(57)【要約】  評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を結果取得部(１１０)が取得する。評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルをモデル生成部(１２０)が生成する。サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により誤差算出部(１３０)が算出する。算出された測定誤差を累積して評価結果を結果補償部(１４０)が補償する。これにより、特性評価器具による評価対象サンプルの機械特性の評価結果に内包される誤差を補償し、適正な評価結果とすることができる評価補償システムを提供する。
2011102113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得手段と、
前記評価対象サンプルと前記特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成手段と、
前記サンプル評価モデルの前記パートごとに前記評価結果に影響する測定誤差を各々の前記機械的性質により算出する誤差算出手段と、
算出された前記測定誤差を累積して前記評価結果を補償する結果補償手段と、
を有する評価補償システム。
【請求項２】
前記機械的性質が、熱膨張係数、弾性率、全長、断面積、変化温度、の少なくとも一つからなる請求項１に記載の評価補償システム。
【請求項３】
前記特性評価器具は、前記評価対象サンプルから荷重と変形との少なくとも一方を測定する請求項１または２に記載の評価補償システム。
【請求項４】
前記特性評価器具は、前記評価対象サンプルから非接触に光学的に前記評価結果を測定する請求項１ないし３の何れか一項に記載の評価補償システム。
【請求項５】
評価補償システムのコンピュータプログラムであって、
評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得処理と、
前記評価対象サンプルと前記特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成処理と、
前記サンプル評価モデルの前記パートごとに前記評価結果に影響する測定誤差を各々の前記機械的性質により算出する誤差算出処理と、
算出された前記測定誤差を累積して前記評価結果を補償する結果補償処理と、
を前記評価補償システムに実行させるコンピュータプログラム。
【請求項６】
評価補償システムのデータ処理方法であって、
評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得動作と、
前記評価対象サンプルと前記特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成動作と、
前記サンプル評価モデルの前記パートごとに前記評価結果に影響する測定誤差を各々の前記機械的性質により算出する誤差算出動作と、
算出された前記測定誤差を累積して前記評価結果を補償する結果補償動作と、
を有するデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を補償する評価補償システム、そのコンピュータプログラムおよびデータ処理方法、に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の機械特性試験には、引張試験、曲げ試験など静的な負荷をかけて伸びや荷重を測定したり、温度を変化させて熱膨張を測定するものなどがある。このような機械特性を測定する際に精度を損なう要因の一つが温度である。【０００３】
その理由は、室温との温度差により発生する熱膨張（以下、熱収縮も含む）が避けられないためである。この熱膨張は、測定対象である材料サンプルだけでなく、温度変化するクランプ、ジグ、フレーム、駆動系など測定装置全体で発生する。【０００４】
対象サンプル以外の測定系で発生する熱膨張をなるべく小さくするために、例えば、超低熱膨張の材料で測定系を構成するという方法も考えられるが、これらの超低熱膨材は非常に高価であったり強度が不足しているなど、装置を構成するのに実用的ではない。【０００５】
温度変化については目的である測定のために必須であるが、この原因をさらに複雑にしている要因がある。例えば、対象の負荷温度は常に一定というわけではなく、温度サイクル（低温から高温の繰り返し）をかけたり急加熱・急冷などの変化を必要とする場合がある。【０００６】
また、たいていの装置では加熱（以下、冷却も含む）するサンプルの入ったセルや試料室を断熱してはいるものの、その外部に駆動系を設けていることから、試料室を完全に密封することが難しい。さらに装置の熱容量が大きいため、熱負荷がかかったとき温度が均一になるには長時間を要し、常に温度分布が発生した状態となっている。【０００７】
温度の検出自体にも問題がある。たいていの装置の場合、測定対象である材料サンプルの温度は直接測定せず、サンプル近傍の雰囲気温度一点をサンプル温度として代替しており、温度分布はないかまたは小さいという仮定で評価しているが、実際には温度分布が存在する。【０００８】
以上のような熱膨張に伴う精度低下の課題を解決するために、つぎの様な方法がある。まず、予め装置に基準状態と試験状態での同一応力に対する変位差を記録しておき、試験により得られた応力―歪み特性を基準状態の応力―歪み特性に変換する提案がある(特許文献１)。【０００９】
