JPS6230929A - 電気油圧式試験機の制御装置 - 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 本発明は例えばコンク、リートや構造物等の供試体の荷
重試験を行なう電気油圧式試験機の制御装置に関する （口）従来技術 電気油圧式試験機においては、荷重試験での供試体の弾
性域から塑性変形域あるいは破壊域への変化に応じて荷
重制御から大変位の変位制御に切り換わる際に荷重の変
動が生じる。この原因は、荷重制御と変位制御における
制御精度の絶対量の差により生じるものである。例えば
、荷重制御において荷重レンジがＯ〜２０ｔで変位がＯ
〜１１１であると、制御精度が１　／１０００の場合に
は、その絶対量は１μであり、この１μ当りの荷重は０
．０２ｔとなる。一方、変位制御において変位レンジが
０〜２００ｆｉであると、制御精度が１　／１０００の
場合その絶対量は２００μである。この１μと２００μ
の制御精度の差により、荷重制御から変位制御へ切り換
わるときに０．０２ｘ２００　＝４　を程度の荷重変動
が生しる。

この荷重制御から変位制御へ切り換わる時に荷重変動が
生じると、供試体にノイズ的荷重変動を与えることにな
り、供試体の破壊あるいは損傷を招く。このため、正し
く試験が行えないという結果になる。

（ハ）発明の目的 本発明６才上記事情に鑑メでなされたものであり、その
目的は、荷電制御と変位制御の制御動作の切り換え時に
荷重変動が生しないようにした電気油圧式試験機の制御
装置を提供することである。

（ニ）発明の構成 本発明による電気油圧式試験機の制御装置においては、
アクチェータにより供試体に加える荷重を制御する荷重
制御系と、上記アクチェータの微少変位を制御する微少
変位制御系と、−上記アクチェータの変位を制御する変
位制御系と、上記供試体に加わる荷重を記憶する荷重記
憶手段と、上記アクチェータの変位を記憶する変位記憶
手段と、荷重制御のときは上記荷重記憶手段の出力に応
して一上記荷重制御系を動作させるとともに上記微少変
位制御系を動作さセ、変位制御のときは上記変位記憶手
段の出力に応じて上記変位制御系を動作させるとともに
ｌ二記微少変位制御系を輪作さ１！る動作切換手段とを
備えたことを特徴とする。

（ホ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

アクチェータ１にはサーボ弁２を介して油圧源３から油
圧部が供給され、サーボ弁２により浦用油の流量と方向
が制御されてアクチェータ１のピストン４が矢印ａ方向
へ駆動される。ピストン４の先端にはロードセル５が配
置され、このロードセル５を介してアクチェータ１によ
り供試体６に荷重が加えられる。

微少変位針コイル７は支持部材８に設置され、この微少
変位針コイル７を貫通自在である鉄心９はピストン４の
一端に支持部材１０を介して支持される。支持部材８は
ネジ１１の回転により矢印ａ方向へ移動自在であり、ネ
ジ１１はモータ１２により回転駆動される。ネジ１１は
両端部が支持部材１３．１４により回転自在に支持され
、支持部材１３．１４はアクチェータ１を構成するシリ
ンダ１５に固設される。マグネスケール１６は、その両
端部が支持部材１３．１４により支持され、ネジ１１と
並行方向にシリンダ１５に支持される。

マグネスケール川６のヘッド１７は、支持部材８に設置
される。

荷重入力設定部１９は、試験信号設定部１８からの荷重
設定データに応じた荷重設定信号を出力する。ロードア
ンプ２０は、ロードセル５からの荷重検出信号を増幅す
る。信号記録部２１は、ロードアンプ２０からの荷重検
出信号を受け、スイッチＳＷ３がＬ　１ｕｌｌに閉じる
と、この直前の荷重検出信号を記憶するとともに出力す
る。荷重制御ゲイン調整部２２は、荷重入力設定部１９
と信号記録部２１の出力の加算値とロードアンプ２０の
出力との偏差に対するゲイン調整を行なう。この荷重制
御ゲイン調整部２２の出力は、スイッチＳＷ１を介して
サーボアンプ２３に与えられ、サーボアンプ２３の出力
ばサーボ弁２に与えられる。

微少変位入力設定部２４は、試験信号設定部１８からの
微少変位設定デ、−夕に応した微少変位設定信号を出力
する。微少変位アンプ２５ば、微少変位計コイル７から
の微少変位検出信号を増幅する。

変位制御ゲイン調整部２６．２７は、微少変位入力設定
部２４の出力と微少変位アンプ２５の出力との偏差に対
してそれぞれゲイン調節を行ない、この変位制御ゲイン
調整部２６．２７の出力はスイッチＳＷＩ、ＳＷ２を介
してサーボアンプ２３゜２８にそれぞれ入力される。サ
ーボアンプ２８の出力は、モータ１２に供給される。

マグネスケール入力設定部２９は、試験信号設定部１日
からの変位設定データに応じたマグネスケール設定信号
すなわち微少変位計コイル７の位置設定信号を出力する
。マグネスケールアンプ３０は、マグネスケール１６の
ヘッド１７からの信号すなわち微少変位計コイル７の位
置検出信号を増幅する。信号記録部３１は、マグネスケ
ールアンプ３０からの位置検出信号を受け、スイッチＳ
Ｗ４がＳ側に閉しると、この直前の位置検出信号を記１
．ａするとともに出力する。マグネスケール制御ゲイン
調整部３２は、マグネスケール入力設定部２９と信号記
録部３１の出力の加算値とマグネスケールアンプ３０の
出力との偏差に対するゲイン調整を行なう。このマグネ
スケール制御ゲイン調整部３２の出力は、スイッチＳＷ
２を介してサーボアンプ２８に与えられる。

