(57)【要約】【課題】計測信号の温度ドリフトを抑制する。【解決手段】加算器２０３３は搬送波信号に校正信号ＳＳＫ１を重畳する。第１フィルタ２０６は、搬送波信号だけをロードセル３０へ供給する。第２フィルタ２０７は校正信号を抽出する。抽出された校正信号は、加算器２０９でロードセル３０からの検出信号と重畳される。加算器２０９の出力は、デジタル信号に変換した後、計測信号検波回路２０３４と校正検波回路２０３５に入力される。計測信号検波回路２０３４は検出信号を検波して計測検波信号ＳＳＰ１を得、校正検波回路２０３５は校正信号を検波して校正検波信号ＳＳＫＰ１を得る。制御回路２０１において、計測検波信号ＳＳＰ１は校正信号ＳＳＫ１と校正検波信号ＳＳＫＰ１とに基づいて校正され、校正後計測信号ＳＳＦ１を得る。【選択図】  図２
2008275370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片を負荷するアクチュエータと、
駆動信号が印加され、前記試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器と、
第１周波数の校正信号を出力する校正信号発生回路と、
前記駆動信号に前記校正信号を重畳する第１重畳手段と、
前記第１重畳手段の出力信号から前記駆動信号を通過させて前記検出器に入力する第１フィルタ手段と、
前記第１重畳手段の出力信号から前記校正信号を通過させる第２フィルタ手段と、
前記第２フィルタ手段を通過する前記校正信号を前記検出器の出力信号に重畳する第２重畳手段と、
前記第２重畳手段の出力信号から前記校正信号に対応する第１抽出信号を抽出する第１抽出手段と、
前記第２重畳手段の出力信号から前記計測信号に対応する第２抽出信号を抽出する第２抽出手段と、
前記第２抽出信号を、前記第１抽出信号と、前記校正信号発生回路が出力する前記校正信号とに基づいて校正して校正後計測信号を得る校正演算手段とを備えることを特徴とする材料試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の材料試験機において、
前記駆動信号は、前記第１周波数とは異なる第２周波数の交流搬送波信号であり、
第１抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から前記第１周波数の第２抽出信号を検波する手段であり、
第２抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から前記第２周波数の第２抽出信号を検波する手段であることを特徴とする材料試験機。
【請求項３】
請求項１に記載の材料試験機において、
前記駆動信号は直流信号であり、
第１抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から前記第１周波数の前記第１抽出信号を検波する手段であり、
第２抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から直流成分である前記第２抽出信号を検波する手段であることを特徴とする材料試験機。
【請求項４】
試験片を負荷するアクチュエータと、
駆動信号が印加され、前記試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器と、
第１周波数の送信側校正信号を出力する送信側校正信号発生回路と、
前記駆動信号に前記送信側校正信号を重畳する第１重畳手段と、
前記第１重畳手段の出力信号から前記第１周波数の送信側校正信号を第１抽出信号として抽出する第１抽出手段と、
第１周波数と異なる第２周波数の受信側校正信号を出力する受信側校正信号発生回路と、
前記計測信号に前記受信側校正信号を重畳する第２重畳手段と、
前記第２重畳手段の出力信号から前記第２周波数の受信側校正信号を第２抽出信号として抽出する第２抽出手段と、
前記第２重畳手段の出力信号から校正前の前記計測信号に対応する第３抽出信号を抽出する第３抽出手段と、
