(57)【要約】【課題】  簡便な方法により試験片の変位の測定精度を高くすることができる材料試験装置に用いる変位測定装置及び変位測定方法を実現する。【解決手段】  変位測定装置３０は、ベース１２と一体的に設けられているスケール３３を基準とし、荷重検出部材１６の変位Ｌ１の影響を受けない第１検出ヘッド３１の移動量と、荷重検出部材１６の変位Ｌ１が加算された第２検出ヘッド３２の移動量とを検出するため、材料試験装置１０に起因するベース１２の変位やバッククラッシュなど誤差要因と荷重検出部材１６の変位Ｌ１の影響とを排除し、試験片Ｓの変位Ｌ２を精度良く測定することができる。【選択図】  図１
2009198408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対して相対移動するクロスヘッドと、
前記クロスヘッドに設置され、試験片に荷重を負荷するとともに、弾性変形の変位に基づいて荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた材料試験装置に用いられる変位測定装置であって、
前記荷重検出手段のうち、試験片の荷重負荷により変位を生じない第１の位置に設けられ、前記第１の位置の移動量を検出する第１の変位検出手段と、
試験片近傍の第２の位置に設けられ、前記第２の位置の移動量を検出する第２の変位検出手段と、
前記ベースに一体的に取り付けられ、前記第１の変位検出手段と前記第２の変位検出手段とにより、前記第１の位置及び前記第２の位置の移動量を検出するためのスケールと、を備えたことを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
前記変位測定装置は、光学式変位測定装置であることを特徴とする請求項１に記載の変位測定装置。
【請求項３】
あらかじめ設定された前記荷重検出手段の変位と負荷荷重との関係に基づいて、前記第１の変位検出手段により検出された第１の位置の移動量と前記第２の変位検出手段により検出された第２の位置の移動量との差分量とから、試験片に負荷された荷重を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変位測定装置。
【請求項４】
前記荷重検出手段は、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変位測定装置。
【請求項５】
ベースに対して相対移動するクロスヘッドと、
前記クロスヘッドに設置され、試験片に荷重を負荷するとともに、弾性変形の変位に基づいて荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた材料試験装置において用いられる変位測定方法であって、
前記荷重検出手段のうち、試験片の荷重負荷により変位を生じない第１の位置に設けられ、前記第１の位置の移動量を検出する第１の変位検出手段と、
試験片近傍の第２の位置に設けられ、前記第２の位置の移動量を検出する第２の変位検出手段と、
前記ベースに一体的に取り付けられ、前記第１の変位検出手段と前記第２の変位検出手段とにより、前記第１の位置及び前記第２の位置の移動量を検出するためのスケールと、を備えた変位測定装置を用い、
前記第１の変位検出手段により検出した前記第１の位置の移動量と、前記第２の変位検出手段により検出した前記第２の位置の移動量とに基づいて、荷重が負荷された試験片の変位を求めることを特徴とする変位測定方法。
【請求項６】
前記変位測定装置として、光学式変位測定装置を用いることを特徴とする請求項５に記載の変位測定方法。
【請求項７】
あらかじめ設定された前記荷重検出手段の変位と負荷荷重との関係に基づいて、前記第１の変位検出手段により検出された第１の位置の移動量と前記第２の変位検出手段により検出された第２の位置の移動量との差分量とから、試験片の変位とともに試験片に負荷された荷重を検出することが可能であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の変位測定方法。
【請求項８】
前記荷重検出手段として、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルを用いることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の変位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料の機械的特性を調べる材料試験装置に用いる変位測定装置及び変位測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の機械的特性を調べるためには、材料試験装置により試験片に圧縮または引張荷重を加えて、試験片に負荷された荷重と変位との関係を測定することが行われている。