(57)【要約】【課題】  変位測定の正確度をより向上させた変位測定装置および材料試験機を提供する。【解決手段】  パルスの変換レートは、パルスレート変換回路に設定可能な最大パルスレートと、このパルスレート変換回路を実現する回路の処理能力から電子ギア分母の値を決定する（ステップＳ１０）。しかる後、変位測定装置の校正作業を行い、変位量の実測値が、プーリの１回転あたりのピッチ数、ワイヤの１ピッチあたりの移動量の公称値、および、ロータリエンコーダの１回転あたりのカウント数から得られる変位量の公称値に対して、どの程度ずれているかを考慮して、電子ギア分子の値が決定される（ステップＳ２０）。【選択図】        図５
2014202619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に引張負荷または圧縮負荷を与えたときの試験片の変位量を測定する変位測定装置であって、
張力が与えられた状態でプーリに巻回され、前記試験片の変位に伴って移動することにより前記プーリを回転させる移動伝達部材と、前記プーリの回転を検出するロータリエンコーダと、を有する変位検出機構と、
前記ロータリエンコーダからの入力パルス数の増幅率の基準とする基本倍率と、校正により得られた前記変位検出機構を構成する部材に起因する変位量の測定誤差とに基づいて、電子ギア分子と電子ギア分母の値が決定される電子ギアと、前記電子ギア分子の値と前記電子ギア分母の値との差分を累算する累算器を備え、前記累算器が保持する値に応じて、前記ロータリエンコーダからの１の入力パルスに対して、前記電子ギアのギア比の整数部の値のパルス数、または、前記電子ギアのギア比の整数部の値プラス１のパルス数を出力するパルスレート変換部と、
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、
前記パルスレート変換部における前記基本倍率は１０倍から１０００倍である変位測定装置。
【請求項３】
張力が与えられた状態でプーリに巻回され、引張負荷または圧縮負荷が与えられた試験片の変位に伴って移動することにより前記プーリを回転させる移動伝達部材と、前記プーリの回転を検出するロータリエンコーダと、を有する変位検出機構を含む変位測定装置を備え、負荷機構を駆動することにより前記試験片に引張負荷または圧縮負荷を与える材料試験を実行する材料試験機であって、
前記ロータリエンコーダからの入力パルス数の増幅率の基準とする基本倍率と、校正により得られた前記変位検出機構を構成する部材に起因する変位量の測定誤差とに基づいて、電子ギア分子と電子ギア分母の値が決定される電子ギアと、前記電子ギア分子の値と前記電子ギア分母の値との差分を累算する累算器を備え、前記累算器が保持する値に応じて、前記ロータリエンコーダからの１の入力パルスに対して、前記電子ギアのギア比の整数部の値のパルス数、または、前記電子ギアのギア比の整数部の値プラス１のパルス数を出力するパルスレート変換部と、
前記パルスレート変換部により変換された出力パルスを計数するとともに、計数された計数値に基づいて試験片の変位量に換算する変位換算部と、
を備える制御部と、
前記制御部に接続され、前記パルスレート変換部における前記電子ギア分母の値および前記電子ギア分子の値を入力する入力部と、
前記制御部に接続され、前記変位換算部において算出された試験片の変位量を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする材料試験機。
【請求項４】
請求項３に記載の材料試験機において、
前記パルスレート変換部における前記基本倍率は１０倍から１０００倍である材料試験機。
【請求項５】
請求項３に記載の材料試験機において、
前記パルスレート変換部は、
前記ロータリエンコーダのパルスが正転か逆転かにより前記電子ギア分子および前記ギア分母の正または負の値を前記累算器に加える値として選択するセレクタを備え、
前記セレクタにより選択された前記電子ギア分子の正または負の値を、入力された１のパルスごとに前記累算器に加算して保持させ、前記累算器に保持されている値と前記電子ギア分母の値との比較に基づいて、前記累算器に保持されている値の絶対値が前記電子ギア分母の値より大きいときには１パルスを出力するとともに、前記累算器に前記セレクタにより選択された前記電子ギアの分子の値の正または負の逆符号となる前記電子ギア分母の値を加算し、前記累算器に保持されている値の絶対値が前記電子ギア分母の値と等しいまたは前記電子ギア分母の値より小さくなるときには、パルスの出力を行わないことにより、前記ロータリエンコーダからの１の入力パルスに対して、前記電子ギアのギア比の整数部の値のパルス数、または、前記電子ギアのギア比の整数部の値プラス１のパルス数を出力する材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験片に引張負荷または圧縮負荷を与えたときの試験片の変位量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】
試験片に対して引張試験や圧縮試験を行う材料試験機として、テーブルと、このテーブルに支柱を介して連結された上部クロスヘッドと、テーブルと上部クロスヘッドとを同期して昇降させるラムシリンダと、支柱に沿って昇降可能な下部クロスヘッドと、この下部クロスヘッドを昇降させる一対のネジ棹と、テーブルまたは上部クロスヘッドと下部クロスヘッドとの間に負荷される試験力を検出する力検出センサとを備えるものが知られている。
【０００３】
このような材料試験機において引張試験を行う場合には、上部クロスヘッドに配設された上つかみ具と下部クロスヘッドに配設された下つかみ具により試験片の両端を把持した状態で、ラムシリンダの駆動により下部クロスヘッドに対して上部クロスヘッドを上昇させる。一方、この材料試験機において圧縮試験を行う場合には、下部クロスヘッドとテーブルとの間に試験片を配置した状態で、ラムシリンダの駆動により下部クロスヘッドに対してテーブルを上昇させる。そして、この時の試験片の変位量は、ラムストローク検出器が検出したラムシリンダのストローク量から取得される。
