(57)【要約】【課題】  分解能の高い変位計の出力から分解能の低い変位計の出力に切り替えたときの測定値の接続を滑らかに行うことが可能な変位測定装置および材料試験機を提供する。【解決手段】  変位測定装置４０は、小変位計６０からの信号をカウントするカウンタ７１と、カウンタ７１の計数値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部７２と、変位測定装置４０から制御部２３への出力を、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替えるタイミングを調整するための調整信号を生成し出力する調整信号生成部７３と、判定部７２からの入力の後に入力された調整信号生成部７３からの調整信号のタイミングで切替信号を生成して出力する切替信号発生部７４と、切替信号発生部７４からの出力を受けて、変位測定装置４０の出力を、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替える切替部７７を備える。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解能が異なる複数の変位計を備え、被測定物の変位状態に応じて、変位測定値としての出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力へと切り替える変位測定装置であって、
前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部と、
当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力に切り替えるタイミングを調整する調整信号を、前記複数の変位計のうち出力切替目標となる分解能が低い変位計から出力されたデジタル信号の１／２ディジット分の位置で生成し出力する調整信号生成部と、
前記判定部が前記カウンタの値が予め設定されたしきい値より大きいと判断された後に、前記カウンタの値が前記調整信号生成部より入力された調整信号のタイミングに到達したときに、当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力に切り替えるための信号を発生する切替信号発生部と、
を備えることを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変位測定装置において、
前記複数の変位計のうち分解能の低い変位計から出力されるデジタル信号を、前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号のディジットに変換する変換部を備える変位測定装置。
【請求項３】
分解能が異なる第１の変位計と第２の変位計を備え、被測定物の変位状態に応じて、変位測定値としての出力を、分解能が高い第１の変位計の出力から、分解能が低い第２の変位計の出力へと切り替える変位測定装置であって、
前記第１の変位計から出力されるデジタル信号をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部と、
当該変位測定装置からの出力を、前記第１の変位計の出力から、前記第２の変位計の出力に切り替えるタイミングを、前記第２の変位計から出力されたデジタル信号の１／２ディジット分の位置で生成し出力する調整信号生成部と、
前記判定部が前記カウンタの値が予め設定されたしきい値より大きいと判断した後に、前記カウンタの値が前記調整信号生成部から入力された調整信号のタイミングに到達したときに、当該変位測定装置からの出力を、前記第１の変位計の出力から前記第２の変位計の出力に切り替えるための信号を発生する切替信号発生部と、
を備えることを特徴とする変位測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の変位測定装置において、
前記第２の変位計から出力されるデジタル信号を、前記第１の変位計から出力されるデジタル信号のディジットに変換する変換部を備える変位測定装置。
【請求項５】
分解能が異なる複数の変位計を備え、試験片の変位状態に応じて、変位測定値としての出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力へと切り替える変位測定装置を備え、前記試験片に対して負荷を与えることにより材料試験を実行する材料試験機において、
前記変位測定装置は、
前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部と、
当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力に切り替えるタイミングを調整する調整信号を、前記複数の変位計のうち出力切替目標となる分解能が低い変位計から出力されたデジタル信号の１／２ディジット分の位置で生成し出力する調整信号生成部と、
前記判定部が前記カウンタの値が予め設定されたしきい値より大きいと判断された後に、前記カウンタの値が前記調整信号生成部より入力された調整信号のタイミングに到達したときに、当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、より分解能が低い変位計の出力に切り替えるための信号を発生する切替信号発生部と、
を備えたことを特徴とする材料試験機。
【請求項６】
