(57)【要約】  変位計（４０）は、テレセントリックレンズを有し、試験片（１１）を撮影する第１カメラ（４１）と、広角レンズを有し、第１カメラ（４１）の撮影視野よりも広い視野で試験片（１１）を撮影する第２カメラ（４２）とから成る。なお、第１カメラ（４１）と第２カメラ（４２）は、撮像素子を有するビデオカメラであり、所定のフレームレート（ｆｐｓ）での撮影により取得された画像はパーソナルコンピュータ（３３）に送信される。第１カメラ（４１）および第２カメラ（４２）による撮影時には、ライト（４３）により試験片（１１）を照明する。
2020065815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験力を与えた試験体の変位量を測定する非接触式変位計と、前記試験体に加えられた試験力を測定する力検出器と、前記力検出器と前記非接触式変位計に接続された制御装置と、を備えた材料試験機であって、
前記非接触式変位計は、
テレセントリックレンズを有し、前記試験体を撮影する第１カメラと、
広角レンズを有し、前記第１カメラの撮影視野よりも広い視野で前記試験体を撮影する第２カメラと、から成り、
前記制御装置は、
前記第１カメラが撮影した画像と、前記第２カメラが撮影した画像とを画像処理することにより、前記試験体の変位量を算出する変位算出部と、
前記変位算出部により算出された前記試験体の変位量に基づいて材料特性を解析する解析部と、
を備えた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、
前記解析部は、
前記第１カメラが撮影した画像を画像処理して算出された前記試験体の変位量と前記力検出器が測定した試験力とに基づいて第１の応力ひずみ線図を作成し、前記第２カメラが撮影した画像を画像処理して算出された前記試験体の変位量と前記力検出器が測定した試験力とに基づいて第２の応力ひずみ線図を作成し、前記第１の応力ひずみ線図および前記第２の応力ひずみ線図を合成した合成応力ひずみ線図を作成する材料試験機。
【請求項３】
請求項２に記載の材料試験機において、
前記解析部は、
試験を開始してから前記試験体の変位量が所定の変位量となるまでの部分では前記第１の応力ひずみ線図のデータを使用し、前記試験体の変位量が所定の変位量を超える部分では前記第２の応力ひずみ線図のデータを使用して前記合成応力ひずみ線図を作成する材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触式変位計を備えた材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
引張試験では、上下つかみ具に両端を把持させた試験片に引張試験力を与える。そして、このときの試験片の伸びは、例えば、ひずみゲージを利用した接触式変位計や、カメラにより撮影した画像を画像処理して標点間距離の変位を計算する非接触式変位計により測定される。なお、非接触式変位計は、試験片が破断するような場合でも測定が可能であることから、試験片が破断するまで試験片に引張試験力を与える引張試験で採用されている。【０００３】
非接触式変位計で試験片に対する試験力の付与方向における変位量である伸びを測定するときには、試験片の表面に標線マークが形成されたシールを、所定の間隔で２枚貼着している。そして、カメラにより撮影された画像における一対の標線マークの位置に基づいて標線間の距離が測定され、この距離の変化量により伸びが測定される。【０００４】
また、非接触式変位計で試験片に対する試験力の付与方向に直交する方向における試験片の変位量である幅の変位量を測定するときには、カメラにより撮影された画像における試験片の両端縁の位置情報に基づいて両端縁間の距離が測定され、この距離の変化量により幅の変位量が測定される（特許文献１および特許文献２参照）。なお、平板状の試験片を試料とする場合においては、試験片の幅方向の位置を認識させるため、試験力の付与方向に直交する方向に、標線マークが形成されたシールを所定の間隔で２枚貼着し、標線マークを利用して、試験片の幅の変位量を測定する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６９７２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−０８８２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の材料試験機において、試験片の伸びと幅を測定するときには、同じ１つのカメラにより試験片を撮影している。従来の画角のある標準レンズを使用したカメラで、試験片が破断するまで伸びを測定しようとする場合、カメラの視野が大きくなるように、カメラ位置などが設定される。このようにカメラの視野を大きくした場合には、画像上の試験片の標線マークの大きさが画面に対して相対的に小さくなり、変位分解能が低下し、弾性率やポアソン比（横ひずみ／縦ひずみ）などの微小変位測定結果が必要な物性値が得られない。一方で、視野拡大率を高くすると、試験片が破断するまで伸びを測定することができない。【０００７】
