JPH0447637Y2 - - Google Patents
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- JPH0447637Y2 JPH0447637Y2 JP5352187U JP5352187U JPH0447637Y2 JP H0447637 Y2 JPH0447637 Y2 JP H0447637Y2 JP 5352187 U JP5352187 U JP 5352187U JP 5352187 U JP5352187 U JP 5352187U JP H0447637 Y2 JPH0447637 Y2 JP H0447637Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、鋼材等の応力の自動測定装置に関
するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] This invention relates to an automatic measuring device for stress in steel materials, etc.
機械工作物の製作・加工時の残留応力および鋼
材自体の重さ等による初期応力等、鋼材等の応力
を測定するための装置として、従来から磁気異方
性センサが知られている。
BACKGROUND ART Magnetic anisotropy sensors have been conventionally known as devices for measuring stress in steel materials, such as residual stress during manufacturing and processing of mechanical workpieces and initial stress due to the weight of the steel material itself.
磁気異方性センサは、鋼材等の強磁性体に応力
が作用すると、その磁気的な特性が変化する性質
を利用して、その応力を測定するものである。 A magnetic anisotropy sensor measures stress by utilizing the property that when stress acts on a ferromagnetic material such as steel, its magnetic properties change.
鋼材等の強磁性体に引張り応力が作用すると、
応力方向の透磁率は増加し、応力方向に対して、
直角方向の透磁率は減少することが一般に知られ
ている。 When tensile stress acts on a ferromagnetic material such as steel,
The permeability in the stress direction increases, and with respect to the stress direction,
It is generally known that permeability in the orthogonal direction decreases.
上述した性質を利用した磁気異方性センサ（以
下M.A.Sという）による鋼材等の応力の測定原理
は、次に述べる如くである。 The principle of measuring stress in steel materials, etc. using a magnetic anisotropy sensor (hereinafter referred to as MAS) that utilizes the above-mentioned properties is as described below.
即ち、M.A.Sを鋼材等の被測定物の引張り応力
方向に当てると、計測方向とそれに対して直角方
向の透磁率との差に比例した誘起電圧Veが生じ
る。そこで、この誘起電圧Veを測定し、得られ
た測定値をあらかじめ被測定物と同一材質の引張
り試験片で求めておいた「応力とVeとの関係線
図」から応力に換算し、かくして、被測定物の応
力を求める。 That is, when the MAS is applied to an object to be measured such as a steel material in the direction of tensile stress, an induced voltage Ve is generated that is proportional to the difference between the magnetic permeability in the measurement direction and the direction perpendicular to the measurement direction. Therefore, this induced voltage Ve was measured, and the obtained measured value was converted into stress from the "relationship diagram between stress and Ve" obtained in advance using a tensile test piece made of the same material as the object to be measured, and thus, Find the stress of the object to be measured.
以上述べたように、M.A.Sは、計測方向の応力
δ1と、それに対して直角方向の応力δ2との差であ
るところの主応力差δ1−δ2を測定するものであ
り、主応力差の絶対値｜δ1−δ2｜が最大となる方
向が主応力δ1およびδ2の方向となる。M.A.Sは、
前述の主応力差δ1−δ2およびその方向を測定する
ものである。 As mentioned above, MAS measures the principal stress difference δ 1 − δ 2 , which is the difference between the stress δ 1 in the measurement direction and the stress δ 2 in the direction perpendicular to it. The direction in which the absolute value of the difference |δ 1 −δ 2 | is maximum is the direction of the principal stresses δ 1 and δ 2 . MAS is
The above-mentioned principal stress difference δ 1 −δ 2 and its direction are measured.
このようなM.A.Sによる被測定物の応力の測定
に際して、応力の作用方向が１方向、即ち、δ2＝
０Kgｆ／mm2の１軸応力を測定する場合には、主応
力δ1そのものを応力の測定値とすることができる
が、被測定物の応力の作用方向が２方向、即ち、
δ2≠０Kgｆ／mm2の２軸応力を測定する場合には、
これにより、さらに、測定値をもとにして、剪断
応力差積分法で解析し、主応力δ1およびδ2を求め
る。 When measuring the stress of a measured object using MAS, the stress acts in one direction, that is, δ 2 =
When measuring a uniaxial stress of 0 Kgf/mm 2 , the principal stress δ 1 itself can be used as the stress measurement value, but if the stress acts on the object to be measured in two directions, that is,
When measuring biaxial stress of δ 2 ≠0Kgf/mm 2 ,
As a result, the principal stresses δ 1 and δ 2 are further analyzed based on the measured values using the shear stress difference integral method.