一般に、材料試験装置はベースに対して昇降するクロスヘッドを備えており、クロスヘッドに設けたロードセルにより試験片に荷重を負荷するとともに、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出する。例えば、圧縮試験を行う場合には、試験片をベースに載置し、クロスヘッドに固定されたロードセルにより試験片の上端から圧縮荷重を加える。ここで、試験片の変位を測定するには、クロスヘッドの移動量により試験片の変位を検出する方法や、特許文献１に示すように、試験片に変位計を取り付けて検出する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３４７３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
クロスヘッドの移動量により試験片の変位を検出する方法によれば、測定値にロードセルの弾性変形や装置のコンプライアンスの影響が重畳されるため、試験片の変位を正確に測定することができない。例えば、定格荷重５００ｋｇｆのロードセルは、１５０〜２００μｍの変位を生じる。また、ロードセルによる荷重検出では、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータや信号を増幅するアンプが必要であり、装置構成を簡単にすることができない。
また、試験片に変位計を取り付ける方法は、試験片によっては取り付けるための加工が困難であり適用できない場合がある。また、変位計の取付部でのガタつきが生じ、測定精度を高くすることができないおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明では、簡便な方法により試験片の変位の測定精度を高くすることができる材料試験装置に用いる変位測定装置及び変位測定方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ベースに対して相対移動するクロスヘッドと、前記クロスヘッドに設置され、試験片に荷重を負荷するとともに、弾性変形の変位に基づいて荷重を検出する荷重検出部と、を備えた材料試験装置に用いられる変位測定装置であって、前記荷重検出部のうち、試験片の荷重負荷により変位を生じない第１の位置に設けられ、前記第１の位置の移動量を検出する第１の変位検出手段と、試験片近傍の第２の位置に設けられ、前記第２の位置の移動量を検出する第２の変位検出手段と、前記ベースに一体的に取り付けられ、前記第１の変位検出手段と前記第２の変位検出手段とにより、前記第１の位置及び前記第２の位置の移動量を検出するためのスケールと、を備えた、という技術的手段を用いる。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、ベースと一体的に取り付けられているスケールを基準とし、荷重検出部のうち、試験片の荷重負荷により変位を生じない第１の位置の移動量と、試験片近傍の第２の位置の移動量とを検出するため、材料試験装置に起因するベースの変位やバッククラッシュなど誤差要因と荷重検出部の変位の影響とを排除し、試験片の変位を精度良く測定することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の変位測定装置において、前記変位測定装置は、光学式変位測定装置である、という技術的手段を用いる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、変位測定装置として光学式変位測定装置を用いると、移動量の検出精度を高くすることができる。また、第１の変位検出手段及び第２の変位検出手段がスケールと接触しないため、荷重検出に及ぼす影響がないとともに、機械的な要因による劣化も少なくすることができ、好適である。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の変位測定装置において、あらかじめ設定された前記荷重検出部の変位と負荷荷重との関係に基づいて、前記第１の変位検出手段により検出された第１の位置の移動量と前記第２の変位検出手段により検出された第２の位置の移動量との差分量とから、試験片に負荷された荷重を検出可能に構成されている、という技術的手段を用いる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、あらかじめ設定された荷重検出部の変位と負荷荷重との関係に基づいて、第１の変位検出手段により検出された第１の位置の移動量と第２の変位検出手段により検出された第２の位置の移動量との差分量とから、試験片に負荷された荷重を検出可能に構成されているため、荷重検出部を簡単な構成とすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の変位測定装置において、前記荷重検出部は、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルである、という技術的手段を用いる。