より詳細には、図１６に示すように、評価対象サンプル１の近傍、例えば引張試験機では、クロスヘッド１７上に、環境状態を検出する温度センサ１４、湿度センサ１５、振動センサ１６などを配設し、荷重センサ１２、変位センサ１３と共に、これらの出力信号を計測制御装置２０に取り込み、試験時応力−歪み特性を求める演算処理を行う。【００１０】
これと共に、予め計測制御装置２０に基準環境状態と試験環境状態での同一応力に対する変位差を記憶しておき、試験時応力−歪み特性を基準環境状態の応力−歪み特性に変換して表示する。上述のような構成により、環境測定データを自動的に取り込み、材料試験データを環境測定データによりリアルタイムで補正しうる材料試験機を提供する。【００１１】
また、対象物のある試料室内に、変位量計測機と補正変位量計測機を並設することによって、温度分布にもとづく測定誤差を解消する提案もある(特許文献２)。より詳細には、図１７に示すように、高圧容器３３と、高圧容器３３の内側に配設される断熱層３４と、断熱層３４の内側に配設されるヒータ３５と、ヒータ３５の内側に画成される処理室３６とを備え、一端に閉塞端４６を有する外管４１と、外管４１内に管軸方向摺動自在に内挿されかつ外管４１と同じ熱膨張率の材料からなる内管４４と、内管４４の一端と閉塞端４６との間に設置された被検出部材４７と、外管４１と内管４４との相対変位量を検出する変位検出手段４０とを備えている変位量計測機Ｍ１を、被検出部材４７を上位として処理室３６内に設ける。【００１２】
上述のような構成により、処理室内に、変位量計測機と補正変位量計測機を並設することによって、炉室（処理室）下部で発生する温度分布にもとづく測定誤差をなくし、延いてはより高精度な変位量測定、温度測定が可能となった計測装置を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−３４４２４８号公報
【特許文献２】特開平０６−２４０３０２号公報
【発明の概要】
【００１４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２には、以下のような課題がある。特許文献１で行っているのは、例えば、３５℃で得られた材料Ａの測定データを、予め測定してあった環境データと基準データを利用して２５℃のデータに変換して、他の材料Ｂの２５℃データと比較するということである。
【００１５】
従って、対象サンプルや測定系の構成などの環境や条件が変わった時には、まず基準データを測定する必要がある。また、温度プロファイルを設けた状態での測定方法には言及していない。
【００１６】
特許文献２では、熱膨張の測定を補正するために、測定用と補正用の二つの変位計を断熱室である試料室内に入れている。その他の環境条件が全く同一で、対象サンプルの有無だけ異なるならば、環境条件による熱膨張をキャンセルすることができるので、この方法は有効と思われる。同様に、センサの熱特性差をキャンセルする場合にも有効である。
【００１７】
ただし、通常の機械特性評価では、前述のように対象サンプルを固定したロッドまたはアームなどが恒温槽の外に伸びており、その先にセンサが設けてあることが多い。その理由は、一般的にはセンサ自身の使用温度範囲が小さいためで、加熱および冷却時温度では使用できないことが多い。
【００１８】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、特性評価器具による評価対象サンプルの機械特性の評価結果に内包される誤差を補償し、適正な評価結果とする評価補償システム、そのコンピュータプログラムおよびデータ処理方法、を提供するものである。
【００１９】
本発明の評価補償システムは、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得手段と、評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成手段と、サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により算出する誤差算出手段と、算出された測定誤差を累積して評価結果を補償する結果補償手段と、を有する。
【００２０】
本発明のコンピュータプログラムは、評価補償システムのコンピュータプログラムであって、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得処理と、評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成処理と、サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により算出する誤差算出処理と、算出された測定誤差を累積して評価結果を補償する結果補償処理と、を評価補償システムに実行させる。
【００２１】
本発明のデータ処理方法は、評価補償システムのデータ処理方法であって、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得動作と、評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成動作と、サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により算出する誤差算出動作と、算出された測定誤差を累積して評価結果を補償する結果補償動作と、を有する。
【００２２】
なお、本発明の各種の構成要素は、その機能を実現するように形成されていればよく、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与された評価補償システム、コンピュータプログラムにより評価補償システムに実現された所定の機能、これらの任意の組み合わせ、等として実現することができる。