【０００４】
このラムストローク検出器は、一端がテーブルに固定され他端がテーブルとともに昇降する保持部材に固定されたワイヤと、ワイヤが巻回されワイヤの移動により回転するプーリと、このプーリの回転を検出するロータリエンコーダとを備えるものが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、引張試験を行う材料試験機として、基台に立設された一対のねじ棹と、一対のねじ棹を同期させて回転させる駆動機構と、一対のねじ棹に架設されたクロスヘッドを備えるものが知られている。このような材料試験機において引張試験を行う場合には、クロスヘッドに配設された上つかみ具とテーブルに配設された下つかみ具により試験片の両端を把持した状態で、クロスヘッドを上昇させる。そして、この時の試験片の変位量は、接触式の伸び測定装置等により取得される。
【０００６】
この伸び測定装置は、試験片に接触させる上下１対のレバーと、一端がレバーに接続され、他端に分銅（錘）が接続されたワイヤと、ワイヤが巻回され、ワイヤの移動により回転するプーリと、このプーリの回転を検出するロータリエンコーダを備えている（特許文献２参照）。そして、伸び測定装置は、引張負荷を与えられた試験片の伸びに追従して移動するレバーの移動量を計測することで、試験片の伸び量を取得している。
【０００７】
特許文献１に記載されたラムストローク検出器や、特許文献２に記載された伸び測定装置等の変位測定装置では、負荷部材や試験片に接触させるレバー等の部材の移動に伴ったワイヤの移動量を、ワイヤが巻回されているプーリの回転量としてロータリエンコーダにより検出する構成を採用している。そして、回転量に応じた数のパルスを材料試験機の制御回路等に出力している。材料試験機の制御回路では、ロータリエンコーダから入力されたパルス数に応じた試験片の伸び量（変位量）が算出される。なお、プーリ１回転あたりの変位量は、プーリの直径とワイヤの直径の合計に円周率を乗じた値となる。従って、ロータリエンコーダ１回転あたりの変位量もあらかじめ計算で求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公平４−２１０９１号公報
【特許文献２】特開平１１−２８１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、プーリの直径および円周長は加工誤差を含むものであり、ワイヤの直径はワイヤ自体の伸び率により変化する。このため、ロータリエンコーダ１回転あたりのパルス数が、個々の変位測定装置もしくは変位測定装置における実際の変位を伝達して信号化するプーリ、ワイヤおよびロータリエンコーダからなる各セットによりばらついてしまい、現実のロータリエンコーダ１回転あたりの変位量も計算値とは微妙に異なっている。このような差異は、試験片の変位検出の正確度に影響を及ぼしている。
【００１０】
さらに、プーリの回転中心を、ロータリエンコーダの回転中心に正確に配置することは、技術的に極めて難しいため、プーリの回転中心とロータリエンコーダの回転中心との間に微妙なズレが生じている。このようなプーリとロータリエンコーダの回転軸との偏心に起因したロータリエンコーダ１回転未満のワイヤ移動量の誤差も、変位検出の正確度に影響を及ぼしている。
【００１１】
このように、変位測定装置における変位検出機構を構成するプーリやワイヤ等の部材が持つ誤差が変位測定誤差となることを回避するため、ロータリエンコーダからの入力に応じて変位表示器等への出力パルスを調整するパルスレート変換を実行することが考えられる。図１１は、従来の変位測定装置におけるパルスレート変換の一例を示す説明図である。この図１１は、ロータリエンコーダの１パルス分を長さ１０μｍの変位に換算して表示を行う変位測定装置を備えた材料試験機において、引張試験を行ったときの試験片の実変位と変位表示器の表示値との差を示すグラフである。図１１のグラフ中、黒四角および三角の各点は、ロータリエンコーダからのパルスの出力時間における変位であり、黒四角の点を接続する破線は実変位の変化を示し、三角の点を接続する実線は、表示値の変化を示す。
【００１２】
ロータリエンコーダの１パルス分の長さが実際には１２μｍである場合、実変位は１２μｍ／１カウントで直線的に変化していくのに対し、表示値は、１０μｍ単位で増加している。そして、図１１に示す例では、１２−１０＝２μｍの誤差の蓄積が１０μｍ分（１パルス分）となった時点で、ロータリエンコーダからの１パルスの入力に対して変位表示器側のパルスカウンタへの出力パルスを２パルスとする調整を行うことにより、実変位と表示値との間に１０μｍ以上の誤差が生じないようにしている。このようなパルスレート変換では、例えば、分母：分子＝１：１．２となる電子ギアを用いて、分子の分母に対する余剰値を積算し、その積算値が分母の倍数になる時点で、調整用の１パルスを表示器側に出力している。このため、図１１に示すように、表示値が直前の値より２０μｍ増加する場合があり、変位測定における誤差も０〜８μｍの範囲で変動することになる。
【００１３】
一方で、変位測定値の信頼性を高める観点から、実変位と計算により求められる表示器側の表示値との誤差は、より小さいことが好ましく、誤差の変動幅も、より小さい方が好ましい。
【００１４】