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、荷重検出部として、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルを用いることができる。当該ロードセルは、荷重の検出精度が高いので、好適に用いることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、ベースに対して相対移動するクロスヘッドと、前記クロスヘッドに設置され、試験片に荷重を負荷するとともに、弾性変形の変位に基づいて荷重を検出する荷重検出部と、を備えた材料試験装置において用いられる変位測定方法であって、前記荷重検出部のうち、試験片の荷重負荷により変位を生じない第１の位置に設けられ、前記第１の位置の移動量を検出する第１の変位検出手段と、試験片近傍の第２の位置に設けられ、前記第２の位置の移動量を検出する第２の変位検出手段と、前記ベースに一体的に取り付けられ、前記第１の変位検出手段と前記第２の変位検出手段とにより、前記第１の位置及び前記第２の位置の移動量を検出するためのスケールと、を備えた変位測定装置を用い、前記第１の変位検出手段により検出した前記第１の位置の移動量と、前記第２の変位検出手段により検出した前記第２の位置の移動量とに基づいて、荷重が負荷された試験片の変位を求める、という技術的手段を用いる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、ベースと一体的に取り付けられているスケールを基準とし、荷重検出部のうち、試験片の荷重負荷により変位を生じない第１の位置の移動量と、試験片近傍の第２の位置の移動量とに基づいて、荷重が負荷された試験片の変位を求めるため、材料試験装置に起因するベースの変位やバッククラッシュなど誤差要因と荷重検出部の変位の影響とを排除し、試験片の変位を精度良く測定することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の変位測定方法において、前記変位測定装置として、光学式変位測定装置を用いる、という技術的手段を用いる。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、変位測定装置として光学式変位測定装置を用いると、移動量の検出精度を高くすることができる。また、第１の変位検出手段及び第２の変位検出手段がスケールと接触しないため、荷重検出に及ぼす影響がないとともに、機械的な要因による劣化も少なくすることができ、好適である。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の変位測定方法において、あらかじめ設定された前記荷重検出部の変位と負荷荷重との関係に基づいて、前記第１の変位検出手段により検出された第１の位置の移動量と前記第２の変位検出手段により検出された第２の位置の移動量との差分量とから、試験片の変位とともに試験片に負荷された荷重を検出することが可能である、という技術的手段を用いる。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、あらかじめ設定された前記荷重検出部の変位と負荷荷重との関係に基づいて、第１の変位検出手段により検出された第１の位置の移動量と第２の変位検出手段により検出された第２の位置の移動量との差分量とから、試験片に負荷された荷重を検出可能に構成されているため、簡単な構成の荷重検出部を用いて精度良い荷重測定が可能となる。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の変位測定方法において、前記荷重検出部として、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルを用いる、という技術的手段を用いる。
【００２０】
請求項８に記載の発明のように、荷重検出部として、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルを用いることができる。当該ロードセルは、荷重の検出精度が高いので、好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の変位測定装置及び変位測定方法について、図を参照して説明する。図１は、材料試験装置及び変位測定装置の構成を示す説明図である。図２は、変位測定装置を用いた変位測定方法を示す説明図であり、試験片に荷重が負荷されるまでの変位を示す。図３は、変位測定装置を用いた変位測定方法を示す説明図であり、試験片に荷重が負荷された状態の変位を示す。なお、各図では、説明のために一部を拡大し、一部を省略して示している。
【００２２】