前記送信側校正信号と、前記第１抽出信号と、前記受信側校正信号、前記第２抽出信号とに基づいて、前記第３抽出信号を校正して校正後計測信号を得る校正演算手段とを備えることを特徴とする材料試験機。
【請求項５】
請求項４に記載の材料試験機において、
前記駆動信号は、前記第１および第２周波数とは異なる第３周波数の交流搬送波信号であり、
前記第１抽出手段は、前記第１重畳手段の出力信号から前記第１周波数の第１抽出信号を検波する手段であり、
第２抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から前記第２周波数の第２抽出信号を検波する手段であり、
第３抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から前記第３周波数の第３抽出信号を検波する手段であることを特徴とする材料試験機。
【請求項６】
請求項４に記載の材料試験機において、
前記駆動信号は直流信号であり、
前記第１抽出手段は、前記第１重畳手段の出力信号から前記第１周波数の第１抽出信号を検波する手段であり、
第２抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から前記第２周波数の第２抽出信号を検波する手段であり、
第３抽出手段は、前記第２重畳手段の出力信号から直流成分である前記第３抽出信号を検波する手段であることを特徴とする材料試験機。
【請求項７】
試験片を負荷するアクチュエータと、
駆動信号が印加され、前記試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器と、
前記計測信号に基づいて前記アクチュエータを駆動制御する制御手段とを備える材料試験機の前記計測信号の校正方法において、
前記駆動信号に校正信号校正信号を重畳し、
前記校正信号が重畳された前記検出器の出力信号から、前記計測信号と前記校正信号とを分離し、
前記分離後の前記計測信号を、前記分離前後の２つの校正信号校正信号に基づいて校正することを特徴とする材料試験機の計測信号校正方法。
【請求項８】
試験片を負荷するアクチュエータと、
駆動信号が印加され、前記試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器と、
前記計測信号に基づいて前記アクチュエータを駆動制御する制御手段とを備える材料試験機の前記計測信号の校正方法において、
前記駆動信号に送信側校正信号を重畳し、
前記駆動信号と前記送信側校正信号が重畳された信号を前記検出器へ供給し、
前記駆動信号と前記送信側校正信号が重畳された信号から、前記送信側校正信号を分離し、
前記検出器の出力信号に受信側校正信号を重畳し、
前記受信側校正信号を重畳された前記検出器の出力信号から、前記計測信号と前記受信側校正信号を分離し、
前記分離後の前記計測信号を、前記送信側および受信側のそれぞれにおける前記分離前後の２つずつの計４つの校正信号に基づいて校正することを特徴とする材料試験機の計測信号校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験力や変位を検出する検出器の計測信号を試験中に校正可能とした材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ホイートストーンブリッジを備えたロードセルや差動トランス式変位計などの検出器により試験力や変位を計測しつつ試験片を試験する材料試験機が知られている。（特許文献１）。
【０００３】
従来の材料試験機では、計測信号のフルスケールを校正するため、測定開始前に検出器に校正用疑似信号を印加し、検出器からの出力信号に基づいて計測信号を校正している。
