【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロードセル及び材料試験機に関し、例えば引張試験、圧縮試験、曲げ試験等の荷重試験を実施する試験機に適用することができ、ロードセルの定格に対応した識別コードをロードセルに割り当てることにより、またこの識別コードを試験機本体側で読み取ることにより、荷重較正等の設定作業を簡易かつ確実に実行できるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の材料試験機においては、
試験片に荷重を加え、この荷重をロードセルで計測するように形成されている。 このためこの種の試験機では、
ロードセルを交換可能に保持して、試験片に加える荷重に対して最適定格のロードセルを選択使用できるようになされている。

【０００３】すなわちこの種の試験においては、試験機に装着されたロードセルの銘板よりロードセルの定格を確認し、必要に応じて既に装着されているロードセルを最適定格のロードセルと交換する。 続いて、試験機に装着されたロードセルの定格に応じて、試験機本体側にロードセルの定格を設定し、必要に応じて較正等の作業を実行する。 これによりこの種の試験機では、荷重較正等の設定作業が実行され、正しい測定結果を得ることができるようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが実際上、このようにして定格を確認して本体側のロードセル定格を設定する場合、定格を誤って設定する場合がある。 また定格を誤って確認する場合もあり、さらに既に装着されているロードセルについては、定格の確認作業自体煩雑な問題もある。

【０００５】本発明は以上の点を考慮してなされたもので、この種の荷重較正等の設定作業を簡易かつ確実に実行することができるロードセル及び材料試験機を提案しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するため本発明においては、試験機本体に交換可能に保持されるロードセルにおいて、出力信号を出力する端子に加えて複数の端子をコネクタに配置し、この複数の端子間の開放及び短絡の配列により定格に対応する識別コードを表すようにする。

【０００７】また交換可能に保持したロードセルの荷重を検出する材料試験機において、ロードセルのコネクタに、入力信号の端子に加えて配置された複数の端子間で開放及び短絡を検出し、この開放及び短絡の配列により先のロードセルに割り当てられた識別コードを検出し、
この識別コードよりロードセルの定格を検出し、入力信号を較正した後、この検出した定格を基準にしてロードセルの荷重を測定する。

【０００８】

【作用】ロードセルにおいて、出力信号を試験機本体に出力するコネクタの規定の端子間を開放又は短絡すれば、試験機本体においては、簡易かつ確実に開放、短絡の設定を検出することができる。 これによりこれら開放及び短絡の配列により定格に対応する識別コードを表すようにすれば、試験機本体側で、この識別コードにより簡易に対応する定格を検出することができる。

【０００９】さらに交換可能に保持したロードセルより荷重を検出する材料試験機において、ロードセルより入力信号を入力するコネクタについて、このコネクタの規定端子間で、簡易かつ確実に開放、短絡の状態を検出することができる。 これにより予めロードセル側で定格に対応するようにこれら開放及び短絡の配列により識別コードを設定すれば、これら識別コードにより簡易かつ確実にロードセルの定格を検出することができる。 従って入力信号を較正した後、この検出結果を基準にして荷重を測定することができる。

【００１０】

【実施例】以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

【００１１】図２は、本発明の一実施例に係る材料試験機を示す正面図である。 この材料試験機１は、略矩形形状にフレームが形成された本体２に対して、上下に可動し得るように移動クロスヘッド３が保持され、ロードセル４がこの移動クロスヘッド３に交換可能に保持されるようになされている。 さらにこのロードセル４の先端には、所定の連結部材を介してつかみ具５が固定され、このつかみ具５と対向するように本体２の下部に同様のつかみ具６が配置されるようになされている。 これにより材料試験機１では、つかみ具５及び６にそれぞれ試験片７の両端を固定した後、移動クロスヘッド３を上下に移動して試験片７に荷重を印加できるように形成されている。

【００１２】このロードセル４は、上端に１５ピンのコネクタ８が配置され、本体２に配置された信号処理部１
５（図１）より延長するケーブル９がこのコネクタ８に接続される。 これにより材料試験機１では、ロードセル４を移動クロスヘッド３に装着した後、ケーブル９をコネクタ８に接続するだけの簡易な作業で、所望のロードセル４をセットできるようになされている。

【００１３】さらに材料試験機１は、この本体２の側方前面に、信号処理部１５に接続された操作パネル１０が配置され、電源を投入して規定の設定動作が完了すると、この操作パネル１０を操作して引張試験、圧縮試験等の試験項目を、各試験の条件と共に入力できるようになされている。

【００１４】図１は、この材料試験機１の計測回路を示すブロック図であり、この計測回路は、コネクタ８及びケーブル９を介してロードセル４及び信号処理部１５を接続して形成される。