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、変位測定の正確度をより向上させた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】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、試験片に引張負荷または圧縮負荷を与えたときの試験片の変位量を測定する変位測定装置であって、張力が与えられた状態でプーリに巻回され、前記試験片の変位に伴って移動することにより前記プーリを回転させる移動伝達部材と、前記プーリの回転を検出するロータリエンコーダと、を有する変位検出機構と、前記ロータリエンコーダからの入力パルス数の増幅率の基準とする基本倍率と、校正により得られた前記変位検出機構を構成する部材に起因する変位量の測定誤差とに基づいて、電子ギア分子と電子ギア分母の値が決定される電子ギアと、前記電子ギア分子の値と前記電子ギア分母の値との差分を累算する累算器を備え、前記累算器が保持する値に応じて、前記ロータリエンコーダからの１の入力パルスに対して、前記電子ギア分子のギア比の整数部の値のパルス数、または、前記電子ギアのギア比の整数部の値プラス１のパルス数を出力するパルスレート変換部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
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、前記パルスレート変換部における前記基本倍率は１０倍から１０００倍である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、張力が与えられた状態でプーリに巻回され、引張負荷または圧縮負荷が与えられた試験片の変位に伴って移動することにより前記プーリを回転させる移動伝達部材と、前記プーリの回転を検出するロータリエンコーダと、を有する変位検出機構を含む変位測定装置を備え、負荷機構を駆動することにより前記試験片に引張負荷または圧縮負荷を与える材料試験を実行する材料試験機であって、前記ロータリエンコーダからの入力パルス数の増幅率の基準とする基本倍率と、校正により得られた前記変位検出機構を構成する部材に起因する変位量の測定誤差とに基づいて、電子ギア分子と電子ギア分母の値が決定される電子ギアと、前記電子ギア分子の値と前記電子ギア分母の値との差分を累算する累算器を備え、前記累算器が保持する値に応じて、前記ロータリエンコーダからの１の入力パルスに対して、前記電子ギアのギア比の整数部の値のパルス数、または、前記電子ギアのギア比の整数部の値プラス１のパルス数を出力するパルスレート変換部と、前記パルスレート変換部により変換された出力パルスを計数するとともに、計数された計数値に基づいて試験片の変位量に換算する変位換算部と、を備える制御部と、前記制御部に接続され、前記パルスレート変換部における前記電子ギア分母の値および前記電子ギア分子の値を入力する入力部と、前記制御部に接続され、前記変位換算部において算出された試験片の変位量を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
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、前記パルスレート変換部における前記基本倍率は１０倍から１０００倍である。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記パルスレート変換部は、前記ロータリエンコーダのパルスが正転か逆転かにより前記電子ギア分子および前記電子ギア分母の正または負の値を前記累算器に加える値として選択するセレクタを備え、前記セレクタにより選択された前記電子ギア分子の正または負の値を、入力された１のパルスごとに前記累算器に加算して保持させ、前記累算器に保持されている値と前記電子ギア分母の値との比較に基づいて、前記累算器に保持されている値の絶対値が前記電子ギア分母の値より大きいときには１パルスを出力するとともに、前記累算器に前記セレクタにより選択された前記電子ギアの分子の値の正または負の逆符号となる前記電子ギア分母の値を加算し、前記累算器に保持されている値の絶対値が前記電子ギア分母の値と等しいまたは前記電子ギア分母の値より小さくなるときには、パルスの出力を行わないことにより、前記ロータリエンコーダからの１の入力パルスに対して、前記電子ギア分のギア比の整数部の値のパルス数、または、前記電子ギアのギア比の整数部の値プラス１のパルス数を出力する。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１から請求項５に記載の発明によれば、電子ギアを備えたパルスレート変換部により、ロータリエンコーダの出力パルスを調整し、材料試験における試験片の実変位と、ロータリエンコーダの出力パルスに基づいて計算により求められる表示器側の表示値との誤差と、誤差の変動幅をより小さなものとすることができ、変位測定の正確度を向上させることができる。
【００２１】
請求項２および請求項４に記載の発明によれば、基本倍率は１０倍から１０００倍であることから、材料試験における試験片の実変位と、ロータリエンコーダの出力パルスに基づいて計算により求められる表示器側の表示値との誤差と、誤差の変動幅をさらに小さいものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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５０の概要図である。
【図３】変位測定装置５０における変位測定から表示部３６への測定値の表示までの概要を示す説明図である。
【図４】パルスレート変換回路６０のブロック図である
【図５】パルスレート変換回路６０の電子ギア分母と電子ギア分子の決定手順を示すフローチャートである。
【図６】パルスレート変換回路６０の動作を説明するフローチャートである。
【図７】電子ギアの設定と、実変位と表示部３６に表示される表示値との誤差、との関係を示すグラフである。
【図８】図７に示す誤差のパワースペクトルを示すグラフである。
【図９】この発明の他の実施形態に係る材料試験機の概要を示す図である。
【図１０】変位測定装置１５０の概要図である。
【図１１】従来の変位測定装置におけるパルスレート変換の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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３５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５０により、その変位量が測定される。