【００２３】
また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００２４】
また、本発明のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法は、複数の処理および動作を順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の処理および複数の動作を実行する順番を限定するものではない。
【００２５】
このため、本発明のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法を実施するときには、その複数の処理および複数の動作の順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。
【００２６】
さらに、本発明のコンピュータプログラムおよびデータ処理方法は、複数の処理および複数の動作が個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある処理および動作の実行中に他の処理および動作が発生すること、ある処理および動作の実行タイミングと他の処理および動作の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。
【００２７】
また、本発明で云う評価補償システムは、コンピュータプログラムを読み取って対応する処理動作を実行できるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｆ（Interface）ユニット、等の汎用デバイスで構築されたハードウェア、所定の処理動作を実行するように構築された専用の論理回路、これらの組み合わせ、等として実施することができる。
【００２８】
なお、本発明でコンピュータプログラムに対応した各種動作を評価補償システムに実行させることは、各種デバイスを評価補償システムに動作制御させることなども意味している。
【００２９】
本発明の評価補償システムでは、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を結果取得手段が取得する。評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルをモデル生成手段が生成する。サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により誤差算出手段が算出する。算出された測定誤差を累積して評価結果を結果補償手段が補償する。従って、特性評価器具による評価対象サンプルの機械特性の評価結果に内包される誤差を補償し、適正な評価結果とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
上述した目的、および、その他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、および、それに付随する以下の図面によって、さらに明らかになる。【００３１】
【図１】本発明の評価補償システムの論理構造を示す模式的なブロック図である。
【図２】評価対象サンプルと特性評価器具との構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図３】評価対象サンプルと特性評価器具とのサンプル評価モデルを示す模式図である。
【図４】単純化したサンプル評価モデルの要部を示す模式図である。
【図５】単純化したサンプル評価モデルの全体を示す模式図である。
【図６】評価補償システムのデータ処理方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る評価補償方法で用いた測定系の温度分布を示す特性図である。
【図８】本発明に係る評価補償方法に対して従来の熱荷重算出式の結果と荷重の実測値を比較した特性図である。
【図９】本発明に係る評価補償方法のモデルの違いを説明する際、１ブロックの場合と２ブロックの場合の結果を比較した特性図である。
【図１０】熱伝導―熱応力練成解析を行った際のサンプル評価モデルを示す模式図である。
【図１１】熱伝導―熱応力練成解析を行って、線形材料であっても温度分布が存在するとヒステリシスを示すことを表した特性図である。
【図１２】一実施例の評価対象サンプルと特性評価器具との構造を示す模式的な横断平面図である。
【図１３】一実施例の評価対象サンプルと特性評価器具との構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図１４】一実施例の評価対象サンプルと特性評価器具との寸法等を示す模式図である。
【図１５】本発明に係る評価補償方法の一実施例の結果と実測値を示す特性図である。
【図１６】第一の従来例の評価対象サンプルと特性評価器具との構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図１７】第二の従来例の評価対象サンプルと特性評価器具との構造を示す模式的な縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の評価補償システム１００は、図１に示すように、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得部１１０と、評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成部１２０と、サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により算出する誤差算出部１３０と、算出された測定誤差を累積して評価結果を補償する結果補償部１４０と、を有する。