また、試験片を把持するつかみ具などの固定治具の状態や、試験片の反りなどにより、試験中に試験片の撮影面がカメラに対して前後に移動することがある。標準レンズを使用したカメラで試験片を撮影したときに、試験片がレンズの光軸方向に移動すると、カメラで撮像された画像上では、上下の標線マークの間隔や試験片の見かけの大きさが変化してしまう現象が起きる。このような誤差は、計算で求められる弾性率やポアソン比などの物性値の誤差要因となる。【０００８】
図９は、試験片に引張試験を行ったときに従来の標準レンズを使用した非接触式変位計で変位を測定した結果に基づいて描かれた応力ひずみ線図である。グラフの縦軸は応力であり、横軸はひずみである。そして、応力と縦ひずみの関係を実線で示し、応力と横ひずみの関係を破線で示している。この応力ひずみ線図は、ステンレス鋼の板状試験片に対する引張試験によって得られたものであり、ひずみに対して応力が直線的に上昇する弾性域を超える降伏点などの評価に必要とされるデータ領域を示している。【０００９】
この種の材料の引張試験では、ひずみが０−０．２％程度の低ひずみ領域においては、試験片は弾性変形を示すため、ひずみに対して応力が直線的に上昇する線図が描かれる。しかしながら、従来の標準レンズを使用した非接触変位計で取得した変位データでは、微小ひずみ領域ほど、試験片がレンズの光軸方向に移動したことにより生じた測定誤差の影響を大きく受ける。図９の線図では、弾性域とされるデータ領域において、縦ひずみ、横ひずみともに変曲点を示し、直線とはなっていない。このような応力ひずみ線図では、弾性率やポアソン比を正確に計算することができない。【００１０】
このような問題を解決する手法として、並列に配置した一対のカメラを用いるステレオ撮影を利用した３次元測定が考えられる。すなわち、３次元画像を再現するための視差画像を取得して、試験片のレンズの光軸方向の移動に対する３次元補正を行うことにより、伸びと幅の変位の測定精度を向上させるものである。しかしながら、このような手法を採用して微小変位の測定に要求される精度を満たすためには、スペックが同じ２つのカメラの視野拡大率を大きなものとし、狭い範囲を観察することになる。そうすると、試験片がある長さ以上に伸びた後に破断するまでの変位を測定することができなくなるため、引張強さを評価するための試験データが得られないという問題を生じる。【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、小変位の測定精度を向上せさせた非接触式変位計を備えた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、試験力を与えた試験体の変位量を測定する非接触式変位計と、前記試験体に加えられた試験力を測定する力検出器と、前記力検出器と前記非接触式変位計に接続された制御装置と、を備えた材料試験機であって、前記非接触式変位計は、テレセントリックレンズを有し、前記試験体を撮影する第１カメラと、広角レンズを有し、前記第１カメラの撮影視野よりも広い視野で前記試験体を撮影する第２カメラと、から成り、前記制御装置は、前記第１カメラが撮影した画像と、前記第２カメラが撮影した画像とを画像処理することにより、前記試験体の変位量を算出する変位算出部と、前記変位算出部により算出された前記試験体の変位量に基づいて材料特性を解析する解析部と、を備えたことを特徴とする。【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の材料試験機において、前記解析部は、前記第１カメラが撮影した画像を画像処理して算出された前記試験体の変位量と前記力検出器が測定した試験力とに基づいて第１の応力ひずみ線図を作成し、前記第２カメラが撮影した画像を画像処理して算出された前記試験体の変位量と前記力検出器が測定した試験力とに基づいて第２の応力ひずみ線図を作成し、前記第１の応力ひずみ線図および前記第２の応力ひずみ線図を合成した合成応力ひずみ線図を作成する。