【特許文献１】特開平９−１１３４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の材料試験機では試験中に計測信号を校正することができない。そのため、長時間にわたる試験では、室温が校正時の室温から乖離したり、計測回路が発熱することがあり、試験前の校正だけでは精度の高い計測が行うことができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態の参照符号を付して本発明による材料試験機および計測信号の校正方法を説明する。なお、参照符号はあくまでも説明の都合上付すものであり、これにより、発明が実施の形態に限定されるものではない。
（１）請求項１の発明による材料試験機は、試験片を負荷するアクチュエータ１２と、駆動信号が印加され、試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器３０，５０と、第１周波数の校正信号ＳＳＫ１を出力する校正信号発生回路２０３２と、駆動信号に校正信号を重畳する第１重畳手段２０３３と、第１重畳手段２０３３の出力信号から駆動信号を通過させて検出器３０，５０に入力する第１フィルタ手段２０６と、第１重畳手段２０３３の出力信号から校正信号を通過させる第２フィルタ手段２０７と、第２フィルタ手段２０７を通過する校正信号を検出器３０，５０の出力信号に重畳する第２重畳手段２０９と、第２重畳手段２０９の出力信号から校正信号に対応する第１抽出信号ＳＳＫＰ１を抽出する第１抽出手段２０３５と、第２重畳手段２０９の出力信号から計測信号に対応する第２抽出信号ＳＳＰ１を抽出する第２抽出手段２０３４と、第２抽出信号ＳＳＰ１を、第１抽出信号ＳＳＫＰ１と、校正信号発生回路２０３２が出力する校正信号ＳＳＫ１とに基づいて校正して校正後計測信号ＳＳＦ１を得る校正演算手段２０１ａとを備えることを特徴とする。
【０００６】
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の材料試験機において、駆動信号は、第１周波数とは異なる第２周波数の交流搬送波信号であり、第１抽出手段２０３５は、第２重畳手段２０９の出力信号から第１周波数の第２抽出信号ＳＳＫＰ１を検波する手段であり、第２抽出手段２０３４は、第２重畳手段２０９の出力信号から第２周波数の第２抽出信号ＳＳＰ１を検波する手段であることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１に記載の材料試験機において、駆動信号は直流信号であり、第１抽出手段２０３５は、第２重畳手段２０９の出力信号から第１周波数の第１抽出信号ＳＳＫＰ１を検波する手段であり、第２抽出手段２０３４は、第２重畳手段２０９の出力信号から直流成分である第２抽出信号ＳＳＰ１を検波する手段であることを特徴とする。
【０００７】
（４）請求項４の発明による材料試験機は、請求項１の材料試験機とは異なり、検出器の受信側と送信側の双方の校正を別々に行うようにしたものである。そのため、請求項４の発明による材料試験機は、上記アクチュエータ１２および検出器３０，５０と、第１周波数の送信側校正信号ＳＳＫ２１を出力する送信側校正信号発生回路２０３２と、駆動信号に送信側校正信号を重畳する第１重畳手段２０３３と、第１重畳手段２０３３の出力信号から第１周波数の送信側校正信号を第１抽出信号ＳＳＫＰ２１として抽出する第１抽出手段２０３６と、第１周波数と異なる第２周波数の受信側校正信号ＳＳＫ２２を出力する受信側校正信号発生回路２０３８と、計測信号に受信側校正信号ＳＳＫ２２を重畳する第２重畳手段２０９と、第２重畳手段２０９の出力信号から第２周波数の受信側校正信号を第２抽出信号ＳＳＫＰ２２として抽出する第２抽出手段２０３７と、第２重畳手段２０９の出力信号から校正前の計測信号に対応する第３抽出信号ＳＳＰ１を抽出する第３抽出手段２０３４と、送信側校正信号ＳＳＫ２１と、第１抽出信号ＳＳＫＰ２１と、受信側校正信号ＳＳＫ２２、第２抽出信号ＳＳＫＰ２２とに基づいて、第３抽出信号ＳＳＰ１を校正して校正後計測信号ＳＳＦ１を得る校正演算手段２０１ａとを備えることを特徴とする。
【０００８】