【００２７】
制御部３５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３５には、ロードセル１４と、負荷機構３０と、変位測定装置５０が接続される。そして、制御部３５は、ロードセル１４からの試験力データや変位測定装置５０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３５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。また、制御部３５は、表示部３６と入力部３７とも接続され、表示部３６には、試験片１０の変位量等が表示される。
【００２８】
図２は、変位測定装置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。
【００２９】
変位測定装置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。
【００３０】
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。このワイヤ５８ａ、５８ｂは、この発明の移動伝達部材に相当し、上アーム５６および下アーム５７の移動に伴って移動することにより、プーリ５３ａ、５３ｂを回転させる。なお、移動伝達部材は、ワイヤに限定されるものではなく、タイミングプーリ等と噛合するタイミングベルトのような歯付ベルトや歯付ロープ等を採用してもよい。また、ワイヤ５８ａ、５８ｂ、プーリ５３ａ、５３ｂ、ロータリエンコーダ５４ａ、５４ｂは、この変位測定装置５０における変位検出機構を構成する部材である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。この変位測定装置５０を備える材料試験機においては、変位測定装置５０の上アーム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の数と、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の数との差に基づいて、試験片１０の変位量が計算される。
【００３３】
図３は、この変位測定装置５０における変位測定から表示部３６への測定値の表示までの概要を示す説明図である。
【００３４】
ロータリエンコーダ５４ａが出力したパルス信号は、パルスレート変換回路６０ａに入力された後、カウンタ回路６２に出力される。また、ロータリエンコーダ５４ｂが出力したパルス信号は、パルスレート変換回路６０ｂに入力された後、カウンタ回路６２に出力される。この実施形態では、上アーム５６の移動量を検出するための部材であるプーリ５３ａおよびワイヤ５８ａに起因する誤差と、下アーム５７の移動量を検出するための部材であるプーリ５３ｂおよびワイヤ５８ｂに起因する誤差とを、パルスレート変換回路６０ａおよびパルスレート変換回路６０ｂにより個別に調整している。なお、この明細書において、パルスレート変換回路６０ａおよびパルスレート変換回路６０ｂを総称するときはパルスレート変換回路６０、プーリ５３ａおよびプーリ５３ｂを総称するときはプーリ５３、ロータリエンコーダ５４ａおよびロータリエンコーダ５４ｂを総称するときは、ロータリエンコーダ５４、ワイヤ５８ａおよびワイヤ５８ｂを総称するときは、ワイヤ５８と呼称する。また、このパルスレート変換回路６０は、この発明のパルスレート変換部として機能する。
【００３５】
カウンタ回路６２は、パルスレート変換回路６０ａからの入力パルス数とパルスレート変換回路６０ｂからの入力パルス数を別々に計数して保持するレジスタと、各レジスタが保持する計数値の差分を演算する演算部とを備え、演算部において得られたパルスレート変換回路６０ａからの入力パルス数とパルスレート変換回路６０ｂからの入力パルス数の差分値を変位換算回路６３に出力する。この差分値は、上アーム５６および下アーム５７の相対的な移動量に相当するパルス数に、後述する、パルスレート変換回路６０における電子ギアの基本倍率を乗じた値に相当する。このため、変位換算回路６３は、差分パルス数に対して、ロータリエンコーダ５４の出力１パルスあたりの長さ（μｍ）を基本倍率で除算したパルスレート変換回路６０からの出力１パルスあたりの長さ（μｍ）を乗算することにより変位量を求める。そして、算出された変位量を表示部３６に表示する。なお、カウンタ回路６２と変位換算回路６３は、変位測定装置５０側に配置したＰＬＤやＦＰＧＡ等の集積回路により実現してもよく、材料試験機全体を制御する制御部３５に配置された集積回路等により実現されてもよい。
【００３６】
図４は、パルスレート変換回路６０のブロック図である。図５は、パルスレート変換回路６０の変換レートの決定手順を示すフローチャートであり、図６は、パルスレート変換回路６０の動作を説明するフローチャートである。
【００３７】
パルスレート変換回路６０におけるパルスの変換レートは、電子ギアによって調整される。すなわち、パルスの変換レートは、図５に示すように、パルスレート変換回路６０に設定可能な最大パルスレートと、このパルスレート変換回路６０を実現する回路の処理能力から電子ギア分母の値を決定する（ステップＳ１０）。このとき、電子ギア分母と電子ギア分子との基本倍率も決めることができる。なお、基本倍率は、ロータリエンコーダ５４からの入力パルス数の増幅率の基準とする倍率である。しかる後、変位測定装置５０の校正作業を行い、変位量の実測値が、プーリの１回転あたりのピッチ数、ワイヤの１ピッチあたりの移動量の公称値、および、ロータリエンコーダの１回転あたりのカウント数から得られる変位量の公称値に対して、どの程度ずれているかを考慮して、電子ギア分子の値が決定される（ステップＳ２０）。例えば、ステップＳ１０で電子ギア分母の値を１と定め、基本倍率を１００倍としたときに、１ピッチあたりのワイヤの移動量の公称値が２ｍｍで、校正作業で取得された、１ピッチあたりの変位量の実測値が２．０２ｍｍであったとすると、この校正により得られた変位量の測定誤差は１ピッチあたり０．０２ｍｍとなる。そして、電子ギア分子の値は１０１（＝実測値÷公称値×基本倍率）と決定される。