材料試験装置１０は、装置本体１１と、装置本体１１を駆動制御する制御装置２０とを備えている。装置本体１１は、ベース１２と、ベース１２に立設された一組のネジ棹１３と、タイミングベルトなどを介してネジ棹１３を回転させるモータ１４と、ベース１２に対して昇降可能にネジ棹１３に支持され、試験片に負荷を加えるクロスヘッド１５と、クロスヘッド１５の下面に設けられた荷重検出部材１６と、モータ１４の回転数を検出する回転数センサ１７とを備えている。制御装置２０は、ＣＰＵとその周辺回路などからなり、モータ１４、荷重検出部材１６、回転数センサ１７及びパーソナルコンピュータ２１とに接続されている。
【００２３】
荷重検出部材１６は、変位と荷重との関係をあらかじめ取得してある弾性体であり、本実施形態では金属製の真直棒を用いた。ここで、荷重−変位関係が既知であれば、荷重検出部材１６としてループなどの弾性体を用いることもできる。荷重検出部材１６の荷重−変位関係のデータは、例えば、パーソナルコンピュータ２１に格納されている。
【００２４】
次に、変位測定装置３０について説明する。本実施形態では、変位測定装置３０として、光学式の変位測定装置を採用する。変位測定装置３０は、移動量を検出する１組の第１検出ヘッド３１及び第２検出ヘッド３２と、これら検出ヘッドで各検出ヘッドが設けられた位置の移動量を読み取るスケール３３と、第１検出ヘッド３１及び第２検出ヘッド３２からデジタル信号として出力された検出信号を演算処理して移動量を検出する検出部３４とを備えている。
【００２５】
スケール３３は、ベース１２から、クロスヘッド１５の移動方向に沿って立設された支柱３３ａに目盛りの設けられたテープ状のスケール部３３ｂが貼付されて構成されている。スケール部３３ｂは、表面に所定の周期、例えば２０μｍ周期で格子が形成された光を反射する金属製のテープにより形成されている。
【００２６】
第１検出ヘッド３１は荷重検出部材１６の上端部１６ａの側面近傍に、第２検出ヘッド３２は荷重検出部材１６の下端部１６ｂの側面近傍に、それぞれスケール部３３ｂに対向して移動量を読み取り可能に配置されている。第１検出ヘッド３１及び第２検出ヘッド３２は、発光手段、受光手段等を備えた検出ヘッドであり、発光手段よりスケール部３３ｂに照射した光（レーザなど）の反射光を受光手段により検出し、検出部３４に検出信号を出力する。
【００２７】
検出部３４では、第１検出ヘッド３１及び第２検出ヘッド３２から出力される検出信号を計数することにより、第１検出ヘッド３１及び第２検出ヘッド３２の移動量を検出する。そして、後述する演算処理により、試験片Ｓ及び荷重検出部材１６の変位を算出する。
【００２８】
上述のように、変位測定装置３０は、試験片Ｓを介して荷重が負荷されるベース１２に固定されたスケール３３を２つの検出ヘッドである第１検出ヘッド３１及び第２検出ヘッド３２により読み取る構成である。この構成の変位測定装置３０では、例えば、数１０ｎｍの検出精度を得ることもできる。ここで、変位測定装置３０は、スケール部３３ｂに回折格子を用いた方式やスケール部３３ｂに位相格子を形成し、干渉縞を読み取る方式など各種方式を採用することができる。
【００２９】
光学式の変位測定装置を用いると、移動量の検出精度を高くすることができるとともに、スケール３３との接触がないため、荷重検出に及ぼす影響がないとともに、機械的な要因による劣化も少なくすることができる。
【００３０】
試験片Ｓの材料試験を行うには、材料試験装置１０の操作者は、パーソナルコンピュータ２１を操作して、試験片Ｓの試験条件をあらかじめ設定する。パーソナルコンピュータ２１は、制御装置２０に対して装置本体１１の駆動をする試験条件に関する信号を出力する。制御装置２０はパーソナルコンピュータ２１から入力された試験条件に基づき、モータ１４を駆動する。モータ１４の駆動によりネジ棹１３が回転駆動し、クロスヘッド１５がベース１２に対して上昇、または下降する。例えば、材料の圧縮試験を行う場合には、試験片Ｓをベース１２上に載置し、クロスヘッド１５が試験片Ｓに向かって下降するように駆動する。
【００３１】
ここで、クロスヘッド１５の移動量は、回転数センサ１７により検出されたモータ１４の回転数などに基づいて制御装置２０において演算処理されて検出される。検出されたクロスヘッド１５の移動量は、制御装置２０からパーソナルコンピュータ２１に入力される。
【００３２】
クロスヘッド１５が下降することにより荷重負荷治具が試験片Ｓに接触し、更にクロスヘッド１５が下降することにより、試験片Ｓに圧縮荷重が加えられる。試験片Ｓに加えられた圧縮荷重は、荷重検出部材１６の変位に基づいてパーソナルコンピュータ２１において算出される。
【００３３】
試験片Ｓの変位Ｌ２量は変位測定装置３０によって検出される。変位測定装置３０により検出された伸び量は、検出部３４からパーソナルコンピュータ２１に入力される。
【００３４】