【００３３】
なお、上述の機械的性質は、例えば、熱膨張係数、弾性率、全長、断面積、変化温度、等からなる。また、特性評価器具は、評価対象サンプルから荷重と変形との少なくとも一方を測定する。
【００３４】
このような評価補償システム１００は、適切なコンピュータプログラムを実装したコンピュータ装置により論理的に実現することができる。このようなコンピュータプログラムは、例えば、図６に示すように、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を取得する結果取得処理と(ステップＳ１)、評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルを生成するモデル生成処理と(ステップＳ２)、サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により算出する誤差算出処理と(ステップＳ３)、算出された測定誤差を累積して評価結果を補償する結果補償処理と(ステップＳ４)、補償された評価結果を出力する結果出力処理と(ステップＳ５)、を評価補償システムに実行させるように記述されている。
【００３５】
以下に、本発明を詳細に説明する。以下に記載する作用、構造、実施例等は、好適もしくは、最良と思われる態様を説明するものであり、これに本発明が限定されるものではなく、当業者が容易に想到できる範囲内において、修正、変形を可能とする。
【００３６】
まず、図２ないし図７を参照して、本発明の評価補償システムの評価補償方法について説明する。図２は、評価対象サンプルおよび特性評価器具の模式的な縦断正面図、図３は、図２に示すシステム全体を単純にモデル化した模式図である。
【００３７】
図２のシステム全体は、サンプル１、サンプルつかみジグ２、ロッド３、断熱試料室などの恒温槽４、クロスヘッド５、フレーム６、ロードセルなどの荷重センサ７、サンプル近傍の雰囲気温度測定用の熱電対８、等からなる。
【００３８】
それぞれ異なる材料の断面積Ｓ、長さＬである複数の部材（パート）が直列または並列に構成している。また、それぞれのパートは異なる弾性率Ｅと熱膨張係数αを持ち、異なる温度変化ΔＴを受ける。
【００３９】
図４および図５は、図２および図３から、さらに単純化したモデルの図である。図４は、任意のパートごとに一つのブロックからなり、各々のブロックの端部は拘束されている。
【００４０】
図５は本方式である任意のパートからなる二つ以上のブロックが並列に構成されたサンプル評価モデルである。ここでは、実際の装置を、サンプルを保持している一つの直列の系（ブロック）と、装置のフレームを構成している複数の直列の系（ブロック）とが、並列になっていると考え、サンプル評価モデルを生成した。
【００４１】
それぞれのパートはブロックごとに直列に連結し、各ブロックは模式的に完全剛性のバーで連結されているとする。一つのブロックは、素材・断面積・長さがそれぞれ異なるパートでできているとする。
【００４２】
図４および図５は、図３を単純に表現しているが、実際にはそれぞれ素材・断面積・長さが異なるパートでできているという情報（弾性率Ｅ、熱膨張係数αなど具体的な値）が入っている。
【００４３】
図５のモデルにおいて、パート１の温度がＴ１、パート２の温度がＴ２、…、パート８の温度がＴ８、のように変化したとき、ブロックＡに発生している荷重Ｐ（Ａ）は、
【数１】
2011102113.tif 000003
のように表される。
【００４４】
ただし、
αη：各パートの熱膨張係数
Ｅη：各パートの弾性率
Ｌη：各パートの全長
Ｓη：各パートの断面積
Ｔη：各パートの変化温度
である。
【００４５】
パートが四つ連結されたブロックＡにおいて、パート１の温度がＴ１、パート２の温度がＴ２、と変化すると仮定する。パート１がＴ１になったときに自由膨張する量（応力フリー）は、
α１・Ｌ１・Ｔ１…(１)
である。
【００４６】
従って、他のパートやブロックＢがあるとして、その影響を受けたパート１のＴ１における最終的な伸び量をδ１とすると、パート１に発生する荷重Ｐ１は、
【数２】
2011102113.tif 000004
と表される。
【００４７】
他のパートも同様に、
【数３】
2011102113.tif 000005
と表される。
【００４８】
ここで、ブロックＡ内に発生する荷重は一様なので、
ＰＡ＝Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３＝Ｐ４
となる。
【００４９】
従って、
【数４】
2011102113.tif 000006
のような等式が考えられる。
【００５０】
ブロックＢについても同様なので、
【数５】
2011102113.tif 000007
のような等式が立てられる。ブロックＡとブロックＢは完全剛性のバーで連結されているので、最終的な伸び量は等しい。
【００５１】
従って、
【数６】
2011102113.tif 000008
なる等式が成り立つ（ｅｑ〜は数式ソフトで用いた行番号）。
【００５２】
また、ブロックＡとブロックＢに発生している荷重の和はゼロになるので（ブロックＡとブロックＢに発生している荷重は大きさが同じで方向が逆）、
【数７】
2011102113.tif 000009
となる。
【００５３】
