力フと同しヘルの信号を
トルク軸力セル（１）の軸力検出出力からＩＩＭり出ず
のは容易である。調整器（１６Ａ）だけでこわ、を達成
することができる。そして、その借りがトルク軸力セル
（１）のトルク検出出力と逆極性でクロースドループ制
御回路（９Ａ）に与えられる。したがって、相互干渉に
よって生じるトルク検出出力は１１１４″！される。こ
れに、上−２て＋１Ｉ−１＋’−ｌ渉がｔ市１賃され１
．：１（験Ｊ’ｌ　（：＋　１のトルクに対応するし１
り検出出力だけか−１“ンフレンジ切換′装置（ｌｌｔ
いを通り、アンプ（１２八）（こ与えられる。しｔこか
って、トルクアクチー、エータ（５）を正確に制御する
ことができる。

同様に、クロースドループ制御回路（９Ａ）によっで］
・ルタ軸力セル（１）のトルク検出出力が取り出される
と、補助回路（ｌ’、＋［１）によってトルク軸力ピル
（１１のトルク検出出力から信叶か取り出される。さら
に、調整器（１６Ｂ）によって補助回路（１５Ｂ）の信
号がレヘル調整され、試験片（３）にトルクだけを鉤侍
したときトルク軸力セル＋１）に生じる軸力検出出力と
同しヘルの（８号が取り出される。

そして、その信号がトルク軸力セル（１）の軸力検出出
力と；！！！ｈ性でクロースドループ制御回路（９Ｂ）
に与えられる。これによって相互干渉が補償され、試験
片（３）の軸力に対応する軸力検出信号だけがアンプレ
ンジ切換装置（ＩＩＢＩを通り、アンプ（１２Ｂ）に与
えられろ。したがって、軸カアクチュ」−一タ（ＩＮ）
を正確に制御することができる。

したがつで、軸力ｌ゛ンｒ−ｔ−１−タ　ｌｉ　）Ｉニ
Ｌ、（−１；Ｉ（験１ｉ’（：ｌ　）に軸ノＪだけを１
’＋　’６ｉｉ　’Ｊ−ろＬ：倉、用足１ｉし東のよう
に試験片（３）に交番トルクかｒｊ尚：：れるという問
題は生じない。トルタｒクーｆ−ユ上−タ（５）によっ
て試験片（３）にトルクだけをｆ’＋　ｉＩ；ｉすると
き、−（駒片（３）に交番軸力はｔ１荷されｔμ・。さ
らに、試験片（３）に交番トルクおよび交番軸力を！Ｉ
前するとき、１−ルク検出出／、および軸力検出出力の
相互干渉が補償され、その出力誤差か補正されろ。

したがって、トルクアクチュエータ（５）および軸カア
シチュエータ（６）を正確に制御することかでき、交番
トルクおよび交番軸力をｉＥ　＆’＆にＶｓ　’＆：ｒ
することかできる。

（へ）効　　　渠 以上説明したように、この発明は、トルク検出出力と軸
力検出出力の相互干渉を補償することかできる。したが
って、トルクアクチュエータおよび軸力アクチュエータ
を正確に制御することかでき、所期の目的を達成するこ
とかてきるらのである。

１１４而の筒中１１説明 図面はこの発明の一実施例を示４回路図である。

（１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・トルク軸
力セル（９＼）１９１３＞・・・・・り１−１−ストル
ープ制御回路＋１５Ａ）、（ｌｂＢ）・・・・補助回路
（１６Ａ）、（１６Ｂ）・・・・・・調整器持許出頓人
　株式会社島津製作所 代　　理　　人　　枡　　実　　健　　部（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トルク軸力検出器のトルク検出出力および軸力検出出力
   を取り出すようにした回路において、軸力だけを負荷し
   たとき前記検出器に生じるトルク検出出力と同レベルの
   信号を前記検出器の軸力検出出力から取り出し、これを
   前記検出器のトルク検出出力と逆極性でトルク検出出力
   取り出し回路に与える補助回路と、 トルクだけを負荷したとき前記検出器に生じる軸力検出
   出力と同レベルの信号を前記検出器のトルク検出出力か
   ら取り出し、これを前記検出器の軸力検出出力と逆極性
   で軸力検出出力取り出し回路に与える補助回路とからな
   るトルク検出出力と軸力検出出力の相互干渉補償回路。