（５）請求項５の発明は、請求項４に記載の材料試験機において、駆動信号は、第１および第２周波数とは異なる第３周波数の交流搬送波信号であり、第１抽出手段２０３６は、第１重畳手段２０３３の出力信号から第１周波数の第１抽出信号ＳＳＫＰ２１を検波する手段であり、第２抽出手段２０３７は、第２重畳手段２０９の出力信号から第２周波数の第２抽出信号ＳＳＫＰ２２を検波する手段であり、第３抽出手段２０３４は、第２重畳手段２０９の出力信号から第３周波数の第３抽出信号ＳＳＰ１を検波する手段であることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項４に記載の材料試験機において、駆動信号は直流信号であり、第１抽出手段２０３６は、第１重畳手段２０３３の出力信号から第１周波数の第１抽出信号ＳＳＰ２１を検波する手段であり、第２抽出手段２０３７は、第２重畳手段２０９の出力信号から第２周波数の第２抽出信号ＳＳＫＰ２２を検波する手段であり、第３抽出手段２０３４は、第２重畳手段２０９の出力信号から直流成分である第３抽出信号ＳＳＰ２２を検波する手段であることを特徴とする。
【０００９】
（７）請求項７の発明は、試験片を負荷するアクチュエータ１２と、駆動信号が印加され、試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器３０，５０と、計測信号に基づいてアクチュエータ１２を駆動制御する制御手段１１とを備える材料試験機の計測信号の校正方法において、駆動信号に校正信号ＳＳＫ１を重畳し、校正信号が重畳された検出器の出力信号から、計測信号ＳＳＰ１と校正信号ＳＳＫＰ１とを分離し、分離後の計測信号ＳＳＰ１を、分離前後の２つの校正信号ＳＳＫ１、ＳＳＫＰ１に基づいて校正することを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、試験片を負荷するアクチュエータ１２と、駆動信号が印加され、試験片の物理的変化に応じて変化する計測信号を出力する検出器３０，５０と、計測信号に基づいてアクチュエータ１２を駆動制御する制御手段１１とを備える材料試験機の計測信号の校正方法において、駆動信号に送信側校正信号ＳＳＫ２１を重畳し、駆動信号と送信側校正信号ＳＳＫ２１が重畳された信号を検出器へ供給し、駆動信号と送信側校正信号ＳＳＫ２１が重畳された信号から、送信側校正信号ＳＳＫＰ２１を分離し、検出器の出力信号に受信側校正信号ＳＳＫ２２を重畳し、受信側校正信号ＳＳＫ２２を重畳された検出器の出力信号から、計測信号ＳＳＰ１と受信側校正信号ＳＳＫＰ２２を分離し、分離後の計測信号ＳＳＰ１を、送信側および受信側のそれぞれにおける分離前後の２つずつの計４つの校正信号ＳＳＫＰ２１、ＳＳＫ２１、ＳＳＫ２２、ＳＳＫＰ２２に基づいて校正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検出器の駆動信号に交流校正信号を重畳して試験中に計測信号を校正するようにしたので、温度ドリフトなど、試験後の計測回路の状態変化、周囲環境の変化などに影響を受けることなく、精度の高い計測信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
−第１の実施の形態−
図１は、本発明による材料試験機の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。この実施の形態の材料試験機はたとえば引張・圧縮材料試験機であり、材料試験機本体１０と、試験力測定回路２０と、ロードセル３０と、変位測定回路４０と、変位計５０とを備えている。材料試験機本体１０は、コントローラ１１と、試験片を負荷するアクチュエータ１２と、試験結果などを表示する表示器１３と、各種スイッチなどを備える操作部１４とを備えている。コントローラ１１は、通信回路を介して測定回路２０および４０からの計測信号を入力して周知の信号処理を行い、材料試験機の試験速度、試験方法などを制御する。
【００１２】
試験力測定回路２０は、ロードセル３０で検出する試験力を計測するとともに、後述する校正用の信号処理も行う。変位測定回路４０は、変位計５０で検出する変位を計測するとともに、後述する校正用の信号処理も行う。
【００１３】