【００３８】
パルスレート変換回路６０は、図４に示すように、電子ギアと累算器であるアキュムレータ７２を備え、ロータリエンコーダ５４から入力された１パルスごとに電子ギアを利用した出力調整を行い、パルスレートの変換を行う。このパルスレート変換回路６０の電子ギア分母および電子ギア分子には、図５に示した手順により決定された値が、入力部３７等を利用して設定される。
【００３９】
例えば、変位測定装置５０の上アーム５６側または下アーム５７側の校正作業により得られた変位量の実測値（２．０２ｍｍ）が、計算で求められる変位量の公称値（２ｍｍ）より長い場合、電子ギア分母および電子ギア分子には、基本倍率を１０倍として、電子ギア分母＝１０、電子ギア分子＝１０１等の値が設定される。なお、基本倍率、電子ギア分母の値は、変位量の公称値と実測値との誤差を吸収可能な値として決められるものであり、この実施形態に示す値に限定されるものではない。
【００４０】
また、この発明の基本倍率は、２以上の数であり、ロータリエンコーダ５４から出力されるパルス数がパルスレート変換回路６０によりどの程度増幅されるか（増幅率）を示すものでもある。なお、この発明においては、校正により得られた変位量の公称値と実測値との誤差を電子ギアにより調整するため、電子ギア分子は電子ギア分母により割り切れる値とならないことが多い。このため、基本倍率は、基本倍率に電子ギア分母を乗算した値と、電子ギア分子の値との差が、所定の範囲内（例えば、電子ギア分子の値の±２０％以内の範囲）となる条件を満たす値としている。さらに、上アーム５６または下アーム５７の移動量や他の計測手法により直接的に導かれる実変位と、ロータリエンコーダ５４から出力されるパルス数に基づいて計算により求められる表示部３６側の表示値との誤差を小さくする観点から、ロータリエンコーダ５４の１パルスの出力を、１０倍〜１０００倍等の大きなパルスレートに変換することがより好ましい。従って、パルスレート変換回路６０における基本倍率（パルス数の増幅率）は、１０倍〜１０００倍が好ましい。
【００４１】
以下、ロータリエンコーダ５４が正方向に回転（正転）し、電子ギア分子が１０１、電子ギア分母が１０に設定されている場合を例に、パルスレート変換回路６０の動作を説明する。ロータリエンコーダ５４が回転し、Ａ／Ｂ相の位相が変化すると、ロータリエンコーダ５４が出力したＡ／Ｂ相のパルスをこのパルスレート変換回路６０で利用可能なＵ／Ｄ信号（ＵＰ／ＤＯＷＮパルス）に変換する変換器７８を介してＵＰパルスが、制御回路７１に入力される。なお、制御回路７１はこのパルスレート変換回路６０の動作を制御するものである。
【００４２】
ＵＰパルスが制御回路７１に入力されると（ステップＳ１）、加算器７７とレジスタ７６からなるアキュムレータ７２に＋「分子」である＋１０１がセレクタ７３により選択され加えられる（ステップＳ２）。このときアキュムレータ７２の値は＋１０１（積算値０＋電子ギア分子１０１＝１０１）となり、この値はレジスタ７６に保持される。なお、制御回路７１にＤＯＷＮパルスが入力された場合（ステップＳ３）は、アキュムレータ７２には−「分子」（例えば‐１０１）が加えられる（ステップＳ４）。すなわち、セレクタ７３は制御回路７１に入力パルスがＵＰパルスであるかＤＯＷＮパルスであるかに応じて、正負のどちらの値をアキュムレータ７２に与えるべきか選択している。
【００４３】
アキュムレータ７２の値が＋１０１のときに、ＵＰパルスおよびＤＯＷＮパルスのいずれもが入力されないタイミングで出力タイミング信号の入力があると（ステップＳ５）、ステップＳ２での加算の後にレジスタ７６に保持された値＋１０１と電子ギア分母の値＋１０とが第１比較器７４で比較される（ステップＳ６）。なお、図４に示すブロック図においては、出力タイミング信号には、カウンタ回路６２が許容できるこのパルスレート変換回路６０からの最大出力パルスレートである１ＭＰＰＳ（１メガパルス毎秒）を設定している。
【００４４】
この例では、第１比較器７４での比較の結果、電子ギア分母の値１０が＋１０１よりも小さい値であるため、ステップＳ２で加算された電子ギア分子の正の値とは逆符号の電子ギア分母の負の値（−「分母」）である−１０がセレクタ７３により選択されて加算器７７に加えられ（ここでアキュムレータ７２の値は９１となり、この値は積算値としてレジスタ７６に保持される）、制御回路７１を介してＵＰパルスが出力される（ステップＳ７）。出力されたＵＰパルスはＵ／Ｄ信号をＡ／Ｂ相のパルスに変換する変換器７９により変換され、カウンタ回路６２に送られる。
【００４５】
なお、パルスレート変換器６０にＤＯＷＮパルスが入力され、電子ギア分母の値と比較されるアキュムレータ７２の値が、例えば１０１のような負の値の場合は、レジスタ７６に保持されたアキュムレータ７２の値−１０１と−「分母」の値である−１０とが第２比較器７５で比較される（ステップＳ８）。この場合には、アキュムレータ７２の−１０１が−「分母」の−１０より小さいことから、セレクタ７３により＋「分母」の＋１０が選択されて加算器７７に加えられ、制御回路７１からＤＯＷＮパルスが出力される（ステップＳ９）。すなわち、このパルスレート変換回路６０の、第１比較器７４はＵＰパルス用の比較器として、第２比較器７５は、ＤＯＷＮパルス用の比較器としてそれぞれ機能している。
【００４６】