【００１５】ここでロードセル４は、荷重に応じて抵抗値が変化する歪みゲージ１６〜１９がブリッジ接続され、このブリッジの各接続中点がコネクタ８の第１〜第４の端子に接続されるようになされている。 これによりロードセル４は、このブリッジに規定の基準信号を入力して、歪みゲージ１６〜１９の抵抗値の変化より荷重に比例して信号レベルが変化する出力信号を検出することができるようになされている。

【００１６】さらにロードセル４は、コネクタ８の第５
の端子が接地され、歪みゲージ１８及び１９の接続中点が較正用抵抗Ｒ１を介してコネクタ８の第６の端子に接続されるようになされている。 またロードセル４は、歪みゲージ１６及び１７の接続中点が較正用抵抗Ｒ４を介して較正用抵抗Ｒ２及びＲ３の一端に接続され、これら較正用抵抗Ｒ２及びＲ３の他端がコネクタ８の第７及び第８の端子にそれぞれ接続されるようになされている。

【００１７】かくするにつきロードセル４において、抵抗Ｒ２は、半固定抵抗で形成され、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ
４及びＲ２の直列回路とをそれぞれ歪みゲージ１９と歪みゲージ１６とに並列接続したとき（すなわち圧縮モードでなる第１の較正モードでなる）、定格に対して規定割合の圧縮荷重が加わった場合と同一割合でブリッジのバランスが変化するように、予め調整されるようになされている。

【００１８】これに対して抵抗Ｒ３は、同様に半固定抵抗で形成され、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ４及びＲ３の直列回路とをそれぞれ歪みゲージ１８と歪みゲージ１７とに並列接続したとき（すなわち引張モードでなる第２の較正モードでなる）、定格に対して規定割合の引っ張り荷重が加わった場合と同一割合でブリッジのバランスが変化するように、予め調整されるようになされている。

【００１９】さらにロードセル４は、コネクタ８の残り第９〜第１５の端子のうち、第９の端子が共通端子に設定され、この共通端子と残りの端子とが定格に対応して短絡されるようになされている。 これによりロードセル４は、定格に対応する識別コードをコネクタ８の第１０
〜第１５端子に割り当てるようになされている。 なおこの実施例では、第１５の端子側がこの識別コードの最上位ビットに割り当てられるようになされている。

【００２０】すなわちこの実施例においては、コネクタ８の第１０〜第１５の端子と端子９との間の短絡及び開放をそれぞれ論理「０」及び「１」と規定し、図３に示すように、この識別コードの最上位ビットが論理「１」
及び論理「０」のとき、それぞれ単位〔Ｎ〕及び〔ｇ
ｆ〕による定格であることを表すように規定する。 又この最上位ビットを除いた下位側５ビットにより、ロードセル４の定格値を表すように順次論理値を設定する。 例えば図１の実施例では、識別コードは、「００１００
１」となり、２５０〔ｋｇｆ〕の定格値に対応するように規定する。

【００２１】なお識別コードが、値「００００００」とこれに下位５ビットが対応する値「１０００００」については何ら定格が割り当てられない。 これはこの種の識別コードが割り当てられていないロードセルがセットされた場合に、このロードセルを認識し、操作パネル１０
から定格値を設定できるようにするためである。

【００２２】この実施例においてロードセル４は、所定の配線基板にコネクタ８を実装した後、コネクタ８をケースに固定して保持するようになされ、コネクタ８のこれら端子間の短絡処理は、この配線基板上に近接して形成されたパターン間を短絡して実行されるようになされている。 これによりロードセル４は、共通の基板を用いて複数種類の定格に対応できるように形成なされ、またこの種の識別コード設定作業を、簡易な作業により十分な信頼性を確保して実行できるようになされている。

【００２３】入力ポート２０は、コネクタ８の第１０〜
第１５の端子出力をマイクロコンピュータ２１に出力し、これにより信号処理部１５では、ロードセル４に割り当てられた識別コードをマイクロコンピュータ２１で検出できるようになされている。

【００２４】選択回路２２及び２３は、マイクロコンピュータ２１により制御されて接点を切り換え、第１の較正モード（圧縮モード）において、それぞれコネクタ８
の第１及び第２の端子を第７及び第６の端子と接続することにより、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ４及びＲ２の直列回路とをそれぞれ歪みゲージ１９及び１６に並列接続する。
さらに選択回路２２及び２３は、第２の較正モード（引張モード）において、それぞれコネクタ８の第１及び第２の端子を第６及び第８の端子と接続することにより、
抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ４及びＲ３の直列回路とをそれぞれ歪みゲージ１８及び１７に並列接続する。