【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の材料試験機において、前記解析部は、試験を開始してから前記試験体の変位量が所定の変位量となるまでの部分では前記第１の応力ひずみ線図のデータを使用し、前記試験体の変位量が所定の変位量を超える部分では前記第２の応力ひずみ線図のデータを使用して前記合成応力ひずみ線図を作成する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば、テレセントリックレンズを有する第１カメラと広角レンズを有する第２カメラとにより試験体を撮影する非接触式変位計を備えることにより、弾性率やポアソン比の計算に必要な小変位を、第１カメラにより取得した画像から高精度に算出することができるとともに、第２カメラにより取得した画像から、試験体としての試験片が引張試験において破断するまでの大変位を算出することができる。このように、この発明の非接触式変位計では小変位の測定と大変位の測定を両立することができることから、より多くの種類の材料の試験に対応することが可能となるとともに、１回の試験結果から、信頼性の高い複数の物性値を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る材料試験機の概要図である。
【図２】材料試験機の主要な制御系を示すブロック図である。
【図３】板状の試験片１１の概要図である。
【図４】試験片１１に引張試験を行って得た応力ひずみ線図である。
【図５】試験片１１に引張試験を行って得た応力ひずみ線図である。
【図６】丸棒状の試験片１２の概要図である。
【図７】試験片１２に引張試験を行って得た応力縦ひずみ線図である。
【図８】試験片１２に引張試験を行って得た応力横ひずみ線図である。
【図９】試験片に引張試験を行ったときに従来の標準レンズを使用した非接触式変位計で変位を測定した結果に基づいて描かれた応力ひずみ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。図２は、材料試験機の主要な制御系を示すブロック図である。図３は、板状の試験片１１の概要図である。
【００１８】
この材料試験機は、テーブル１８と、テーブル１８に立設された一対のカバー１９内に配置された一対のねじ棹と、これらのねじ棹に沿って移動可能なクロスヘッド２３と、クロスヘッド２３に対してロードセル２４を介して接続された上つかみ具２１と、テーブル１８に接続された下つかみ具２２と、クロスヘッド２３を昇降させるための負荷機構３０とを備える。
【００１９】
クロスヘッド２３の両端部には、一対のねじ棹と螺合するナットが配設されている。一対のねじ棹は負荷機構３０と動力伝達機構を介して接続されており、負荷機構３０の駆動により同期して回転する。この一対のねじ棹の回転によりクロスヘッド２３が昇降し、上つかみ具２１および下つかみ具２２にその両端を把持された試験片１１に試験力が付与される。この時の試験力はロードセル２４により測定される。また、その時の試験片１１の変位は、変位計４０により測定される。このように、この材料試験機の試験機本体は、試験体を図３に示すような試験片１１とする引張試験用の仕様となっている。
【００２０】
変位計４０は、テレセントリックレンズを有し、試験片１１を撮影する第１カメラ４１と、広角レンズを有し、第１カメラ４１の撮影視野よりも広い視野で試験片１１を撮影する第２カメラ４２とから成る。なお、第１カメラ４１と第２カメラ４２は、撮像素子を有するビデオカメラであり、所定のフレームレート（ｆｐｓ）での撮影により取得された画像はパーソナルコンピュータ３３に送信される。第１カメラ４１および第２カメラ４２による撮影時には、ライト４３により試験片１１を照明する。
【００２１】
この材料試験機は、試験機本体の動作を制御する制御部３１を備える。この制御部３１は、ロードセル２４、負荷機構３０、および、パーソナルコンピュータ３３に接続されている。パーソナルコンピュータ３３は、キーボード等の入力部３４および液晶表示装置等の表示部３５と接続されている。制御部３１とパーソナルコンピュータ３３は、この発明の制御装置を構成する。
【００２２】
このパーソナルコンピュータ３３には、試験制御を実行するとともに試験結果を解析するためのソフトウェアがインストールされており、各種の機能は、ソフトウェアの各プログラムの実行により実現される。パーソナルコンピュータ３３は、装置の制御やデータ解析に必要なプログラムが格納され、制御時にデータ等が一時的にストアされるメモリ３６と、所定の通信プロトコルにより制御部３１や変位計４０とデータの送受信を行う通信部３７と、プログラムを実行するためのＣＰＵなどの演算装置３８と、変位計４０の第１カメラ４１および第２カメラ４２から入力された画像や試験データを記憶する記憶装置３９と、を備える。メモリ３６、通信部３７、演算装置３８、記憶装置３９は、相互にバス４９により接続されている。
【００２３】