M.A.Sにより、前述した２軸応力を測定するに
は、第４図に示すように、被測定物９の自由端か
ら測定方向ｘ軸に対して平行に、１辺の長さが10
mmから20mmの正方形を等間隔にけがき、M.A.Sに
より、けがかれた正方形の各辺の中点Ai、Bi，
およびCiの各測定点の主応力差の最大値（δ1−
δ2）maxおよびその時のｘ軸に対するM.A.S１の
計測方向、即ち、反時計回り方向の角度θiを順次
測定していき、各測定点での測定値を別途、剪断
応力差積分法で解析する。かくして、Bi点での
主応力値δ1およびδ2が求められる。 To measure the aforementioned biaxial stress using MAS, as shown in Figure 4, the length of one side is 10 from the free end of the object to be measured 9 parallel to the x-axis in the measurement direction.
Mark squares from mm to 20 mm at equal intervals, and use MAS to determine the midpoints of each side of the marked squares Ai, Bi,
The maximum value of the principal stress difference (δ 1 −
δ 2 )max and the angle θi in the measurement direction of MAS 1 with respect to the x-axis, that is, in the counterclockwise direction, are sequentially measured, and the measured values at each measurement point are separately analyzed using the shear stress difference integral method. Thus, the principal stress values δ 1 and δ 2 at the Bi point are determined.
このような、M.A.S１による（δ1−δ2）maxお
よびθ1の測定は、従来次のようにして行なわれて
いた。即ち、第５図および第６図に示すように、
M.A.S１が差し込める様に中央を切り抜いたマグ
ネツト吸着式の分度器３１を被測定物９の測定点
上に配置し、次いでその中央部の孔にM.A.S１の
下部を手で保持した状態で差し込み、被測定物９
の測定点にM.A.S１の下面を当接する。M.A.S１
に導線で接続された計測器３２のデジタル表示器
３３に表示される（δ1−δ2）の値を観察しながら
M.A.S１を手で回し、（δ1−δ2）maxiを計測器３
２のデジタル表示器３３から、θiを分度器３１か
らそれぞれ読み取り、そして、記録用紙に記録す
る。 Such measurements of (δ 1 −δ 2 )max and θ 1 using MAS1 have conventionally been performed as follows. That is, as shown in FIGS. 5 and 6,
Place a magnetic adsorption type protractor 31 with the center cut out so that the MAS 1 can be inserted over the measurement point of the object to be measured 9, then insert the MAS 1 into the hole in the center while holding the lower part of the object by hand. Thing 9
Touch the bottom surface of MAS1 to the measurement point. MAS1
While observing the value of (δ 1 − δ 2 ) displayed on the digital display 33 of the measuring instrument 32 connected to the
Rotate MAS1 by hand and measure (δ 1 − δ 2 )maxi with measuring instrument 3.
θi is read from the digital display 33 of No. 2 and the protractor 31, respectively, and recorded on the recording paper.
しかしながら、前述したように、M.A.Sで２軸
応力を測定する場合の測定点数は、１軸応力の場
合の３倍となる。しかも、各測定点にM.A.Sを当
接して行う測定作業は、手作業である。
However, as described above, when measuring biaxial stress with MAS, the number of measurement points is three times that when measuring uniaxial stress. Moreover, the measurement work, which is performed by bringing the MAS into contact with each measurement point, is a manual process.
従つて、M.A.Sによつて２軸応力を測定する場
合、次に述べる問題がある。 Therefore, when measuring biaxial stress by MAS, there are the following problems.
(1) 測定に長時間を有する、 (2) 測定精度が悪い。(1) Measurement takes a long time; (2) Poor measurement accuracy.
例えば、板幅1200mmの熱延鋼板の圧延による板
幅方向の残留応力分布を測定する場合には、次に
述べる如くである。 For example, when measuring the residual stress distribution in the width direction of a hot-rolled steel sheet having a width of 1200 mm, the method is as follows.
測定点数：180点〜240点、
測定人数および時間：作業員２人で約６〜８
時間、
測定誤差：主応力値換算で最大５Kgｆ／mm2
（同一測定者が同一測定物を２回測定した
場合の１回目と２回目との測定値の誤差）。 Number of measurement points: 180 to 240 points, Number of people and time for measurement: Approximately 6 to 8 with 2 workers
Time, measurement error: Maximum 5Kgf/mm 2 in principal stress value conversion
(Error between the first and second measurement values when the same measurer measures the same object twice).