また、パルスレート変換回路６０においては、基準発振器から入力されるタイミング信号のパルス周波数（例えば、１ＭＰＰＳ）を、引張試験により試験片１０が変位するときの変位量と時間あたりの変位量の増分である増加速度から求められる周波数（例えば、最大５ｋＨｚ）よりも十分に高い周波数としている。このため、パルスレート変換回路６０において１のＵＰパルスまたはＤＯＷＮパルスの入力があり、ステップＳ２でアキュムレータ７２に＋「分子」が加算、または、ステップＳ４でアキュムレータ７２に‐「分子」が加算される機会よりも、ＵＰパルスやＤＯＷＮパルスの入力のない状態で、出力タイミング信号が入力され、ステップＳ７でアキュムレータ７２に‐「分母」が加算、または、ステップＳ９でアキュムレータ７２に＋「分母」が加算される機会のほうが多いことになる。
【００４７】
従って、ロータリエンコーダ５４が正方向に回転（正転）している場合、このパルスレート変換回路６０は、ステップＳ１でＮｏ、ステップＳ３でＮｏ、ステップＳ５でＹｅｓ、ステップＳ６でＹｅｓの判断がされ、ステップＳ７で‐「分母」を加算してステップＳ１に戻る動作を、ステップＳ６において、レジスタ７６の値の絶対値が分母の値より小さくなるまで繰り返すことにより、連続してＵＰパルスを出力し続けることになる。仮に、次のＵＰパルスの入力があるまでに、ステップＳ１でＮｏ、ステップＳ３でＮｏ、ステップＳ５でＹｅｓ、ステップＳ６でＹｅｓの判断がされ、ステップＳ７で‐「分母」を加算してステップＳ１に戻る動作を１０回繰り返すと、連続して１０のＵＰパルスがカウンタ回路６２に出力され、レジスタ７６の値は＋１となる。その後、次のＵＰパルスの入力よりも速く出力タイミング信号の入力があり（ステップＳ５）、ステップＳ６で比較が行われると、レジスタ７６の値は＋１で分母の値＋１０よりも小さい値であるため、アキュムレータ７２に−「分母」が加えられることなく、カウンタ回路６２にＵＰパルスが出力されることもなく、ステップＳ１に戻る。すなわち、次のＵＰパルスの入力によりアキュムレータ７２に＋「分子」または‐「分子」の値が与えられるのを待つ状態となる。
【００４８】
同様に、ロータリエンコーダ５４が逆方向に回転（逆転）している場合、パルスレート変換回路６０は、ステップＳ１でＮｏ、ステップＳ３でＮｏ、ステップＳ５でＹｅｓ、ステップＳ６でＮｏ、ステップＳ８でＹｅｓ、ステップＳ９で＋「分母」を加算してステップＳ１に戻る動作を、ステップＳ８において、レジスタ７６の値の絶対値が分母の値より小さくなるまで繰り返すことにより、連続してＤＯＷＮパルスを出力し続けることになる。次のＤＯＷＮパルスの入力よりも速く出力タイミング信号の入力があり、レジスタ７６の値が、−「分母」より大きい値（ステップＳ６）となる場合には、アキュムレータ７２に＋「分母」が加えられることなく、カウンタ回路６２にＤＯＷＮパルスが出力されることもなく、ステップＳ１に戻る。すなわち、次のＤＯＷＮパルスの入力によりアキュムレータ７２に+「分子」の値が与えられるのを待つ状態となる。
【００４９】
なお、上述した例では、タイミング信号の周波数には、カウンタ回路６２の計数処理能力やパルスレート変換回路６０のアキュムレータ７２の処理能力を考慮して、設定可能な最大周波数を設定している。このタイミング信号の周波数は、引張試験により試験片１０が変位するときの変位量と時間あたりの変位量の増分である増加速度から求められる周波数の、例えば、１００倍から５００倍の周波数であれば、基本倍率が大きい場合でも、レジスタ７６の値がレジスタ７６の能力を超える値まで累積することはない。
【００５０】
ロータリエンコーダ５４が正方向に回転し、アキュムレータ７２においてレジスタ７６が保持する積算値が＋１のときに、さらにロータリエンコーダ５４から変換器７８を介してＵＰパルスが制御回路７１に入力されると（ステップＳ１）、アキュムレータ７２に＋「分子」である＋１０１がセレクタ７３により選択されて加えられる（ステップＳ２）。このときアキュムレータ７２の値は＋１０２（積算値１＋電子ギア分子１０１＝１０２）となる。ここで出力タイミング信号の入力があると（ステップＳ５）、レジスタ７６の値＋１０２と電子ギア分母の値１０とが第１比較器７４で比較される（ステップＳ６）。この場合には、電子ギア分母がレジスタ７６の値よりも小さい値であるため、−「分母」である−１０がセレクタ７３で選択されて加算器７７に加えられ（ここでアキュムレータ７２の値は９２となる）、制御回路７１を介してＵＰパルスが出力される（ステップＳ７）。
【００５１】
以上のように、ロータリエンコーダ５４が正方向に回転（正転）している場合は、パルスレート変換回路６０にロータリエンコーダ５４の信号が入力されると、図６のフローチャートのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７を経てカウンタ回路６２に信号が出力される。また、ロータリエンコーダ５４が逆方向に回転（逆転）している場合では、パルスレート変換回路６０にロータリエンコーダ５４の信号が入力されると、図６のフローチャートのステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ９を経てカウンタ６２に信号が出力される。
【００５２】
このパルスレート変換回路６０では、ロータリエンコーダ５４から１パルスを受信するごとにアキュムレータ７２に電子ギア分子の値を積算していき、パルスレート変換回路６０から１パルスを出力するごとに、アキュムレータ７２の積算値から電子ギア分母の値を減算していくことになる。このような、アキュムレータ７２における累算の結果として、電子ギア分子の値と電子ギア分母に基本倍率を乗じた値との差分（ギア比の小数部の値）が、パルスの入力と出力を繰り返すうちにアキュムレータ７２に蓄積されることになる。
【００５３】
電子ギア分子が１０１、電子ギア分母が１０に設定された状態で、仮に、ロータリエンコーダ５４からのパルス入力が１０回あった場合、１０回のパルス入力のうち９回は、１の入力パルスに対して、電子ギアのギア比１０．１（電子ギア分子／電子ギア分母＝１０１／１０）の整数部の値である１０パルスをカウンタ回路６２に出力し、残りの１回の入力パルスに対しては、電子ギアのギア比１０．１の整数部の値＋１の１１パルスをカウンタ回路６２に出力することになる。すなわち、電子ギア分子が１０１、電子ギア分母が１０に設定されている場合、ロータリエンコーダ５４からの入力パルスの１０回に１回の頻度で、１の入力パルスに対し、電子ギアのギア比の整数部の値＋１のパルス数が、パルスレート変換回路６０からカウンタ回路６２に出力される。