請求項５に記載の材料試験機において、
前記変位測定装置は、前記複数の変位計のうち分解能が低い変位計から出力されるデジタル信号を、前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号のディジットに変換する変換部を備え、
前記変位測定装置から出力されるデジタル信号をカウントする変位カウンタと、
前記変位カウンタが積算した値を変位量に換算する演算部と、
を有する制御部を備える材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷が与えられた試験片の変位を測定する変位測定装置および材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料試験を実行する材料試験機においては、試験片の両端部を一対のつかみ具により把持した状態で、つかみ具の一方を他方に対して近接または離隔させることによって試験片に負荷を与えている。そして、負荷を与えられた試験片の変位は、接触式または非接触式の変位測定装置により測定される。
【０００３】
特許文献１には、上アームと下アームにより試験片の所定の位置を挟み込み、引張負荷が与えられた試験片の伸びに伴って移動する上アームと下アームの位置から試験片の変位を求める変位測定装置が記載されている。また、特許文献２には、材料試験機の支柱に試験片を撮影するビデオカメラを配置し、引張負荷が与えられた試験片の伸びに伴って移動する試験片に記された標線間の距離を、ビデオカメラの撮影画像に基づいて求めることにより、試験片の変位を測定する非接触式伸び計が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３３３８２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、多種多様な材料に対する試験を実行可能とするために、分解能が高く細かい幅で測定を行う小変位計と、分解能が低く粗い幅で広範囲の測定を行う大変位計を備える変位測定装置が、材料試験機に配設されている。このような変位測定装置は、例えば、試験開始直後の微小な変位を測定しているときは、小変位計による測定値を材料試験機の制御部へ出力し、試験片が所定の長さまで伸びると、より広範囲の変位を測定できる大変位計による測定値を材料試験機の制御部へ出力するようにしている。
【０００６】
しかしながら、変位測定装置から制御部への出力を、小変位計の出力から大変位計の出力へと切り替えるときのタイミングによって、出力を切り替えた時に、測定値が不連続となることがある。
【０００７】
図７および図８は、従来の変位測定装置の出力を示す模式図である。図７（ａ）および図８（ａ）は、小変位計の出力信号、大変位計の出力信号および切替信号のタイミングチャートである。図７（ｂ）および図８（ｂ）は、小変位計から大変位計へ切り替えたときの出力変化を示すグラフである。なお、このグラフでは、大変位計のデジタル出力の１ディジットが、小変位計のデジタル出力の１０ディジットに相当するものとする。なお、ディジットは各変位計のデジタル信号の最小単位である。
【０００８】
変位測定装置の出力を、小変位計から大変位計へ切り替える切り替え点は、分解能の高い小変位計の測定範囲を考慮して、予め決められる。この切り替え点が、大変位計の出力が１ディジット変化した直後であった場合には、変位測定装置の出力は、次の大変位計の出力が入力されるまでの間、切り替え時の小変位計の測定値から変化しないことになる。このため変位測定装置の出力の平均値（大変位計の出力の平均値）が、図７（ｂ）に細い実線で示す小変位計の出力の平均値よりも、破線で示すように低くなる方にずれる。
【０００９】
一方で、切り替え点が、大変位計のデジタル出力が１ディジット変化する直前であった場合には、小変位計の出力が切り替え点に到達するとすぐに、変位測定装置の出力として、大変位計の出力が反映される。このため、変位測定装置の出力の平均値（大変位計の出力の平均値）が、図８（ｂ）に細い実線で示す小変位計の出力の平均値よりも、破線で示すように高くなる方にずれる。
【００１０】
このように、従来では、変位測定装置の出力を、小変位計の出力から大変位計の出力に切り替えるときの切り替え点の位置（図７および図８参照）により、変位測定装置の測定値の平均値が、切り替え点の前後で、最大、大変位計の出力の±０．５ディジット分の範囲でずれる。このような切り替えタイミングの違いによる変位測定装置の出力の平均値のずれは、変位計間の分解能の差が大きければ大きいほど、切り替え点の前後での測定値の不連続性として観察されることになる。
【００１１】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、分解能の高い変位計の出力から分解能の低い変位計の出力に切り替えたときの測定値の接続を滑らかに行うことが可能な変位測定装置および材料試験機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、分解能が異なる複数の変位計を備え、被測定物の変位状態に応じて、変位測定値としての出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力へと切り替える変位測定装置であって、前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号をカウントするカウンタと、前記カウンタの値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部と、当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力に切り替えるタイミングを調整する調整信号を、前記複数の変位計のうち出力切替目標となる分解能が低い変位計から出力されたデジタル信号の１／２ディジット分の位置で生成し出力する調整信号生成部と、前記判定部が前記カウンタの値が予め設定されたしきい値より大きいと判断された後に、前記カウンタの値が前記調整信号生成部より入力された調整信号のタイミングに到達したときに、当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力に切り替えるための信号を発生する切替信号発生部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の変位計のうち分解能の低い変位計から出力されるデジタル信号を、前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号のディジットに変換する変換部を備える。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、分解能が異なる第１の変位計と第２の変位計を備え、被測定物の変位状態に応じて、変位測定値としての出力を、分解能が高い第１の変位計の出力から、分解能が低い第２の変位計の出力へと切り替える変位測定装置であって、前記第１の変位計から出力されるデジタル信号をカウントするカウンタと、前記カウンタの値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部と、当該変位測定装置からの出力を、前記第１の変位計の出力から、前記第２の変位計の出力に切り替えるタイミングを、前記第２の変位計から出力されたデジタル信号の１／２ディジット分の位置で生成し出力する調整信号生成部と、前記判定部が前記カウンタの値が予め設定されたしきい値より大きいと判断した後に、前記カウンタの値が前記調整信号生成部から入力された調整信号のタイミングに到達したときに、当該変位測定装置からの出力を、前記第１の変位計の出力から前記第２の変位計の出力に切り替えるための信号を発生する切替信号発生部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第２の変位計から出力されるデジタル信号を、前記第１の変位計から出力されるデジタル信号のディジットに変換する変換部を備える。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、分解能が異なる複数の変位計を備え、試験片の変位状態に応じて、変位測定値としての出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力へと切り替える変位測定装置を備え、前記試験片に対して負荷を与えることにより材料試験を実行する材料試験機において、前記変位測定装置は、前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号をカウントするカウンタと、前記カウンタの値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部と、当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、分解能が低い変位計の出力に切り替えるタイミングを調整する調整信号を、前記複数の変位計のうち出力切替目標となる分解能が低い変位計から出力されたデジタル信号の１／２ディジット分の位置で生成し出力する調整信号生成部と、前記判定部が前記カウンタの値が予め設定されたしきい値より大きいと判断された後に、前記カウンタの値が前記調整信号生成部より入力された調整信号のタイミングに到達したときに、当該変位測定装置からの出力を、分解能が高い変位計の出力から、より分解能が低い変位計の出力に切り替えるための信号を発生する切替信号発生部と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記変位測定装置は、前記複数の変位計のうち分解能が低い変位計から出力されるデジタル信号を、前記複数の変位計のうち最も分解能が高い変位計から出力されるデジタル信号のディジットに変換する変換部を備え、前記変位測定装置から出力されるデジタル信号をカウントする変位カウンタと、前記変位カウンタが積算した値を変位量に換算する演算部と、を有する制御部を備える。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、請求項３および請求項５に記載の発明によれば、変位測定装置の出力を、分解能が高い変位計の出力から分解能が低い変位計の出力に切り替えるときのタイミングを調整する調整信号を生成する調整信号生成部を備えることから、分解能の高い変位計の測定値がしきい値を超えたタイミングの違いにより、切り替え点の前後において測定値の平均値がずれる現象を低減することが可能となる。
【００１９】
請求項２、請求項４および請求項６に記載の発明によれば、変換部の作用により変位測定装置の出力の最小単位を統一することにより、測定値を容易に変位量に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る材料試験機の概要図である。