ロードセル３０は、たとえば図示しない４つの抵抗をブリッジ接続したホイートストーンブリッジを内蔵しており、試験片に与えられている試験力に応じた抵抗値変化を表す計測信号を出力する。変位計５０は、たとえば一つの１次コイルと二つの２次コイルからなるトランスと、可動鉄心で構成する差動トランス式変位計や図示しない４つの抵抗をブリッジ接続したホイートストーンブリッジ式変位計である。前者は試験片の変位に追動する可動鉄心の位置によって二つの２次コイルの間の電圧差変化を検出して、試験片の変位を測定することができる。後者は変位に応じた抵抗値変化を示す計測信号を出力する。
【００１４】
試験力測定回路２０および変位測定回路４０はそれぞれ同様に構成されているので、以下では、図２を参照して試験力測定回路２０について詳細に説明する。
【００１５】
図２に示すように、試験力測定回路２０は、制御回路２０１と、通信回路２０２と、演算回路２０３とを備えている。制御回路２０１は、通信回路２０２を介してコントローラ１１と各種信号を授受する。たとえば制御回路２０１は、通信回路２０２を介して、ロードセル３０で検出した試験力計測信号をコントローラ１１へ送信する。
【００１６】
制御回路２０１には演算回路２０３が接続されている。制御回路２０１は校正演算部２０１ａを備えている。詳細は後述するが、演算回路２０３は、計測検波信号ＳＳＰ１と、校正信号データＳＳＫ１と、校正検波データＳＳＫＰ１とを算出する。制御回路２０１の校正演算部２０１ａは、演算回路２０３から送信される計測検波信号ＳＳＰ１と、校正信号データＳＳＫ１と、校正検波データＳＳＫＰ１とを受信し、計測検波信号ＳＳＰ１を校正して校正後計測信号ＳＳＦ１を算出する。
【００１７】
演算回路２０３は、搬送波信号を発生する搬送波信号発生回路２０３１と、校正信号ＳＳＫ１を発生する校正信号発生回路２０３２と、搬送波信号と校正信号を加算する加算器２０３３とを備えている。
【００１８】
搬送波信号発生回路２０３１は、所定周波数、所定振幅の正弦波である搬送波信号（交流電圧信号）のディジタルデータを加算器２０３３に出力する。
【００１９】
校正信号発生回路２０３２も搬送波信号発生回路２０３１と同様に構成することができるが、校正信号の周波数は、搬送波信号の周波数とは異なる帯域とし、搬送波信号と校正信号を後述する第１および第２フィルタ２０６，２０７で互いに分離できるようにしている。
【００２０】
加算器２０３３で加算された信号はＤ/Ａ変換器２０４でアナログ信号に変換され、増幅器２０５で増幅される。増幅器２０５の出力信号は第１フィルタ２０６に入力され、第１フィルタ２０６は校正信号の成分を除去する。したがって、ロードセル３０には搬送波信号だけが供給され、ロードセル３０からは、試験力に応じたブリッジ回路の抵抗値変化により振幅変調を受けた搬送波が出力される。
【００２１】
増幅器２０５の出力信号は第２フィルタ２０７にも入力され、第２フィルタ２０７は搬送波信号の成分を除去し、校正信号だけを出力する。減衰器２０８は、第２フィルタ２０７から出力される校正信号のレベルをロードセル３０の出力電圧レベルに一致させるように減衰する。減衰された校正信号は加算器２０９へ入力される。加算器２０９には、ロードセル３０から出力される試験力検出信号ＳＳ１も入力されており、校正信号と試験力検出信号が加算（重畳）される。加算器２０９の加算信号は増幅器２１０で増幅され、Ａ/Ｄ変換器２１１でデジタル信号に変換されて演算回路２０３へ入力される。
なお、以下の説明では、試験力の信号にはＳＳを、変位の信号にはＳＨを、校正信号にはＫを、検波信号にはＰをそれぞれ付して表す。
【００２２】
演算回路２０３は、入力信号から試験力検波信号ＳＳＰ１を検波する試験力計測信号検波回路２０３４と、入力信号から校正検波信号ＳＳＫＰ１を検波する校正信号検波回路２０３５とを備えている。試験力計測信号検波回路２０３４で検波した試験力検波信号ＳＳＰ１は制御回路２０１の校正演算部２０１ａで次式（１）により校正され、校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１が算出される。