【００５４】
一方で、電子ギア分子が９９、電子ギア分母が１０に設定された状態で、仮に、ロータリエンコーダ５４からのパルス入力が１０回あった場合、１０回のパルス入力のうち最初の１の入力パルスに対して電子ギアのギア比９．９（電子ギア分子／電子ギア分母＝９９／１０）の整数部の値である９パルスをカウンタ回路６２に出力し、残りの９回のパルス入力に対しては、１の入力パルスに対して電子ギア分子９９を電子ギア分母１０で除したギア比９．９の整数部の値＋１の１０パルスをカウンタ回路６２に出力することになる。すなわち、電子ギア分子が９９、電子ギア分母に１０に設定されている場合、ロータリエンコーダ５４からの入力パルスの１０回に１回の頻度で、１の入力パルスに対し、電子ギアのギア比の整数部の値のパルス数が、パルスレート変換回路６０からカウンタ回路６２に出力される。
【００５５】
図７は、電子ギアの設定と、実変位と表示部３６に表示される表示値との誤差、との関係を示すグラフである。図８は、図７に示す誤差のパワースペクトルを示すグラフである。
【００５６】
図８のグラフの横軸は時間（秒）を示し、縦軸は、実変位と表示部３６に表示されるパルスレート変換回路６０から出力されたパルスに基づく計算値との誤差（ｍｍ）を示している。なお、グラフ中に四角、丸、三角、で示す各点は、パルスレート変換回路６０に出力される１パルスの出力時間での変位に対応し、三角の点を結ぶ線は、電子ギア分母：電子ギア分子＝１：１０１．６、丸の点を結ぶ線は電子ギア分母：電子ギア分子＝１：１０．１６、四角の点を結ぶ線は電子ギア分母：電子ギア分子＝１：１．０１６の電子ギアにより調整されている場合の誤差の変化を示している。また、図９のグラフ中、電子ギア分母：電子ギア分子＝１：１．０１６の電子ギアの誤差のスペクトルを実線で、電子ギア分母：電子ギア分子＝１：１０．１６の誤差のスペクトルを破線で、電子ギア分母：電子ギア分子＝１：１０１．６の電子ギアの誤差のスペクトルを二点鎖線で示す。
【００５７】
このグラフに示す電子ギア分子の値は、変位測定装置５０において、上アーム５６の位置を検出するためのプーリ５３ａ、ロータリエンコーダ５４ａ、ワイヤ５８ａに、それぞれ、１回転４０ピッチのプーリ、１回転８０００カウント（２０００パルス／１回転のロータリエンコーダ出力を４逓倍した値）のロータリエンコーダ、１ピッチあたりの移動量の公称が２ｍｍのワイヤを採用した場合を想定し、先に図５を参照して説明したステップＳ２０の校正作業を経て決定したものである。
【００５８】
ロータリエンコーダ５４ａから出力される１パルスあたりの変位量の公称値は、｛ワイヤ５８ａの１ピッチあたりの移動量の公称値（ｍｍ）｝×｛プーリ１回転のピッチ数／ロータリエンコーダ１回転のカウント数｝により、０．０１ｍｍと算出できる。ここで、校正作業により得られた実際のワイヤ５８ａの１ピッチあたりの移動量が２．０３２ｍｍであり、電子ギアの基本比（基本倍率）を分母：分子＝１：１とすると、変位量の公称値と実測値との誤差を考慮した電子ギアは、分母：分子＝１：１．０１６とすることになる。
【００５９】
電子ギアを分母：分子＝１：１．０１６に設定した場合、変位換算部６３は１パルスあたり０．０１ｍｍとして変位量に換算する。そうすると、パルスレート変換回路６０では、ロータリエンコーダ５４から１パルス受信しパルスレート変換回路６０から１パルス出力するごとに、アキュムレータ７２にギア比の小数部の値０．０１６を誤差として積算していき、６３パルス受信した時点で、誤差の積算が１．００８となり電子ギア分母の値より大きくなる。すなわち、図７に示すように、６３回に１回の頻度で、１パルスが余分に出力され、誤差が精算される。
【００６０】
しかしながら、電子ギアを分母：分子＝１：１．０１６に設定した場合、実変位と表示部３６側の表示値との間の誤差が、最大で約０．０１ｍｍとなる。一方で、この発明のように、電子ギアを分母：分子＝１：１０．１６（基本倍率＝１０倍）、分母：分子＝１：１０１．６（基本倍率＝１００倍）に設定した場合、実変位と表示部３６側の表示値との間の誤差を、基本倍率に応じた１／１０、１／１００に縮小することができる。このように、基本倍率を大きくすることで、実変位と表示部３６側の表示値との間の誤差を小さくできることは、図８に示すように、電子ギアの基本倍率が大きくなるほど、誤差のスペクトルも小さくなることからも理解できる。
【００６１】
このように、この発明においては、電子ギアを備えるパルスレート変換回路６０の電子ギア分母と電子ギア分子の値を、パルスレート変換回路６０に入力されたパルス数を２倍以上（好ましくは１０倍〜１０００倍程度）に増幅し、かつ、ワイヤやプーリ等の変位検出機構を構成する部材に起因した誤差を吸収可能な値としている。これにより、ロータリエンコーダの出力パルス数に基づいて算出される表示器側の変位の表示値と、実変位との誤差を従来よりも小さいものとし、変位計測の正確度を向上させることができる。
【００６２】
次に、この発明の他の実施形態に係る材料試験機について説明する。図９は、この発明の他の実施形態に係る材料試験機の概要を示す図である。なお、図１に示す材料試験機と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６３】
この材料試験機は、テーブル１６と、このテーブル１６に一対の支柱３２を介して連結された上部クロスヘッド２４と、テーブル１６と上部クロスヘッド２４とを同期して昇降させるアクチュエータであるラムシリンダ２５と、テーブル１６と上部クロスヘッド２４の間に昇降可能に配設された下部クロスヘッド２６と、この下部クロスヘッド２６の両端に設けられた図示しない回転駆動機構つきナットと螺合する一対のネジ棹３１と、を備える。なお、下部クロスヘッド２６は、図示しない電動モータもしくは油圧モータによりナットを回転させることにより昇降可能な構成となっている。また、一対のネジ棹３１は、テーブル１６を貫通してベース４１に立設されている。