図２においては、パーソナルコンピュータ３３のメモリ３６に格納されている変位測定に関係する機能ブロックとして、変位算出部４４と解析部４５を図示している。変位算出部４４は、第１カメラ４１の撮影画像と、第２カメラ４２の撮影画像とを画像処理することにより、試験片１１の変位量を算出する。解析部４５は、変位算出部４４により算出された試験片１１の変位量に基づいて材料特性を解析する。
【００２４】
変位計４０の第１カメラ４１および第２カメラ４２について、さらに詳細に説明する。第１カメラ４１のテレセントリックレンズは、複数枚のレンズ要素により絞りを通過した光が光軸と平行に進むように設計されたテレセントリック光学系を鏡筒に保持させた撮影レンズであり、画角が０度のため撮影距離が変化しても光学倍率が変わらないという特性を有する。このため、第１カメラ４１のテレセントリックレンズでは、少なくとも図３に示す試験片１１の標線マーク１３間の距離Ｄ１より大きいレンズの有効径（例えば、距離Ｄ１が５０ｍｍであれば、有効径は７５ｍｍ）を必要とする。第１カメラ４１は、試験片１１の縦方向の変位を見るための標線マーク１３と、横方向の変位を見るための標線マーク１４の両方が視野に収まるように、試験片１１の中央付近に向けて配置される。
【００２５】
第２カメラ４２の広角レンズは、一般に標準レンズと呼ばれるレンズの画角が４５〜６０度であるのに対し、それよりも広い範囲を視野範囲とすることができる画角が広い撮影レンズである。広角レンズを撮影レンズとして装着した第２カメラ４２は、第１カメラ４１の上方に第１カメラ４１の視野よりも縦方向に約２〜５倍広い範囲が視野に収まるように配置される。図１に示す材料試験機で引張試験を実行するときには、クロスヘッド２３を上昇させることから、試験片１１の伸びる方向は主に上側となる。このため、第２カメラ４２を第１カメラ４１より上側に配置し、試験片１１の上側の方が多く視野に入るようにしている。しかしながら、例えば、テーブルの下にアクチュエータを配置して、下つかみ具をアクチュエータのピストンロッドに接続して下降させることにより引張試験を行う材料試験機では、第１カメラ４１より下側に第２カメラ４２を配置する。すなわち、第１カメラ４１と第２カメラ４２に位置関係は、引張試験力が試験片１１に作用する方向によって変更される。
【００２６】
この材料試験機により引張試験を開始するときには、図３に示すように板状の試験片１１の表面に、縦方向に一対の標線マーク１３が設けられ、横方向に一対の標線マーク１４が設けられる。そして、試験片１１の両端を上つかみ具２１および下つかみ具２２に把持させる。このとき、試験片１１と変位計４０との位置関係が、試験片１１の表面と、変位計４０における第１カメラ４１および第２カメラ４２の撮影レンズが正対し、第１カメラ４１の視野が図３に破線で示す範囲、第２カメラ４２の視野が図３に二点鎖線で示す範囲となるように、第１カメラ４１および第２カメラ４２の配置が調整される。なお、標線マーク１３および標線マーク１４は、これらのマークを印刷した標線シールを試験片１１の表面に貼着させることにより、簡単に付設することができるようになっている。なお、標線シールとしては、白地に黒の標線マークを印刷したもの、黒地に白の標線マークを印刷したもののように、標線を２値化画像として表現したものが使用される。また、標線は、標線シールの貼着による付設の他に、試験片１１に直に書き入れてもよい。
【００２７】
引張試験が開始され、負荷機構３０の駆動によりクロスヘッド２３を上昇させると、試験片１１に引張試験力が与えられる。第１カメラ４１および第２カメラ４２により取得された画像から、標線マーク１３間の距離Ｄ１と標線マーク１４間の距離Ｄ２を経時的に観察し、変位算出部４４の作用により試験片１１の伸び変位量（距離Ｄ１の変化量）と幅変位量（距離Ｄ２の変化量）が算出される。そして、解析部４５の作用により、ロードセル２４から入力された試験力と試験片１１の断面積から応力が算出され、伸び変位量と元の距離Ｄ１から縦ひずみ、幅変位量と元の距離Ｄ２から横ひずみ、のそれぞれが算出され、応力ひずみ線図が作成される。
【００２８】
次に、このような構成の材料試験機で引張試験を実行したときの試験結果について説明する。図４および図５は、試験片１１に引張試験を行って得た応力ひずみ線図である。グラフの縦軸は応力であり、横軸はひずみである。図４は、第１カメラ４１が取得した画像から算出された変位に基づいて描かれた応力ひずみ線図であり、応力と縦ひずみの関係を実線で、応力と横ひずみの関係を破線で示している。また、図４においては、ひずみゲージ式の接触式変位計で試験片１１の伸びを計測したときの応力と縦ひずみの関係を、一点鎖線で示している。図５は、試験開始から試験片１１が破断するまでの応力と縦ひずみの関係を示す応力ひずみ線図であり、第１カメラ４１が取得した画像から算出された変位に基づいて描かれた応力ひずみ線図と、第２カメラ４２が取得した画像から算出された変位に基づいて描かれた応力ひずみ線図とを合成した合成応力ひずみ線図である。この図において、第１カメラ４１から取得した画像に基づく応力ひずみ線図を細線で示し、第２カメラ４２から取得した画像に基づく応力ひずみ線図を太線で示している。