【図２】変位測定装置４０における大変位計５０の概要図である。
【図３】変位測定装置４０における小変位計６０の概要図である。
【図４】変位測定装置４０の機能的構成を示すブロック図である。
【図５】変位測定装置４０の出力を小変位計６０から大変位計５０の出力に切り替える手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の変位測定装置４０の出力を示す模式図である。
【図７】従来の変位測定装置の出力を示す模式図である。
【図８】従来の変位測定装置の出力を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る材料試験機の概要図である。
【００２２】
この材料試験機は、テーブル１６と、床面に立設された一対の支柱１９と、各支柱１９の内部におけるテーブル１６上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹１１と、これらのねじ棹１１に沿って移動可能なクロスヘッド１３と、このクロスヘッド１３を移動させて試験片１０に対して試験力を付与するための負荷機構３０とを備える。なお、図１においては、一対の支柱１９のうち紙面左側の支柱１９を取り払った状態を図示している。
【００２３】
クロスヘッド１３は、一対のねじ棹１１に対して、図示を省略したナットを介して連結されている。各ねじ棹１１の下端部は、負荷機構３０に連結されており、負荷機構３０における動力源としてのモータからの動力が、一対のねじ棹１１に伝達される構成となっている。一対のねじ棹１１が同期して回転することにより、クロスヘッド１３は、これら一対のねじ棹１１に沿って昇降する。
【００２４】
クロスヘッド１３には、試験片１０の上端部を把持するための上つかみ具２１が付設されている。一方、テーブル１６には、試験片１０の下端部を把持するための下つかみ具２２が付設されている。引張試験を行う場合には、試験片１０の両端部をこれらの上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持した状態で、クロスヘッド１３を上昇させることにより、試験片１０に試験力（引張荷重）を負荷する。このときに、試験片１０に作用する試験力はロードセル１４によって検出され、制御部２３に入力される。また、試験片１０は、テーブル１６に配設された接触式の変位測定装置４０により、その変位量が測定される。
【００２５】
制御部２３はＣＰＵ等を備えるコンピュータやシーケンサーによって構成される。図１に示すように、この制御部２３には、ロードセル１４と、負荷機構３０と、変位測定装置４０が接続される。そして、制御部２３は、ロードセル１４からの試験力データや変位測定装置４０からのデータを取り込んで、データ処理を実行する。このような制御部２３での演算等の処理により、試験片１０に対する試験力と試験片１０の変位量が求められる。
【００２６】
図２は、変位測定装置４０における大変位計５０の概要図である。図２（ａ）は左側面図であり図２（ｂ）は正面図である。また、図３は、変位測定装置４０における小変位計６０の概要図である。
【００２７】
変位測定装置４０は、試験片１０の大きな変位（例えば、数ｍｍ〜数百ｍｍの伸び）を計測する大変位計５０と、微小な変位（例えば、数μｍ〜数ｍｍの伸び）を測定する小変位計６０とから構成される。大変位計５０は、この発明の分解能が低い変位計（第２の変位計）に相当し、小変位計６０は、この発明の分解能が高い変位計（第１の変位計）に相当する。なお、大変位計５０および小変位計６０は、測定値をデジタル信号で出力するデジタル変位計である。そして、大変位計５０の出力の１ディジットは、小変位計６０の出力のＮディジット（Ｎは任意の数）に相当する。以下、この明細書では、大変位計５０の出力の１ディジットは、小変位計６０の出力の１０ディジットに相当し（すなわち、Ｎ＝１０）、小変位計６０の出力の１ディジットは、２μｍの変位量に相当するものと仮定して説明する。なお、Ｎは大変位計と小変位計の設計上で決まる値であるのでどのような値でも可能であり、いずれの場合も本発明に含まれる。
【００２８】
大変位計５０は、支柱５１ａ、５１ｂ、ガイドレール５２、プーリ５３ａ、５３ｂ、ロータリエンコーダ５４ａ、５４ｂ、上アーム５６、下アーム５７、一対のワイヤ５８ａ、５８ｂ、および、一対のバランスウェイト５９ａ、５９ｂを備える。支柱５１ａ、５１ｂは、試験片１０の負荷方向に立設されている。ガイドレール５２は、支柱５１ａと支柱５１ｂとの間に設けられている。プーリ５３ａ、５３ｂおよびロータリエンコーダ５４ａ、５４ｂは、各支柱５１ａ、５１ｂの上端に配設され、プーリ５３ａの回転軸にはロータリエンコーダ５４ａが、プーリ５３ｂの回転軸にはロータリエンコーダ５４ｂがそれぞれ連結されている。
【００２９】
ガイドレール５２には、それぞれ上アーム５６と下アーム５７が昇降可能に保持されている。プーリ５３ａにはワイヤ５８ａが、プーリ５３ｂにはワイヤ５８ｂがそれぞれ巻き回されている。ワイヤ５８ａの一端に上アーム５６が接続され、他端にバランスウェイト５９ａが吊持されている。同様に、ワイヤ５８ｂの一端に下アーム５７が接続され、他端にバランスウェイト５９ｂが吊持されている。
【００３０】