従つて、この考案の目的は、効率良く、且つ、
高精度にて鋼材等の応力を測定することができる
応力自動測定装置を提供することにある。 Therefore, the purpose of this invention is to efficiently and
An object of the present invention is to provide an automatic stress measuring device that can measure stress in steel materials with high precision.
この考案は、被測定物の応力を測定するための
円柱状の磁気異方性センサと、前記磁気異方性セ
ンサを前記被測定物の上面に回動可能に垂直に保
持するための保持機構と、前記磁気異方性センサ
をその軸線を中心に回転させるための回転機構
と、前記磁気異方性センサの回転角度を検出する
ための回転角度検出器とからなる応力検出器と、
前記応力検出器に導線によつて接続された計測器
とからなり、前記計測器は、前記回転機構を制御
するためのコントローラと、前記磁気異方性セン
サからの電圧信号を増幅するための第１増幅器
と、前記回転角度検出器からの電圧信号を増幅す
るための第２増幅器と、前記第１増幅器によつて
増幅されたアナログ電圧信号をデジタル電圧信号
に変換するための第１変換器と、前記第２増幅器
によつて増幅されたアナログ電圧信号をデジタル
電圧信号に変換するための第２変換器と、前記磁
気異方性センサからのデジタル電圧信号の最大値
を検出し、同時にそのときの前記回転角度検出器
からのデジタル電圧信号値を検出し、前記コント
ローラに信号を発信するためのピーク検出用計算
器とからなつていることに特徴を有するものであ
る。
This invention includes a cylindrical magnetic anisotropy sensor for measuring the stress of an object to be measured, and a holding mechanism for vertically holding the magnetic anisotropy sensor rotatably on the upper surface of the object to be measured. a stress detector comprising: a rotation mechanism for rotating the magnetic anisotropy sensor around its axis; and a rotation angle detector for detecting a rotation angle of the magnetic anisotropy sensor;
a measuring instrument connected to the stress detector by a conductive wire; the measuring instrument includes a controller for controlling the rotating mechanism; and a controller for amplifying the voltage signal from the magnetic anisotropic sensor. a second amplifier for amplifying the voltage signal from the rotation angle detector; and a first converter for converting the analog voltage signal amplified by the first amplifier into a digital voltage signal. , a second converter for converting the analog voltage signal amplified by the second amplifier into a digital voltage signal, and detecting the maximum value of the digital voltage signal from the magnetic anisotropic sensor, and simultaneously detecting the maximum value of the digital voltage signal from the magnetic anisotropic sensor; and a peak detection calculator for detecting a digital voltage signal value from the rotation angle detector and transmitting a signal to the controller.
次にこの考案を図面を参照しながら説明する。
第１図はこの考案の１実施態様を示す部分断面
図、第２図は同平面図、第３図は同回路図であ
る。 Next, this invention will be explained with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial sectional view showing one embodiment of this invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a circuit diagram thereof.
第１図乃至第３図に示すように、この考案の装
置は、M.A.S１と、M.A.S１を保持する保持機構
２５と、回転機構としての電動モータ４と、回転
角度検出器５とからなる応力検出器１７と、応力
検出器１７に導線２６で接続れた計測器２７とか
らなつている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the device of this invention is a stress detector consisting of a MAS 1, a holding mechanism 25 for holding the MAS 1, an electric motor 4 as a rotation mechanism, and a rotation angle detector 5. 17, and a measuring device 27 connected to the stress detector 17 by a conductive wire 26.
M.A.S１は、縦長の円柱状であり、その下部に
は、やや径の小さい段部を有している。 The MAS 1 has a vertically long cylindrical shape, and has a stepped portion with a slightly smaller diameter at its lower part.
保持機構２５は、内筒６と、内筒６の外側にス
ラストベアリング２およびストロークベアリング
３を介して内筒６と同芯に設けられた外筒７およ
びリフトオフ調整用外筒８とからなつている。 The holding mechanism 25 includes an inner cylinder 6, an outer cylinder 7 and a lift-off adjustment outer cylinder 8, which are provided on the outside of the inner cylinder 6 through a thrust bearing 2 and a stroke bearing 3, and are coaxial with the inner cylinder 6. There is.