【００２９】
試験片１１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の板状試験片であり、このような材料に引張試験力を加えると弾性限度までは応力が線形的に上昇する。テレセントリックレンズを有する第１カメラ４１の画像では、試験開始直後に試験片１１に生じる微小な変位を捉えることができ、図４に示すように、試験開始直後の弾性変形を示す低ひずみ領域で、応力が線形的に上昇する応力ひずみ線図を描くことができる。図９に示す従来の非接触式変位計で変位測定を行った場合、試験開始の初期において試験片がカメラの光軸方向に動くことがあるので、描かれる応力ひずみ線図の弾性域とされるデータ領域において、縦ひずみ、横ひずみともに変曲点を示す、という問題が生じるが、この発明においては、その問題を解消している。この発明においては、試験開始の初期においてはテレセントリックレンズを有する第１カメラ４１の画像から伸びを計測するので、第１カメラ４１は光軸方向の試験片の動きに影響されず正確な伸びを計測することができる。
【００３０】
また、図４に、参考として図示しているひずみゲージ式の接触式変位計で試験片１１の伸びを計測したときの応力と縦ひずみの関係と、第１カメラ４１から取得した画像に基づいて伸びを測定したときの応力と縦ひずみの関係と、を元に算出した弾性率を比較すると、その差は測定誤差として許容できる範疇のものであった。そして、ポアソン比についても、この種のステンレス鋼の公称値（０．３）に近い値を得ることができた。したがって、この変位計４０による変位測定結果は、小変位の測定に要求される精度を十分に満たしていると評価できる。
【００３１】
試験片１１の上側の標線マーク１３（図３参照）がテレセントリックレンズを有する第１カメラ４１の視野から外れるまで伸びると、第１カメラ４１の撮影画像から標線マーク１３間の距離Ｄ１の観察が行えない。これに対し広角レンズを有する第２カメラ４２は、広い視野で試験片１１が破断するまで、上下の標線マーク１３を視野内に収めることができ、標線マーク１３間の距離Ｄ１の観察を試験の開始から試験の終了まで行うことができる。ただし、第２カメラ４２は、変位分解能が第１カメラ４１より低く小変位の測定に要求される精度を満たしていない。このため、この変位計４０では、主に小変位を測定することになる試験開始直後の一定の時間については、第１カメラ４１から取得した画像に基づいて算出された変位データを使用して縦ひずみを算出し、その後の時間については、主に大変位を測定する第２カメラ４２から取得した画像に基づいて算出された変位データを使用して縦ひずみを算出している。そして、それらのデータを合成して、図５に示す応力ひずみ線図を作成する。
【００３２】
この実施形態では、第１カメラ４１による撮影と、第２カメラ４２による撮影は試験開始から試験終了まで行われる設定としている。試験片１１の上側の標線マーク１３が第１カメラ４１の視野から外れるまで伸びると、第１カメラ４１の撮影画像から標線マーク１３間の距離Ｄ１の観察は行えないが、標線マーク１４間の距離Ｄ２の観察は行えることもあるためである。画像データは記憶装置３９に保存しているので、試験終了後に、それらのデータから必要な時間分のデータをユーザが選択して解析を行うことができる。
【００３３】
また、この実施形態では、解析部４５における試験データの解析において、第１カメラ４１が取得した画像から算出された変位に基づいて描かれた応力縦ひずみ線図（第１の応力ひずみ線図）と、第２カメラ４２が取得した画像から算出された変位に基づいて描かれた応力縦ひずみ線図（第２の応力ひずみ線図）とを別々に作成している。そして、試験を開始してから試験片１１の変位量が所定の変位量となるまで第１の応力ひずみ線図のデータを使用し、試験片１１の変位量が所定の変位量を超えると第２の応力ひずみ線図のデータを使用して合成応力ひずみ線図を作成している。これにより、図５に示すように、第１カメラ４１を介した小変位測定に基づく弾性域のデータと、第２カメラ４２を介した大変位測定に基づくデータとが合成された、合成応力ひずみ線図が作成される。これらのデータの接続点は、フックの法則が成立する限度（比例限度）となる点や降伏点であってもよく、ユーザが選択した任意の点であってもよい。すなわち、微小変位の精度の高いデータを必要とする弾性率の計算に使用される領域で、第１カメラ４１から取得した画像に基づく変位データが使用された応力ひずみ線図が作成できればよい。なお、データを接続は、必要に応じて最小二乗法などの手法を用いて滑らかに行う。