【００６４】
上部クロスヘッド２４には上つかみ具３１が配設されており、下部クロスヘッド２６には下つかみ具３２が配設されている。引張試験がなされる試験片１０は、これらの上つかみ具３１および下つかみ具３２によりその両端を把持される。また、下部クロスヘッド２６には圧盤２８が付設されており、圧縮試験がなされる試験片１０は、この圧盤２８とテーブル１６とによりその上下端部を押圧される。
【００６５】
ラムシリンダ２５は、シリンダ室２５ａに圧油を供給することによりラム２５ｂが伸長する構成を有する。そして、ラム２５ａが伸長することにより、テーブル１６、一対の支柱２２および上部クロスヘッド２４が同期して上昇する。このテーブル１６および上部クロスヘッド２４の上昇により、引張試験を行うときには上つかみ具２１および下つかみ具２２によりその両端を把持された試験片１０に引張荷重が付与され、圧縮試験を行うときには圧盤２８とテーブル１６との間に配置された試験片１０に圧縮荷重が付与される。このラムシリンダ２５の動作は、ラムシリンダ２５に圧油を供給する油圧源３８により駆動制御される。そして、この油圧源３８は、制御部３５により制御される。
【００６６】
このときの試験力は、力検出センサとしての圧力センサ３３により測定される。この測定値は、制御部３５に送信され、必要に応じ表示部３６に表示される。また、このときのテーブル１６および上部クロスヘッド２４の移動量は、変位測定装置１５０により検出される。この検出値は、制御部３５に送信され、試験片１０の変位量に換算されて表示部３６に表示される。
【００６７】
図１０は、変位測定装置１５０の概要図である。図１０（ａ）は、変位測定装置１５０をプーリ配設側から見た図である。図１０（ｂ）は、変位測定装置１５０の側面図である。
【００６８】
この変位測定装置１５０は、試験片１０に対して引張または圧縮負荷が与えられたときにテーブル１６の移動量を検出し、その検出値から試験片１０の変位量を算出することから、ストローク検出器とも呼称される。変位測定装置１５０は、テーブルの移動量を検出する変位検出機構を構成する部材としてプーリ１５３、ワイヤ１５８、ロータリエンコーダ１５４を有する。また、変位測定装置１５０は、テーブル１６の下面に垂設されテーブル１６とともに上下動する支持板１５１と、ベース４１に立設されたスタンド１５５とを備える。ロータリエンコーダ１５４は、スタンド１５５に固定されている。そして、ロータリエンコーダ１５４の回転軸にはプーリ１５３が固定されており、このプーリ１５３にはワイヤ１５８が巻回されている。ワイヤ１５８は、一方端（上端側）がコイルバネ１５９を介してラムシリンダ２５の駆動により上下動するテーブル１６に固定されており、他方の端が支持板１５１のテーブル１６の接続端とは逆側の端部に固定されている。また、ワイヤ１５８のテーブル１６の接続部分に弾性部材であるコイルバネ１５９を介装させることにより、ワイヤ１５８に緩みが生じないようにしている。
【００６９】
ラムシリンダ２５の駆動によりテーブル１６が昇降すると、ワイヤ１５８が移動し、プーリ１５３を回転させる。ロータリエンコーダ１５４はプーリ１５３の回転を検出する検出手段として機能し、信号をパルスレート変換回路６０に出力する。
【００７０】
この実施形態では、変位計測装置１５０が有するロータリエンコーダ１５４、プーリ１５３およびワイヤ１５８がそれぞれ１個であることから、パルスレート変換回路６０から出力されたパルス数をそのまま計数した値に基づいて、図３に示す変位換算部６３において、変位量が算出される。
【００７１】
この材料試験機のように、テーブル１６のような負荷部材を構成する部材に接続されたワイヤ１５８を巻回するプーリ１５３と、ワイヤ１５８の移動量をプーリ１５３の回転量として検出し、パルスを出力するロータリエンコーダ１５４とを備える変位測定装置１５０の出力パルスを調整する手段として、この発明の電子ギアを備えたパルスレート変換回路６０を採用することができる。例えば、特開平８−１５２３８９号公報に記載されたような下つかみ具を支持する負荷部材を昇降させることにより試験片に試験力を付与する材料試験機において、下つかみ具を支持する負荷部材の移動量を検出する検出器としてベルト部材が巻き取り機構により伸縮するタイプのワイヤ式変位検出器からの出力パルスの調整にも、このパルスレート変換回路６０を採用することができる。これにより、図７および図８を参照して説明した効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７２】
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
２４      上部クロスヘッド
２５      ラムシリンダ
２６      下部クロスヘッド
２８      圧盤
４１      ベース
３０      負荷機構
３１      ねじ棹
３２      支柱
３３      圧力センサ
３５      制御部
３６      表示部
３７      入力部
５０      変位測定装置
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      パルスレート変換回路
６２      カウンタ回路
６３      変位換算回路
７１      制御回路
７２      アキュムレータ
７３      セレクタ
７４      第１比較器
７５      第２比較器
７６      レジスタ
１５０      変位計測装置
１５１      支持板
１５３      プーリ
１５４      ロータリエンコーダ
１５５      スタンド
１５６      コイルバネ
１５８      ワイヤ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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