上アーム５６と下アーム５７は、上つかみ具２１と下つかみ具２２によりその両端を把持された試験片１０を、それぞれ挟み込むように、互いに所定の距離だけ離間させて配置される。なお、図示は省略するが、上アーム５６と下アーム５７は、それぞれ一対の開閉レバーと、この開閉レバーを動作させるアクチュエータを有し、アクチュエータにより開閉レバーを開閉させることにより、試験片１０に対して着脱可能となっている。
【００３１】
引張試験を実行しているときには、試験片１０の伸びに追従して、上アーム５６および下アーム５７がガイドレール５２に沿って移動する。上アーム５６の移動量に応じたプーリ５３ａの回転量を検出するロータリエンコーダ５４ａから出力されたパルスと、下アーム５７の移動量に応じたプーリ５３ｂの回転量を検出するロータリエンコーダ５４ｂから出力されたパルスとの差が、この大変位計５０による試験片１０の変位の測定値となる。なお、この実施形態では、上アーム５６と下アーム５７との間の距離をロータリエンコーダ５４ａ、５４ｂの出力から求めるようにしているが、例えば、ガイドレール５２にリニアエンコーダを配設し、このリニアエンコーダの出力から上アーム５６と下アーム５７との間の距離の変化を求め、大変位計５０による試験片１０の変位の測定値としてもよい。
【００３２】
小変位計６０は、支持部６１と、自重により支持部６１から突出する接触棒６２を備える。この小変位計６０は、大変位計５０の上アーム５６に支持部６１を固定し、接触棒６２の下端が下アーム５７の上端に接触するように取り付けられる。支持部６１内には、図示を省略したリニアエンコーダが配設され、接触棒６２の下アーム５７の上端への接触端とは逆側となる端部の位置を検出することで、上アーム５６と下アーム５７との間の距離を測定する。
【００３３】
引張試験の経過に伴って上アーム５６と下アーム５７との間の距離が離れると、図３に仮想線で示すように、接触棒６２の下端が下アーム５７に接触できなくなる。接触棒６２が下アーム５７から離隔した状態は、接触棒６２が限界まで突出した状態であり、それ以上、接触棒６２の下アーム５７の上端への接触端とは逆側となる端部の位置は変動しない。したがって、小変位計６０の測定値も、変化しなくなる。
【００３４】
図４は、変位測定装置４０の機能的構成を示すブロック図である。図５は、変位測定装置４０の出力を小変位計６０から大変位計５０の出力に切り替える手順を示すフローチャートである。また、図６は、この発明の変位測定装置４０の出力を示す模式図である。図６（ａ）は、小変位計６０の出力信号、大変位計５０の出力信号および切替信号のタイミングチャートである。図６（ｂ）は、変位測定装置４０の出力を小変位計６０から大変位計５０へ切り替えたときの出力変化を示すグラフである。
【００３５】
変位測定装置４０は、図４に示すように機能的構成として、小変位計６０からの信号をカウントするカウンタ７１と、カウンタ７１の計数値が予め設定したしきい値より大きいか否かを判定する判定部７２と、変位測定装置４０から制御部２３への出力を、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替えるタイミングを調整するための調整信号を生成し出力する調整信号生成部７３と、判定部７２からの入力の後に入力された調整信号生成部７３からの調整信号のタイミングで切替信号を発生させる切替信号発生部７４と、切替信号発生部７４からの出力を受けて、変位測定装置４０の出力を、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替える切替部７７を備える。
【００３６】
このような変位測定装置４０を材料試験機に配設し、引張試験を実行すると、試験開始時の変位測定装置４０の出力は、小変位計６０の出力となっている。すなわち、切替部７７は、小変位計６０の符号付きの１ディジットを、そのまま符号付きの１ディジットとして出力する変換部７５を介して、制御部２３に出力するように設定されている。なお、制御部２３には、変位カウンタ８１が設けられおり、変位測定装置４０の出力として小変位計６０の出力が選択されているときには、変位カウンタ８１の値が、小変位計６０が出力する測定値と同様の変化をする。
【００３７】
試験開始と同時に、小変位計６０の出力はカウンタ７１と、調整信号生成部７３と、変換部７５に入力される。引張試験の実行中に、試験片１０の変位データを小変位計６０と大変位計６０により切れ目なく収集するには、引張試験の経過に伴って引張負荷を受けた試験片１０が、小変位計６０の測定範囲以上に伸びる前に、変位測定装置４０の出力を小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替える必要がある。
【００３８】
小変位計６０からのデジタル信号は、試験開始と同時にカウンタ７１により計測され、この計測値が所定のしきい値よりも大きいか否かが、判定部７２において判定される（ステップＳ１）。判定部７２に設定されるしきい値は、小変位計６０の測定限界値よりも小さい値である。この実施形態では、しきい値として、小変位計６０の測定限界値の７割から８割程度の値を設定している。判定部７２において、カウンタ７１の計測値がしきい値より大きくなったと判定されたときには、切替信号発生部７４にカウンタ７１の計測値が入力されるようになる。
【００３９】