【００３４】
図６は、丸棒状の試験片１２の概要図である。
【００３５】
丸棒状の試験片１２の場合、板状の試験片１１のように、幅測定用の標線マーク１４を貼設することが困難であるため、幅変位は、試験片１２のエッジ１５間の距離を測定することにより行う。従来の標準レンズを使用したカメラで丸棒状の試験片１２を撮影した場合、カメラから標線マーク１３までの距離と、カメラから試験片１２のエッジ１５の位置までの距離に差Ｌがあり、このような焦点位置の差により測定精度を満足できる鮮明さで両者を画像上で認識することが困難であった。これに対し、テレセントリックレンズはカメラと被写体との間の距離が変わっても光学倍率が変わることがない。このため、テレセントリックレンズを備えた第１カメラ４１で小変位を測定する変位計４０では、図６に示す差Ｌがある場合でも、測定精度を満足できる鮮明さで２次元画像上の標線マーク１３と試験片１２のエッジ１５を認識することが可能である。
【００３６】
図７は、試験片１２に引張試験を行って得た応力縦ひずみ線図であり、図８は、その応力横ひずみ線図である。図７および図８では、同じサイズの炭素鋼に分類される金属（Ｓ４５Ｃ）の丸棒状の試験片１２に同じ試験条件で引張試験を行った結果を、破線と実線で示している。
【００３７】
図７に示す応力縦ひずみ線図では、弾性変形を示す低ひずみ領域で、応力に対しひずみが直線的に変化している。この直線の傾きから求められる弾性率は２１０ＧＰａとなり、図７と図８の縦ひずみと横ひずみの比率であるポアソン比は０．３３となる。この弾性率とポアソン比の値は、例えば、接触式変位計で測定された引張試験の結果から得られるこの種の炭素鋼の物性値とされる値と比べて同程度であると評価できる。
【００３８】
上述した実施形態では、引張試験を行う場合を例に説明したが、上つかみ具２１と下つかみ具２２を圧盤に付け替えて、クロスヘッド２３を下降させることで、試験体に圧縮試験力を加える圧縮試験を行う場合においても、特に幅方向の小変位を精度よく測定することが可能である。球形の試験体のように、従来の標準レンズを装着した非接触式変位計ではエッジの認識が難しいとされている形状の試験体に対しても、テレセントリックレンズを有する第１カメラ４１で撮影した画像から、圧縮試験中の幅変位を高精度に算出することが可能である。
【００３９】
また、例えば、試験速度２０ｍ／ｓで試験片に引張試験力を与えることができる高速引張試験機にこの発明を適用することも可能である。高速引張試験では、接触式変位計を試験片に装着して試験を行うことが難しく、また、従来の標準レンズを装着した非接触式変位計では、小変位の測定精度と破断までの大変位の測定を両立できないとい問題があった。しかしながら、上述した変位計４０を高速引張試験機に採用し、第１カメラ４１および第２カメラ４２で高速度ビデオ撮影を実行することにより、このような問題を解消することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１１    試験片
１２    試験片
１３    標線マーク
１４    標線マーク
１５    エッジ
１８    テーブル
１９    カバー
２１    上つかみ具
２２    下つかみ具
２３    クロスヘッド
２４    ロードセル
３０    負荷機構
３１    制御部
３３    パーソナルコンピュータ
３４    入力部
３５    表示部
３６    メモリ
３７    送信部
３８    演算装置
３９    記憶装置
４０    変位計
４１    第１カメラ
４２    第２カメラ
４３    ライト
４４    変位算出部
４５    解析部
４９    バス
【図１】
2020065815.tif 000003
【図２】
2020065815.tif 000004
【図３】
2020065815.tif 000005
【図４】
2020065815.tif 000006
【図５】
2020065815.tif 000007
【図６】
2020065815.tif 000008
【図７】
2020065815.tif 000009
【図８】
2020065815.tif 000010
【図９】
2020065815.tif 000011
【国際調査報告】
2020065815.tif 000012
2020065815.tif 000013
2020065815.tif 000014