校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１＝ＳＳＰ１×α１          …（１）
ただし、α１＝入力した校正信号ＳＳＫ１/検波した校正信号ＳＳＫＰ１
校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１は、制御回路２０１から通信回路２０２を介してコントローラ１１へ送信される。
【００２３】
変位測定回路４０も試験力測定回路２０と同様に構成することができる。たとえば、搬送波信号の周波数と、変位計測信号の校正信号の周波数とを異なる帯域とし、互いに分離できるようにする。変位測定回路４０でも、変位検波信号ＳＨＰ１と、校正信号ＳＨＫ１と、校正検波信号ＳＨＫＰ１とを用いて、次式（２）により校正後の変位計測信号ＳＨＦ１を算出することができる。
校正後の変位計測信号ＳＨＦ１＝ＳＨＰ１×β１          …（２）
ただし、β１＝入力した校正信号ＳＨＫ１/検波した校正信号ＳＨＫＰ１
校正後の変位計測信号ＳＨＦ１は、制御回路２０１から通信回路２０２を介してコントローラ１１へ送信される。
【００２４】
コントローラ１１は、試験力フィードバック制御の場合、校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１と図示しない目標波形とに基づいてアクチュエータ１２を駆動する。変位フィードバック制御の場合、校正後の変位計測信号ＳＨＦ１と図示しない目標波形とに基づいてアクチュエータ１２を駆動する。いずれのフィードバック制御の場合も、目標波形は入力装置１４から予め設定され、この目標波形で定めた試験条件で試験片が負荷される。
【００２５】
なお、以上説明した材料試験機にあっては、従来の試験前校正処理は必須である。すなわち、計測前にロードセル３０および変位計５０にフルスケール疑似信号を供給して校正を行う必要がある。
【００２６】
このように構成した材料試験機の動作を説明する。
ロードセル３０や変位計５０である検出器の駆動信号である搬送波に校正用交流信号を重畳させ、第１フィルタ２０６で搬送波成分の信号のみを抽出して検出器３０，５０に供給し、検出器３０，５０からそれぞれ検出信号ＳＳ１，ＳＨ１を取り出す。また、第２フィルタ２０７により校正信号ＳＳＫ１、ＳＨＫ１のみを抽出し、これらの抽出信号ＳＳＫ１、ＳＨＫ１を、検出器３０，５０から取り出された検出信号ＳＳ１，ＳＨ１にそれぞれ加算器２０９で重畳する。加算器２０９から出力される重畳信号は、それぞれ検出器３０，５０の検出信号ＳＳ１，ＳＨ１と校正信号ＳＳＫ１、ＳＨＫ１を含む信号であり、（検出信号ＳＳ１＋校正信号ＳＳＫ１）と（検出信号ＳＨ１＋校正信号ＳＨＫ１）で表される。
【００２７】
演算回路２０３の計測信号検波回路２０３４は、加算器２０９から出力される重畳信号（検出信号ＳＳ１＋校正信号ＳＳＫ１）から検出信号ＳＳ１を、重畳信号（検出信号ＳＨ１＋校正信号ＳＨＫ１）から検出信号ＳＨＰ１をそれぞれ検波し、計測検波信号ＳＳＰ１，ＳＨＰ１をそれぞれ得る。また、校正検波回路２０３５は、加算器２０９から出力される重畳信号（検出信号ＳＳ１＋校正信号ＳＳＫ１）から校正信号ＳＳＫ１を、重畳信号（検出信号ＳＨ１＋校正信号ＳＨＫ１）から校正信号ＳＨＫ１を検波し、校正検波信号ＳＳＫＰ１，ＳＨＫＰ１をそれぞれ得る。
【００２８】
そして、制御回路２０１の演算部２０１ａは、上述した（１）式を用いて、計測検波信号ＳＳＰ１，ＳＨＰ１と、校正検波信号ＳＳＫＰ１，ＳＨＫＰ１と、校正信号発生回路２０３２から出力された校正信号ＳＳＫ１，ＳＨＫ１とに基づいて、計測検波信号ＳＳＰ１，ＳＨＰ１を校正し、試験力計測信号ＳＳＦ１と変位計測信号ＳＨＦ１を得る。
【００２９】
通信回路２０２は、校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１と変位計測信号ＳＨＦ１とをコントローラ１１へ通信する。試験力制御や変位制御を行う場合、コントローラ１１は、試験力計測信号ＳＳＦ１と変位計測信号ＳＨＦ１とに基づいて、試験片が目標波形で負荷されるようにアクチュエータ１２を制御する。