引張試験の開始と同時に、大変位計５０からのデジタル信号は、調整信号生成部７３と変換部７６に入力される。調整信号生成部７３は、大変位計５０の１／２ディジット分の位置で小変位計６０からの出力を利用して、調整信号を生成し、切替信号発生部７４に出力する。すなわち、図６（ａ）に示すように、大変位計５０の出力の０．５ディジットは、小変位計６０の出力で５ディジットであるから、大変位計５０の１の信号位置から、小変位計６０の出力で５ディジット分進んだ変位位置を特定し、調整信号出力位置とする。
【００４０】
また、変換部７６は、大変位計５０の出力の符号付きの１ディジットを、小変位計６０の出力の最小単位に合わせた符号付きの値（１０ディジット）に変換するものである。なお、切替部７７において、この変位測定装置４０の出力が、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替えられたときには、変換部７６の作用により、変位カウンタ８１の値が大変位計５０の符号付き出力に応じて１０単位で変化することになる。
【００４１】
判定部７２から切替信号発生部７４への信号入力が開始されると、切替信号発生部７４では、その直後に調整信号生成部７３から入力された調整信号の位置（大変位計５０の０．５ディジット分変化した位置）に、小変位計６０の出力をカウントするカウンタ７１の計測値が到達したかどうかが判断される（ステップＳ２）。カウンタ７１の計測値が、大変位計５０の出力の１／２ディジット分の位置に到達すると、切替信号発生部７４から切替部７７に切替信号が出力され（ステップＳ３）、変位測定装置４０から制御部２３への出力が、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替えられる（ステップＳ４）。
【００４２】
そして、変位測定装置４０の出力が、大変位計５０の出力に切り替えられた後は、試験時間として設定されている時間が経過、または、試験片１０が破断するまで大変位計５０の出力が、変換部７６を介して制御部２３に送信され、変位カウンタ８１が変位値として計測する。
【００４３】
制御部２３には、演算部８２が設けられており、演算部８２は、変位カウンタ８１の計測値を試験片１０が伸びた長さである変位量に換算する。変位カウンタ８１の計測値の最下位桁の１は、小変位計６０のデジタル信号の１ディジットと同じであるから、変位カウンタ８１の計測値に２μｍを乗算すると、変位量（μｍ）を求めることができる。
【００４４】
上述したように、この実施形態では、変位測定装置４０の出力を、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替えるときに、図６（ａ）に示すように、大変位計５０の１／２ディジット分の位置で、切替信号を出力するようにしている。このため、図６（ｂ）に示すように、変位測定装置４０の出力を、小変位計６０の出力から大変位計５０の出力に切り替えた前後で、出力値の平均値がずれることがなく、小変位計６０から大変位計５０への出力切り替え時のデータの不連続性の問題が低減される。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、変位測定装置４０として、接触式伸び計を採用しているが、複数台のビデオカメラを備えた非接触式の伸び計を変位測定装置として採用した場合にも、この発明を適用することができる。すなわち、図４に示す変位測定装置４０の機能構成において、大変位計５０と小変位計６０が、それぞれ分解能が異なるビデオカメラであってもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、分解能が異なる２つの変位計を備える変位測定装置４０について説明したが、分解能が異なる変位計を３個以上備える変位測定装置においても、この発明を適用することができる。すなわち、変位計の数に応じて、最も分解能が高い変位計の出力の最小単位に合わせて、他の変位計からの出力を変換する変換部と、切替部における切替接点を増設し、そのとき変位測定装置の出力として選択されている変位計よりも１段分解能が低い変位計（複数の変位計のうち出力切替目標となる変位計）の１／２ディジット分の調整信号を、調整信号生成部７３から出力するように各変位計からの信号入力経路を変更すればよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０      試験片
１１      ねじ棹
１３      クロスヘッド
１４      ロードセル
１６      テーブル
１９      支柱
２１      上つかみ具
２２      下つかみ具
２３      制御部
３０      負荷機構
４０      変位測定装置
５０      大変位計
５１ａ、５１ｂ      支柱
５２      ガイドレール
５３ａ、５３ｂ      プーリ
５４ａ、５４ｂ      ロータリエンコーダ
５６      上アーム
５７      下アーム
５８ａ、５８ｂ      ワイヤ
５９ａ、５９ｂ      バランスウェイト
６０      小変位計
６１      支持部
６２      接触棒
７１      カウンタ
７２      判定部
７３      調整信号生成部
７４      切替信号発生部
７５      変換部
７６      変換部
７７      切替部
８１      変位カウンタ
８２      演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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