M.A.S１は、内筒６に嵌挿されており、内筒６
とM.A.S１とは、M.A.S固定用ビス１０によつて
固定されている。内筒６は、上端に環状のフラン
ジ６ａを、下端に環状のフランジ６ｂをそれぞれ
有している。 MAS1 is fitted into the inner cylinder 6, and
and MAS1 are fixed by MAS fixing screws 10. The inner cylinder 6 has an annular flange 6a at its upper end and an annular flange 6b at its lower end.
内筒６の外周面下部には、コイルバネ１１が巻
装されている。コイルバネ１１の下端は、フラン
ジ６ｂの上面に当接している。 A coil spring 11 is wound around the lower part of the outer peripheral surface of the inner cylinder 6. The lower end of the coil spring 11 is in contact with the upper surface of the flange 6b.
内筒６は、スラストベアリング２およびストロ
ークベアリング３を介して外筒７に回転自在に嵌
挿されている。ストロークベアリング３の下端面
は、コイルバネ１１の上端に当接している。 The inner cylinder 6 is rotatably fitted into the outer cylinder 7 via the thrust bearing 2 and the stroke bearing 3. The lower end surface of the stroke bearing 3 is in contact with the upper end of the coil spring 11.
外筒７の外周面下部およびリフトオフ調整用外
筒８の内周面には、螺子山が螺刻されており、外
筒７の外周面下部と、リフトオフ調整用外筒８の
内周面上部とは、前記螺子により螺合されてい
る。このような、外筒７をその軸線を中心に回転
させると、外筒７はリフトオフ調整用外筒８との
螺合によりその高さ方向に移動する。１３は、外
筒７とリフトオフ調整用外筒８とを固定する、外
筒固定ビスである。 Threads are threaded on the lower part of the outer peripheral surface of the outer cylinder 7 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 8 for lift-off adjustment. and are screwed together by the screw. When the outer cylinder 7 is rotated about its axis, the outer cylinder 7 is threadedly engaged with the lift-off adjustment outer cylinder 8 and moves in the height direction. 13 is an outer cylinder fixing screw that fixes the outer cylinder 7 and the lift-off adjustment outer cylinder 8.
M.A.S１の下面は、被測定物９に当接する。リ
フトオフ調整用外筒８は、M.A.S１の下面と被測
定物９との間の隙間量およびコイルバネ１１を介
したM.A.S１の押し付け圧を一定に保つためのリ
フトオフ調整機構としての機能を有する。 The lower surface of the MAS 1 contacts the object 9 to be measured. The lift-off adjustment outer cylinder 8 has a function as a lift-off adjustment mechanism for keeping constant the amount of clearance between the lower surface of the MAS 1 and the object to be measured 9 and the pressing pressure of the MAS 1 via the coil spring 11.
内筒６のフランジ６ａの外周面には、ギヤ１４
が設けられている。外筒７の外周面上端部の所定
位置には、電動モータ４が取り付けられている。
電動モータ４の駆動軸には、ギヤ１４と歯合する
電動モータ用ピニオン１５が軸支されている。 A gear 14 is provided on the outer peripheral surface of the flange 6a of the inner cylinder 6.
is provided. An electric motor 4 is attached to a predetermined position on the upper end of the outer peripheral surface of the outer cylinder 7 .
An electric motor pinion 15 that meshes with the gear 14 is supported on the drive shaft of the electric motor 4 .
外筒７の外周面上端部の、電動モータ４が取り
付けられた箇所から所定角度ずれた位置には、回
転角度検出器５が取り付けられている。回転角度
検出器５は、ギヤ１４と歯合する回転角度検出器
用ピニオン１６の回転により作動する。 A rotation angle detector 5 is attached to the upper end of the outer peripheral surface of the outer cylinder 7 at a position shifted by a predetermined angle from the location where the electric motor 4 is attached. The rotation angle detector 5 is operated by the rotation of a rotation angle detector pinion 16 that meshes with the gear 14 .
M.A.S１は、後述する計測器２７からの信号に
より作動する電動モータ４により、その軸線を中
心に回動する。 The MAS 1 is rotated about its axis by an electric motor 4 that is activated by a signal from a measuring device 27, which will be described later.