【００３０】
このように構成した材料試験機によれば、次のような作用効果を奏することができる。
（１）試験中に継続して計測信号の校正処理を行うことができる。その結果、長時間の試験において、測定回路２０などが発熱しても継続したリアルタイム校正により、温度ドリフトを防止することができ、計測信号の信頼性が向上する。
【００３１】
（２）試験中に校正処理を行うことができない場合、温度ドリフトを防止する目的で、材料試験機に電源投入後に測定回路の各部が定常温度になるまでウオーミングアップをする必要があった。そのため、電源投入後直ぐに試験を開始できなかった。しかし、本発明のように試験中に継続して校正処理を行うことにより、材料試験機に電源を投入して直ぐに試験を開始することができる。
【００３２】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態による材料試験機では、ロードセル３０および変位計５０へ駆動信号を送信する送信側の校正処理と、ロードセル３０および変位計５０から出力される計測信号を受信する受信側の校正処理とを一括して行うようにした。第２の実施の形態の材料試験機では、送信側および受信側の校正処理をそれぞれ独立して行い、計測信号を校正するものである。以下、第１の実施の形態と相違する点を主に説明する。
【００３３】
図３は図２に相当するもので、第２の実施の形態の材料試験機における測定回路２０Ａの詳細を示すブロック図である。測定回路２０Ａは、図２と同様に、制御回路２０１と、通信回路２０２と、演算回路２０３Ａとを備えている。演算回路２０３Ａは、送信側の校正信号を検波する検波回路２０３６と、受信側の校正信号を検波する検波回路２０３７と、受信側の校正信号発生回路２０３８とを備えている点で、第１の実施の形態のものと異なる。また、測定回路２０Ａは、図２の測定回路２０に設けられていた第１および第２フィルタ２０６および２０７と、減衰器２０８とを省略している。
【００３４】
送信側の校正処理について説明する。加算器２０３３において搬送波信号と校正信号とが重畳された信号は、Ｄ/Ａ変換器２０４でアナログ信号に変換され、増幅器２０５で増幅される。増幅器２０５で増幅された信号はロードセル３０へ供給されるとともに、演算回路２０３Ａの校正検波回路２０３６へも供給される。校正検波回路２０３６は、増幅器２０５の出力信号から送信側校正信号に対応する成分の信号ＳＳＫＰ２１を検波する。
【００３５】
次に、受信側の校正処理について説明する。受信側校正信号発生回路２０３８は、搬送波信号発生回路２０３１と同様に構成することができる。第２の実施の形態においても、送信側校正信号発生回路２０３２から出力される送信側校正信号の周波数と、受信側校正信号発生回路２０３８から出力される受信側校正信号の周波数と送信側信号発生回路２０３１から出力される搬送波の周波数とを異ならせる必要がある。
【００３６】
受信側校正信号発生回路２０３８は、受信側校正信号を加算器２０９に入力する。加算器２０９にはロードセル３０からの検出信号ＳＳ１も入力され、２つの信号が重畳される。検出信号を含む重畳信号（検出信号ＳＳ１＋校正信号ＳＳＫ２２）は、増幅器２１０で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１１でデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、演算回路２０３Ａの校正検波回路２０３７と計測信号検波回路２０３４に供給される。校正検波回路２０３７は、Ａ／Ｄ変換器２１１の出力信号であるデジタル信号（検出信号ＳＳ１＋校正信号ＳＳＫ２２）から受信側校正信号に対応する成分の信号ＳＳＫＰ２２を検波する。計測信号検波回路２０３４は、デジタル信号（検出信号ＳＳ１＋校正信号ＳＳＫ２２）から計測信号に対応する成分の信号ＳＳＰ１を検波する。
【００３７】