パーソナルコンピュータ２１では、入力された試験結果などを所定の表示結果画面上に表示することができる。また、入力された試験結果などのデータに基づいて、強度、荷重―変位曲線の表示など各種解析を行うことができる。
【００３５】
次に、試験片Ｓの変位Ｌ２測定方法について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２及び図３では、簡単のため、クロスヘッド１５などを省略して示している。図２に示すように、クロスヘッド１５が試験片Ｓと接触せずに上方にある場合の第１検出ヘッド３１の指示値をＡ１、第２検出ヘッド３２の指示値をＢ１とする。クロスヘッド１５が下降し、荷重検出部材１６が試験片Ｓと接触する瞬間の第１検出ヘッド３１の指示値をＡ２、第２検出ヘッド３２の指示値をＢ２とすると、クロスヘッド１５の移動量は、第１検出ヘッド３１の移動量、つまり、第１検出ヘッド３１の指示値の差であるＡ２−Ａ１で表すことができる。
【００３６】
ここで、荷重検出部材１６には荷重が負荷されていないため変位は生じていないので、第２検出ヘッド３２の移動量は第１検出ヘッド３１の移動量と等しくなる。つまり、第２検出ヘッド３２の指示値の差であるＢ２−Ｂ１は、第１検出ヘッド３１の指示値の差であるＡ２−Ａ１と等しくなる。
【００３７】
続いて、クロスヘッド１５を更に下降させると、試験片Ｓに圧縮荷重が負荷される。図３に示すように、試験片Ｓに圧縮荷重が負荷されている瞬間の第１検出ヘッド３１の指示値をＡ３、第２検出ヘッド３２の指示値をＢ３とする。
【００３８】
試験片Ｓに圧縮荷重が負荷されることにより、ベース１２に下向きの応力が負荷されて、ベース１２が変位するが、スケール３３はベース１２に固定されているためベース１２の変位に追随して変位する。
【００３９】
これにより、ベース１２の変位をキャンセルすることができるので、第１検出ヘッド３１の指示値の差Ａ２−Ａ３は、クロスヘッド１５の正味の移動量を示すことになる。このように、クロスヘッド１５の移動量を直接的に測定することができるので、ネジ棹１３のバックラッシュなど材料試験装置１０に起因する誤差要因を排除することができる。
【００４０】
試験片Ｓに圧縮荷重が負荷されると、荷重検出部材１６に荷重が負荷され、荷重の負荷方向に弾性変形して短くなる。ここで、荷重検出部材１６の上端はクロスヘッド１５で拘束されているため、試験片Ｓと接触している下端が上方に変位する。従って、第２検出ヘッド３２の移動量は、荷重検出部材１６の変位だけ第１検出ヘッド３１の移動量より小さい値となる。両者の差、即ち、（Ａ２−Ａ３）−（Ｂ２−Ｂ３）が荷重検出部材１６の変位Ｌ１に相当する。パーソナルコンピュータ２１には、荷重検出部材１６の荷重−変位関係のデータが格納されているため、荷重検出部材１６の変位Ｌ１より荷重を算出することができる。
【００４１】
第２検出ヘッド３２の移動量Ｂ２−Ｂ３は、荷重検出部材１６の移動量を示しており、試験片Ｓの変位Ｌ２に相当する。これにより、荷重検出部材１６の変位Ｌ１の影響を排除することができるので、試験片Ｓの変位Ｌ２を精度良く測定することができる。
【００４２】
荷重検出部材１６が試験片Ｓに接触した時の第２検出ヘッド３２の指示値Ｂ２は、第１検出ヘッド３１の移動量と第２検出ヘッド３２の移動量とに差異が生じた時を検出部３４において検出することにより求めることができる。
【００４３】
上述の方法により取得した圧縮荷重と試験片Ｓの変位Ｌ２データをパーソナルコンピュータ２１において組み合わせて強度、荷重―変位曲線の表示など各種解析を行うことができる。
【００４４】
上述の構成の変位測定装置３０によれば、試験片Ｓの変位Ｌ２測定に関する材料試験装置１０の誤差要因を排除することができるので、例えば、装置の剛性が低い低廉な材料試験装置を用いても試験片Ｓの変位Ｌ２を精度良く測定することができる。
【００４５】
変位測定装置３０により検出した第１検出ヘッド３１の移動量と第２検出ヘッド３２の移動量との差（荷重検出部材１６の変位Ｌ１）に基づいて、パーソナルコンピュータ２１において試験片Ｓに負荷された荷重を算出するため、デジタル信号のまま演算処理を行うことができるので、Ａ／Ｄコンバータやアンプなどが不要になり、装置構成を簡単にすることができる。
【００４６】
更に、人間が使うもの、例えば、押しボタンなどを評価する場合には、指の硬さに近い柔らかい材料で荷重を負荷することが好ましいが、本構成の変位測定装置３０によれば、柔らかい荷重検出部材１６を用いて荷重を負荷しても試験片Ｓの変位Ｌ２を精度良く測定することができる。
【００４７】
（変更例）
変位測定装置３０からの出力信号は、レコーダなどの外部記録装置に出力することもできる。また、検出部３４は、パーソナルコンピュータ２１に内蔵してもよい。
【００４８】