スイッチＳＷＩ、ＳＷ２．ＳＷ３．ＳＷ４は、荷重制御
モードのときには１７側に閉じ、変位制御モードのとき
にＳ側に閉じることにより、制御動作の切り換えを行な
う。

荷重制御モードでは、荷重入力設定部１９、荷重制御り
−イン調整部２２、サーボアンプ２３、サーボ弁２、ア
クチェータ１、ロードセル５並びにロードアンプ２０か
らなる荷重制御系により供試体６に加えられる荷重が制
御される。さらに、荷重制御モードでは、ピストン４の
移動にともなう微少変位計コイル７の出力変化が微少変
位アンプ２５で増幅され、この微少変位針コイル７の出
力と微少変位入力設定部２４からの微少変位設定信号と
の偏差に応じてモータ１２が駆動され、微少変位計コイ
ル７の出力信号が微少変位設定値に追従するように微少
変位針コイル７の位置が制御される。このときの微少変
位計コイル７の位置はマグネスケール１６により検出さ
れ、この位置検出信号はマグネスケール１６のヘッド１
７からマグネスケールアンプ３０を経て信号記録部３１
に人力される。

荷重制御モードから変位制御モードに移行する際には、
スイッチＳＷＩ、ＳＷ２．ＳＷ３．ＳＷ４がＩ７側から
Ｓ側に切り換わり、信号記録部３１はモードが切り換わ
る直前の荷重制御モードにおける微少変位計コイル７の
位置信号を記憶し、続いてこの記憶した位置信号を出力
する。

変位制御モードでは、マグネスケール入力設定部２９、
マグネスケール制御ゲイン調整部３２、サーボアンプ２
８、モータ１２、ヘッド１７、マグネスケール１６並び
にマグネスケールアンプ３０からなる制御系と、微少変
位入力設定部２４、変位制御ゲイン調整部２６、サーボ
アンプ２３、サーボ弁２、マクチェータ１、微少変位針
コイル７並びに微少変位アンプ２５からなる制御系によ
り、アクチェータ１の変位が制御される。

この変位制御モードでは、マグネスケール入力設定部２
９からの微少変位計コイル７の位置設定信号に応してモ
ータＩ２が駆動され、微少変位計コイル７は荷重制御モ
ードのときの位置からこのマグネスケール入力設定部２
９の設定信号に応じた位置へ移動する。このとき、微少
変位計コイル７と鉄心９の相対位置が変化することによ
り微少変位計コイル７の出力変化が生じ、微少変位入力
設定部２４の出力と微少変位アンプ２５の出力との偏差
に応じてサーボアンプ２３を介してサーボ弁２が駆動さ
れ、ピストン４が微少変位針コイル７の移動に追従して
移動する。すなわち、アクチェータ１の変位は、マグネ
スケール入力設定部２９の設定信号に応して制御される
。

荷重制御モードから変位制御モードへ切り換わる際には
、信号記録部３１で記憶した微少変位計コイル７の位置
すなわち、変位制御モードへ移行する直前の荷重制御モ
ードにおける微少変位計コイル７の位置を起点として変
位制御へ移行する。

したがって、荷重制御モードから変位制御モードへ移行
する際のアクチェータ１における荷重変動は発生しない
。

信号記録部２１には、この変位制御モードにおいて供試
体６に加わる荷重の検出信号がロードアンプ２０を経て
与えられる。変位制御モードから荷重制御モードに切り
換わる際には、スイッチＳＷ３がＳ側から■７側に切り
換わることにより、信号記録部２１はモードが切り換わ
る直前の変位制御モードにおける荷重信号を記憶し、続
いてこの記憶した荷重信号を出力する。そして、変位制
御モードから荷重制御モードへ切り換わる際には、信号
記録部２１で記憶した荷重を起点として荷重制御へ移行
する。したがって、変位制御モードから荷重制御モード
へ移行する際のアクチェータ１における荷重変動は発生
しない。

（ハ）発明の詳細 な説明したように、本発明においては、荷重制御と変位
制御の制御動作を切り換える際に切り換えの直前の荷重
あるいは変位を記憶し、この記↑ａした４：ｊ重あるい
は変位にもとづいて切り換えた後の荷重制御あるいは変
位制御を行なうようにしたので、制御動作の切り換えの
際にアクチェータにおりる何重変動が発生せず、供試体
の破壊あるいはｔＦ４　（Ｍを無くし、試験の失敗を防
止することができる。

４、　図面の簡Ｉ！ｌｓ、な説明 図面は本発明実施例の構成を示すブロック図である。

１・・・アクチェータ ２・・・サーボ弁 ５・・・ロー１−セル ６・・・供試体 ７・・・微少変位計コイル １２・・・モータ １６・・・マグネスケール １９・・・荷重入力設定部 ２０・・・ｏ−ドアンプ ２１．３］・・・信号記録部 ２２．２６，２７．３２・・・ゲイン調整部２３．２８
・・・ザーボ了ンフ。

２４・・・微少変位入力設定部 ２５・・・微少変位アンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクチエータにより供試体に加える荷重を制御する荷重
   制御系と、上記アクチエータの微少変位を制御する微少
   変位制御系と、上記アクチエータの変位を制御する変位
   制御系と、上記供試体に加わる荷重を記憶する荷重記憶
   手段と、上記アクチエータの変位を記憶する変位記憶手
   段と、荷重制御のときは上記荷重記憶手段の出力に応じ
   て上記荷重制御系を動作させるとともに上記微少変位制
   御系を動作させ、変位制御のときは上記変位記憶手段の
   出力に応じて上記変位制御系を動作させるとともに上記
   微少変位制御系を動作させる動作切換手段とを備えたこ
   とを特徴とする電気油圧式試験機の制御装置。