第２の実施の形態の材料試験機では、ロードセル３０の検出信号は次のようにして校正される。すなわち、送信側校正信号ＳＳＫ２１と、送信側校正検波信号ＳＳＫＰ２１と、受信側校正信号ＳＳＫ２２と、受信側校正検波信号ＳＳＫＰ２２と、計測検波信号ＳＳＰ１とを用いて、次式（３）により校正後の計測信号ＳＳＦ１が算出される。
校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１＝ＳＳＰ１×α２  …（３）
ただし、α２＝（送信側校正信号ＳＳＫ２１/送信側校正検波信号ＳＳＫＰ２１）×（受信側校正信号ＳＳＫ２２/受信側校正検波信号ＳＳＫＰ２２）    
校正後の試験力計測信号ＳＳＦ１は、制御回路２０１から通信回路２０２を介してコントローラ１１へ送信される。
【００３８】
第２の実施の形態の材料試験機では、変位計５０の計測信号は次のようにして校正が行われる。すなわち、送信側校正信号ＳＨＫ２１と、送信側校正検波信号ＳＨＫＰ２１と、受信側校正信号ＳＨＫ２２と、受信側校正検波信号ＳＨＫＰ２２と、計測検波信号ＳＨＰ１とを用いて、次式（４）により校正後の計測信号ＳＨＦ１が算出される。
校正後の変位計測信号ＳＨＦ１＝ＳＨＰ１×β２      …（４）
ただし、β２＝（送信側校正信号ＳＨＫ２１/送信側校正検波信号ＳＨＫＰ２１）×（受信側校正信号ＳＨＫ２２/受信側校正検波信号ＳＨＫＰ２２）    
校正後の変位計測信号ＳＳＦ１は、制御回路２０１から通信回路２０２を介してコントローラ１１へ送信される。
【００３９】
第２の実施の形態の材料試験機にあっても、第１の実施の形態の材料試験機と同様の作用効果を奏することができる。
【００４０】
以上の実施の形態による搬送波型測定回路は一例であり、直流電圧信号をロードセルなどに供給して計測信号を取り出すようにした直流型測定回路にも本発明を適用することができる。対象となる検出器も、ホイートストーンブリッジ式ロードセルや差動トランス式変位計に限定されず、静電容量式のロードセルや変位計を用いる材料試験機にも本発明を適用できる。
【００４１】
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。すなわち、本発明は、試験中に検出器の駆動信号に校正信号を重畳させながら計測信号を校正する測定回路であれば、図２や図３の回路に限定されない。したがって、動釣り合い試験機のように、振動検出器に駆動信号を供給する必要のない試験機にも本発明を適用できる。
【００４２】
この場合、図３に示す受信側の校正処理を行うような回路構成とすればよい。すなわち、振動検出センサの出力信号に校正信号を重畳させ、これらの信号を分離することにより、校正前の信号と校正後の信号を得、これらの信号により分離したセンサ出力を校正すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第1の実施の形態による材料試験機の構成を示すブロック図
【図２】図１の測定回路２０の詳細を示すブロック図
【図３】本発明の第２の実施の形態による材料試験機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４４】
１０：材料試験機本体                    １１：コントローラ
２０，２０Ａ：試験力測定回路                    ３０：ロードセル
４０：変位測定回路                      ５０：変位計
２０３，２０３Ａ：演算回路                      ２０３１：搬送波信号発生回路
２０３２：校正信号発生回路              ２０３４：計測信号検波回路
２０３５：校正信号検波回路              ２０３６：送信側校正信号検波回路
２０３７：受信側校正信号検波回路        ２０３８：受信側校正信号発生回路
【図１】
2008275370.tif 000003
【図２】
2008275370.tif 000004
【図３】
2008275370.tif 000005