【００２５】これにより信号処理部１５は、第１及び第２の較正モードにおいて、ロードセル４に形成されたブリッジのバランスを故意に変化させ、予めロードセル４
側で抵抗Ｒ１〜Ｒ４により設定された変化量を検出できるようになされている。 これに対して選択回路２２及び２３は、通常のモードにおいて、接点を中点位置に保持する（すなわち測定モードでなる）。

【００２６】荷重検出部２４は、マイクロコンピュータ２１より制御され、ケーブル９を介してロードセル４のブリッジに基準信号を出力すると共に、ケーブル９を介してこのブリッジの出力信号を入力する。 さらに荷重検出部２４は、この出力信号の信号レベルを検出し、検出結果をマイクロコンピュータ２１に出力する。

【００２７】これにより荷重検出部２４は、測定モードにおいては、ロードセル４より荷重に比例する出力信号を検出することができるようになされ、また第１及び第２の較正モードにおいては、定格荷重に対応するロードセル４の出力信号レベルを検出することができるようになされている。 荷重検出部２４は、この出力信号の信号レベルを検出する際に、マイクロコンピュータ２１より出力される感度補正データにより出力信号の信号レベルを補正する。

【００２８】マイクロコンピュータ２１は、この材料試験機１全体の動作を制御するシステム制御回路を形成し、ロードセル４の定格を検出すると共に、第１及び第２の較正モードと測定モードとに全体の動作モードを切り換える。 すなわちマイクロコンピュータ２１は、入力ポート２０よりロードセル４に割り当てられた識別コードを検出し、この識別コードを記憶する。

【００２９】続いてマイクロコンピュータ２１は、第１
及び第２の較正モードにおいて、荷重検出部２４の検出結果より荷重検出部２４に感度補正データを出力し、これによりロードセル４に対して荷重検出部２４を較正する。 これにより材料試験機１では、いちいちロードセル４の定格を入力しなくても、自動的に定格を設定した後、必要に応じて較正の処理を実行するようになされ、
測定開始前の手作業による設定作業を省略できるようになされている。

【００３０】かくしてマイクロコンピュータ２１は、続く測定モードにおいて、試験項目、試験条件が入力されると、これらの条件により移動クロスヘッド３を上下に移動して試験片７に荷重を加え、荷重検出部２４の検出結果より、定格に対する荷重の割合を検出する。 さらにマイクロコンピュータ２１は、予め検出した定格と、検出された定格に対する荷重の割合とを乗算し、これにより算出した荷重を操作パネル１０の単位表示に対応した表記により表示し、また必要に応じて所定の記録装置に出力する。

【００３１】以上の構成において、材料試験機１は、試験において必要とされる荷重に応じてロードセル４が交換され、この交換の際、コネクタ８にケーブル９が接続されることによりロードセル４が信号処理部１５に接続される。

【００３２】これにより信号処理部１５において、コネクタ８の第９の端子と第１０〜第１５の端子間で開放、
短絡の状態が検出され、これら開放及び短絡の配列により表される識別コードよりロードセル４の定格が検出される。 これにより設定処理が実行され、測定開始前の設定作業が自動的に完了する。

【００３３】以上の構成によれば、コネクタ８の端子間を開放又は短絡の状態に設定し、この開放及び短絡の配列によりロードセル４の定格に対応する識別コードを表すことにより、ロードセル４と試験機本体とを接続するだけで、簡易かつ確実に定格を設定することができる。
これにより測定開始前の手作業による設定作業を省略でき、その分この種の作業を簡易かつ確実に実行することができる。

【００３４】なお上述の実施例においては、最上位ビットで単位を表現し、残る５ビットで定格を表す場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて単位を表すビットを省略してもよく、またビット数も種々の値に選定することができる。

【００３５】また上述の実施例においては、基板上のパターンを短絡して識別コードを設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いわゆるディップスイッチ等により設定する場合等、種々の設定方法を広く適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、コネクタの端子間を開放又は短絡し、この開放及び短絡の配列によりロードセルの定格を表す識別コードを設定したことにより、またこのコネクタに設定された識別コードにより定格を設定することにより、ロードセルを接続するだけの簡易な作業で、定格を正しく設定することができ、
これによりこの種の設定作業を簡易かつ確実に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による材料試験機の計測回路を示すブロック図である。

【図２】図１の材料試験機の要部の構成を示す正面図である。

【図３】ロードセルに割り当てられた識別コードを示す図表である。

【符号の説明】

１ 材料試験機 ２ 試験機本体 ４ ロードセル ８ コネクタ ９ ケーブル １０ 操作パネル ２０ 入力ポート ２１ マイクロコンピュータ