計測器２７は、M.A.S１に接続された第１増幅
器１８と、第１増幅器１８に接続された第１変換
器２０と、回転角度検出器５に接続された第２増
幅器２８と、第２増幅器２８に接続された第２変
換器２９と、第１変換器２０および第２変換器２
９に接続されたピーク検出用計算器２１と、ピー
ク検出用計算器２１に、接続されたコントローラ
１９と、ピーク検出用計算器２１に接続された主
計算器３０と、主計算器３０に各々接続された設
定標示器２２と、プリンタ２３およびスイツチ２
４とからなつている。コントローラ１９は、電動
モータ４に接続されている。 The measuring device 27 includes a first amplifier 18 connected to the MAS 1, a first converter 20 connected to the first amplifier 18, a second amplifier 28 connected to the rotation angle detector 5, and a second amplifier 28 connected to the rotation angle detector 5. a second converter 29 connected to the first converter 20 and the second converter 2;
9, the controller 19 connected to the peak detection calculator 21, the main calculator 30 connected to the peak detection calculator 21, and the main calculator 30, respectively. Connected setting indicator 22, printer 23 and switch 2
It consists of 4. Controller 19 is connected to electric motor 4 .
このような、計測器２７と応力検出器１７と
は、導線２６により接続されており、計測器２７
は応力検出器１７の近傍に配置する。 The measuring instrument 27 and the stress detector 17 are connected by a conductive wire 26, and the measuring instrument 27 and the stress detector 17 are connected by a conducting wire 26.
is placed near the stress detector 17.
この考案の装置は、第４図に示した、被測定物
９の自由端から、測定方向ｘ軸に対して平行に、
そして、等間隔にけがかれた、１辺の長さが10mm
から20mmの正方形の各辺の中点Ai，BiおよびCi
の各測定点の主応力差の最大値（δ1−δ2）maxお
よびその時のｘ軸に対するM.A.S１の計測方向、
即ち反時計回り方向の角度θiを測定するものであ
る。 In the device of this invention, from the free end of the object to be measured 9 shown in FIG.
And the length of each side is 10mm, which is marked at equal intervals.
Midpoints Ai, Bi and Ci of each side of a 20mm square from
The maximum value of the principal stress difference (δ 1 − δ 2 )max at each measurement point and the measurement direction of MAS1 with respect to the x-axis at that time,
That is, the angle θi in the counterclockwise direction is measured.
第１増幅器１８は、M.A.S１からのアナログ電
圧信号を増幅する。 The first amplifier 18 amplifies the analog voltage signal from MAS1.
第２増幅器２８は、回転角度検出器５からのア
ナログ電圧信号を増幅する。 The second amplifier 28 amplifies the analog voltage signal from the rotation angle detector 5.
コントローラ１９は、電動モータ４を制御す
る。 Controller 19 controls electric motor 4 .
第１変換器２０は、増幅されたM.A.S１からの
アナログ電圧信号をデジタル信号に変換する。 The first converter 20 converts the amplified analog voltage signal from MAS 1 into a digital signal.
第２変換器２９は、増幅された回転角度検出器
５からのアナログ電圧信号をデジタル電圧信号に
変換する。 The second converter 29 converts the amplified analog voltage signal from the rotation angle detector 5 into a digital voltage signal.
ピーク検出用計算器２１は、M.A.S１からのデ
ジタル電圧信号の最大値、即ち、（δ1−δ2）max
値を検出し、同時にそのときの回転角度検出器５
のデジタル信号値、即ちθiを検出し、次いで、θi
を検出した後に回転角度検出器５のデジタル信号
を検出しながら、M.A.S１が測定開始位置、即ち
基準点に戻るまで、電動モーター４のコントロー
ラ１９に信号を発信する。 The peak detection calculator 21 calculates the maximum value of the digital voltage signal from the MAS 1, that is, (δ 1 −δ 2 )max
A rotation angle detector 5 that detects the value and simultaneously detects the rotation angle at that time.
Detect the digital signal value of θi, then θi
After detecting , a signal is transmitted to the controller 19 of the electric motor 4 while detecting the digital signal of the rotation angle detector 5 until the MAS 1 returns to the measurement start position, that is, the reference point.
設定標示器２２は、主計算器３０に測定点数を
指示し、さらに、測定値をリアルタイムでデジタ
ル表示する。 The setting indicator 22 instructs the main calculator 30 about the number of measurement points and also digitally displays the measured values in real time.
主計算器３０は、ピーク検出用計算器２１で読
み取つた（δ1−δ2）maxiおよびθiを各測定点別に
記憶し、その測定結果を設定標示器２２からの指
示によりプリンタ２３に出力し、且つ、設定標示
器２２から受けた指示をピーク検出用計算器２１
に指示する。 The main calculator 30 stores (δ 1 −δ 2 )maxi and θi read by the peak detection calculator 21 for each measurement point, and outputs the measurement results to the printer 23 according to instructions from the setting indicator 22. , and the peak detection calculator 21 receives the instruction from the setting indicator 22.
instruct.