上述のような式(６)〜(19)を連立すると、δ１〜δ８が解ける。数式１中のα、Ｅ、Ｓ、Ｌは、それぞれのパーツの材料特性や長さなので、実数を入力することができる。
【００５４】
従って、ブロックＡに発生している荷重Ｐ（Ａ）は、
【数８】
2011102113.tif 000010
として温度Ｔ１〜Ｔ８の関数として表すことができる。ここでａ〜ｈは実数である。
【００５５】
この荷重Ｐ（Ａ）は、本発明に係る測定では、ロードセルによって検出される荷重値に相当する。同様に、ブロックＢに発生する荷重Ｐ（Ｂ）やブロックの伸び量δも、温度Ｔ１〜Ｔ８の関数として表すことができる。
【００５６】
つぎに、本発明に係る算出結果が妥当かつ高精度であることを検証する。図７は、あるセラミックス材料をサンプルとして、室温から２５０℃付近まで加熱した後、室温まで冷却するサイクルを二回繰り返したときの、経過時間と各パートの温度を示している。
【００５７】
(１)はサンプルの中央でヒータに最も近いため温度が高くなっている。(２)、(３)とヒータから離れているので、最大温度が約１５０℃および約７０℃と低くなっている。(４)〜(８)は、さらにヒータから離れた位置のパーツのため最大温度は６０℃以下である。
【００５８】
ただし、図７に示すように、冷却時の２５００から３５００秒付近では、加熱時に温度の高かった(１)、(２)とサンプル槽外温度(３)の大小関係が逆転している。図８の△で表したグラフは、このときのＰ（Ａ）に相当する荷重の実測値を図７の(１)サンプル中央温度を横軸としたときの結果である。
【００５９】
荷重は、加熱時に圧縮（負の値）が増大し、冷却時には圧縮が減少して室温付近では引張となっている。また、温度に対して直線的ではなく、膨らみを持ったヒステリシスを示す。
【００６０】
ここで、線形材料であるセラミックスがヒステリシスを示したり、室温まで冷却されているのに引張荷重が残留していることの理由は、サンプル以外の測定系全体に温度分布が存在し、また温度変化の状態が逆転するためと考えられる。
【００６１】
これに対して、図７の(１)サンプル中央温度のみを用いて従来の熱応力算出式（応力σ（ｔｈ）＝α×Ｅ×ΔＴを使用）から算出した荷重を、図８に黒点で示した(従来熱応力算出式)。従来方法では、温度に対して直線的な結果となり、実測値に現れた室温付近で引張荷重が発生および残留すると云う挙動が表せないことがわかる。
【００６２】
図９は、図４に示すような４パーツからなる両端が拘束された１ブロックモデルと、図５に示すような本方法の２ブロックモデルを用いて、それぞれ算出した荷重を、(１)サンプル中央温度を横軸としたときの温度変化として示したものである。
【００６３】
１ブロックモデルを用いて算出した結果は、温度に対して若干ヒステリシスを示すものの、室温付近での圧縮から引張への反転は見られない。一方、２ブロックモデルを用いて算出した結果は、温度に対してヒステリシスを示し、室温付近において圧縮から引張への反転が見られるなど、図８に示した実測データと同様の挙動が再現されていることがわかる。
【００６４】
ここで、計算プログラムＡＮＳＹＳを用いて、簡単な熱伝導―熱応力練成解析を行い、セラミックスと熱浴となる鉄鋼が結合した両端拘束モデル（図１０）のセラミックスの一端から熱を与えたときの発生応力を検証する。
【００６５】
加熱の条件は、２５℃から２５０℃まで１５分、さらに２５℃まで１５分である。図１１のように、線形材料であっても温度分布が存在するときには、内部応力はヒシテリシスを示す結果となることが確認できた。
【００６６】
従って、本発明に係る荷重または変位を算出する方法であるモデルおよび算出式は、実測の荷重値を精度よく表すことが可能であり、また、本方法から得られた補正式を用いると、対象材料の測定系の影響を受けない特性結果を得ることが可能である。
【００６７】
本実施の形態の評価補償システム１００では、評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を結果取得部１１０が取得する。評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルをモデル生成部１２０が生成する。
【００６８】
サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により誤差算出部１３０が算出する。算出された測定誤差を累積して評価結果を結果補償部１４０が補償する。
【００６９】
従って、本実施の形態の評価補償システム１００による評価補償方法は、材料に温度変化を与えたときの材料の伸び量や発生荷重などを得る方法に関して、測定系全体の温度変化および温度分布によって発生する伸び量（ひずみ）と荷重（応力）の挙動を考慮した補正を行う。
【００７０】
従って、荷重の実測値から測定系の影響を受けない材料の内部に発生する熱応力を得ることができる。このため、特性評価器具による評価対象サンプルの機械特性の評価結果に内包される誤差を補償し、適正な評価結果とすることができる。
【００７１】
従って、本実施の形態の評価補償システム１００による評価補償方法は、例えば、引張試験、曲げ試験、疲労試験、クリープ試験、応力緩和試験、熱膨張試験などに適用できる。しかも、材料や測定系を構成する材料や寸法が変わっても、同様のモデル（算出式）を用いることができる。
【００７２】
つぎに、本発明に係る評価補償方法が適用できる一例について図１２および図１３を用いて詳細に説明する。図１２および図１３は、本発明に係る評価補償方法が適用できる測定系の一例を示す概略図である。
【００７３】