試験片Ｓへの荷重の負荷方法は圧縮に限らず、例えば、引張試験を行うこともできる。引張試験を行う場合には、ベース１２とクロスヘッド１５とに互いに対向するように一組のつかみ治具を設け、つかみ治具により試験片Ｓの両端部を把持した状態でクロスヘッド１５を上昇させることによって、試験片Ｓに引張荷重を負荷することができる。この構成では、クロスヘッド１５に設けられたつかみ治具に第２検出ヘッド３２を配置すればよい。
【００４９】
材料試験装置１０は、各種方式の試験装置を用いることができる。本実施形態では、として、２本のネジ棹１３を用いて、クロスヘッド１５を支持する構造の材料試験装置を採用したが、これに限定されるものではない。例えば、低荷重用でコンパクトな材料試験装置として用いられる、１本のネジ棹とこれに隣接配置された直線ガイドによりクロスヘッドを支持する、いわゆるシングルコラムタイプの材料試験装置を用いることもできる。また、荷重の負荷もネジ棹１３の回転によるものでなく、例えば、サーボ制御を行う油圧アクチュエータでもよいし、手動でクロスヘッドを動かす構成を用いてもよい。
【００５０】
［最良の実施形態の効果］
（１）上述の構成の変位測定装置３０によれば、ベース１２と一体的に設けられているスケール３３を基準とし、荷重検出部材１６の変位Ｌ１の影響を受けない第１検出ヘッド３１の移動量と、荷重検出部材１６の変位Ｌ１が加算された第２検出ヘッド３２の移動量とを検出するため、材料試験装置１０に起因するベース１２の変位やバッククラッシュなど誤差要因と荷重検出部材１６の変位Ｌ１の影響とを排除し、試験片Ｓの変位Ｌ２を精度良く測定することができる。また、柔らかい荷重検出部材１６を用いて荷重を負荷しても試験片Ｓの変位Ｌ２を精度良く測定することができる。
【００５１】
（２）変位測定装置３０により検出した第１検出ヘッド３１の移動量と第２検出ヘッド３２の移動量との差（荷重検出部材１６の変位Ｌ１）に基づいて、試験片Ｓに負荷された荷重を算出することができるため、Ａ／Ｄコンバータやアンプなどが不要になり、装置構成を簡単にすることができる。
【００５２】
（３）変位測定装置３０として光学式の変位測定装置を用いると、移動量の検出精度を高くすることができる。また、スケール３３との接触がないため、荷重検出に及ぼす影響がないとともに、機械的な要因による劣化も少なくすることができ、好適である。
【００５３】
［その他の実施形態］
（１）荷重検出部材１６が試験片Ｓに接触したことを検出した時に、検出部３４により第１検出ヘッド３１の指示値及び第２検出ヘッド３２の指示値を０リセットしてもよい。この構成によれば、０リセット以後の指示値がクロスヘッド１５及び試験片Ｓの変位Ｌ２を表すので、検出部３４において、指示値の差分を演算処理する必要がない。
【００５４】
（２）本実施形態では、スケール３３を支柱３３ａとスケール部３３ｂとにより構成したが、支柱３３ａ用いずに、ベース１２と固定された部材にスケール部３３ｂを設ける構成を採用することもできる。例えば、ネジ棹１３の保護カバーなどにスケール部３３ｂを貼り付けてスケール３３とすることもできる。
【００５５】
（３）変位測定装置３０として、光学式の変位測定装置を用いたがこれに限定されるものではなく、例えば、磁気式、または接触式の変位測定装置も用いることができる。
【００５６】
（４）荷重検出部材１６として、荷重負荷により生じた歪みを電気信号に変換することにより荷重を検出するロードセルを用いることもできる。この場合、第１検出ヘッド３１はロードセルの上端部近傍に、第２検出ヘッド３２はロードセル先端に設けられた荷重負荷治具に配置する。ロードセルは、荷重の検出精度が高いので、荷重測定に好適に用いることができる。ロードセルを使用した場合には、荷重負荷治具が試験片Ｓに接触した時の第２検出ヘッド３２の指示値Ｂ２は、ロードセルにより荷重を負荷された時を検出し、検出部３４に入力することにより求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】材料試験装置及び変位測定装置の構成を示す説明図である。
【図２】変位測定装置を用いた変位測定方法を示す説明図であり、試験片に荷重が負荷されるまでの変位を示す。
【図３】変位測定装置を用いた変位測定方法を示す説明図であり、試験片に荷重が負荷された状態の変位を示す。
【符号の説明】
【００５８】
１０    材料試験装置
１１    装置本体
１２    ベース
１３    ネジ棹
１５    クロスヘッド
１６    荷重検出部材
２０    制御装置
２１    パーソナルコンピュータ
２２    Ａ／Ｄコンバータ
３０    変位測定装置
３１    第１検出ヘッド
３２    第２検出ヘッド
３３    スケール
３３ａ  支柱
３３ｂ  スケール部
３４    検出部
Ｌ１    荷重検出部材の変位
Ｌ２    試験片の変位
Ｓ    試験片
【図１】
2009198408.tif 000003
【図２】
2009198408.tif 000004
【図３】
2009198408.tif 000005