評価対象サンプルは線形材料であるセラミックスサンプル１である。このセラミックスサンプル１は、両端が拘束されており、その片方のサンプルつかみジグ２は、荷重センサ７に連結されている。
【００７４】
サンプル１と荷重センサ７が連結されたブロックは、フレーム６に固定されている。サンプル１の中央部分を覆うように、恒温槽４が設けてあり、さらに、その中央部にはヒータ９が設置してある。
【００７５】
測定系全体の温度分布を正確に測定するために、温度測定用の熱電対１０が複数設けてある。また、図では省略しているが、評価対象サンプル１の温度を測定するための温度測定用評価対象サンプルがサンプルと同じ環境状態で設けられており、温度測定用評価対象サンプルの中心部には熱電対が設置されている。
【００７６】
これは、熱電対をサンプル本体に設置することによって荷重や変位に影響を与えるのを防ぐためと、サンプル近傍の雰囲気温度とサンプル本体の温度には格差が存在するためである。
【００７７】
荷重センサ７で検知された荷重値は、アンプ（図は省略）などを通して、パソコン等データ記録部に保存される。パソコンには計算部が格納されており、本方法の算出式または補正式を用いて取得したデータを補正する。
【００７８】
拘束ジグ、固定ジグ、および、フレームは、既知の材料で構成されている。材料、構造または寸法が変更されたときは、式に導入する数値を変更するだけで対応が可能である。
【００７９】
また、上記の構造において、サンプルのブロックおよびフレームをブロックは、それぞれ構成パート数は任意である。従って、サンプルを保持するブロックは、サンプル―クランプ―伝達ロッド、のような構成でも可能である。なお、このとき測定系全体を測定可能な変位計、例えば、カメラ式画像処理装置などにて変形を計測してもよい。
［実施例］
つぎに、具体的な実施例を用いて本発明に係る評価補償方法を説明する。本実施例において、荷重測定用の評価対象サンプル１は、マシナブルセラミックス（石原薬品株式会社製、Ｐタイプセラミックス）で、径４ｍｍ、長さ３５０ｍｍ以上の丸棒である。
【００８０】
サンプルつかみジグ２、固定ジグ１１およびフレーム６はステンレス（ＳＵＳ３０４）製である。荷重センサ７はステンレス製ケーシング（ＳＵＳ６０３、株式会社共和電業(登録商標)製ＬＵＲ−Ａ−ＳＡ１、定格容量５００Ｎ）である。
【００８１】
サンプルつかみジグ２および固定ジグ１１とフレーム６は、ボルトで固定している。恒温槽４の中には、ヒータ９と冷却装置（図は省略）が設置されている。おおよその構成と寸法を図１４に示す。
【００８２】
このときの測定系の材料定数および各寸法を数式１に導入すると、
【数９】
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となる。
【００８３】
この式に温度１〜８までの温度実測値を導入したときの荷重と実測値を比較すると図１５のようになる。温度サイクルごとの挙動が再現されていることがわかる。なお、最大圧縮荷重の値に若干差が生じているが、これはモデルにおける各パーツの断面積Ｓや長さＬ等を適当に決定することによりさらに適した値が得られる。
【００８４】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では評価対象サンプルの機械特性を特性評価器具で測定した評価結果を結果取得部１１０で取得してから、評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化してサンプル評価モデルをモデル生成部１２０で生成し、サンプル評価モデルのパートごとに評価結果に影響する測定誤差を各々の機械的性質により誤差算出部１３０で算出することを例示した。
【００８５】
しかし、サンプル評価モデルをモデル生成部１２０で生成し、サンプル評価モデルのパートごとに測定誤差を誤差算出部１３０で算出してから、評価対象サンプルの評価結果を結果取得部１１０で取得してもよく、モデル生成部１２０の生成および誤差算出部１３０の算出と結果取得部１１０の取得とを並列に実行してもよい。
【００８６】
さらに、本実施の形態では評価補償システムの各部がコンピュータプログラムにより各種機能として論理的に実現されることを例示した。しかし、このような各部の各々を固有のハードウェアとして形成することもでき、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせとして実現することもできる。
【００８７】
また、上記形態では評価対象サンプルと特性評価器具とを各種の機械的性質の少なくとも一つが相違するパートごとにモデル化することを例示した。しかし、機械的性質が共通の部分を複数のパートにモデル化することもできる。ただし、このような複数のパートは一つのパートと同様に機能する(図示せず)。
【００８８】
さらに、上記形態では特性評価器具が評価対象サンプルから荷重や変形を機械的に直接に測定することを例示した。しかし、特性評価器具が、評価対象サンプルから非接触に光学的に評価結果を高精度に測定してもよい(図示せず)。
【００８９】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【００９０】
この出願は、２０１０年  ２月１６日に出願された日本出願特願２０１０−０３０９０３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てを、ここに取り込む。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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