プリンタ２３は、各測定点の測定結果、即ち、
測定点のナンバーｉ、（δ1−δ2）maxiおよびθiを
プリントアウトする。 The printer 23 prints the measurement results of each measurement point, that is,
Print out the measurement point number i, (δ 1 −δ 2 )maxi, and θi.
なお、設定標示器２２から指示された主計算器
３０からのピーク検出用計算器２１への指示は、
応力検出器１７の近傍または応力検出器１７に取
り付けられたスイツチ２４をオン・オフすること
により行われる。 The instructions from the main calculator 30 to the peak detection calculator 21 given by the setting indicator 22 are as follows:
This is done by turning on and off a switch 24 near the stress detector 17 or attached to the stress detector 17.
次にこの考案の装置の作用を説明する。 Next, the operation of the device of this invention will be explained.
第４図に示すように、被測定物９の自由端か
ら，測定方向ｘ軸に対して平行に、１辺の長さが
10mmから20mmの正方形を等間隔にけがく。 As shown in Figure 4, from the free end of the object to be measured 9, the length of one side is parallel to the x-axis in the measurement direction.
Mark 10mm to 20mm squares at even intervals.
被測定物の主応力の測定点数Biを設定標示器
２２によりインプツト後、けがかれた正方形の各
辺の中点Ai，Bi，Ciの各々に、測定点のナンバ
ー順に応力検出器１７を配置し、そして、スイツ
チ２４をオンする。かくして、自動的に（δ1−
δ2）maxi値およびθiが順次測定記録される。そ
して、設定標示器２２から指示された測定データ
の出力により、各測定点別に測定ナンバー、（δ1
−δ2）maxiおよびθiがプリンタ２３にプリント
アウトされる。 After inputting the number of measurement points Bi for the principal stress of the object to be measured using the indicator 22, the stress detectors 17 are placed at each of the midpoints Ai, Bi, and Ci of each side of the marked square in the order of the number of measurement points. , and then turns on the switch 24. Thus, automatically (δ 1 −
δ 2 )maxi value and θi are measured and recorded sequentially. Then, by outputting the measurement data instructed from the setting indicator 22, the measurement number, (δ 1
−δ 2 )maxi and θi are printed out on the printer 23.
測定の開始にあたつて、先ず測定点に応力検出
器１７を配置する。 Before starting the measurement, first, the stress detector 17 is placed at the measurement point.
次いで、スイツチ２４をオンすると、主計算器
３０からの指示により電動モータ４が起動し、電
動モータ用ピニオン１５と歯合するギヤ１４を介
してM.A.S１が基準点に対して反時計回りに180°
回転し、その間における（δ1−δ2）maxi値およ
びその時のθiが、ピーク検出用計算器２１によつ
て検出され、主計算器３０に記憶される。 Next, when the switch 24 is turned on, the electric motor 4 is started according to instructions from the main computer 30, and the MAS 1 is rotated 180 degrees counterclockwise with respect to the reference point via the gear 14 that meshes with the electric motor pinion 15.
The peak detection calculator 21 detects the (δ 1 −δ 2 )maxi value during rotation and the θi at that time and stores them in the main calculator 30.
なお、M.A.S１が180°回転したかどうかは、回
転角度検出器５からの信号によりピーク検出用計
算器２１により判定され、M.A.S１が180°回転し
たことが確認されたときは、ピーク検出用計算器
２１からコントローラ１９に指示が出され電動モ
ータ４は停止する，次いで、M.A.S１が基準点に
戻るまで電動モータ４を逆転方向に起動させる。
逆転した電動モータ４の停止方法は、前述した正
転の場合と同じである。さらに、M.A.S１が時計
回りに回転して基準点に戻つた時点でピーク検出
用計算器２１から主計算器３０に測定終了信号が
発信され、かくして、測定は完了する。これによ
り、スイツチ２４は自動的にオフとなる。 Note that whether or not MAS1 has rotated 180° is determined by the peak detection calculator 21 based on the signal from the rotation angle detector 5, and when it is confirmed that MAS1 has rotated 180°, the peak detection calculator 21 determines whether MAS1 has rotated 180°. 21 issues an instruction to the controller 19 to stop the electric motor 4, and then starts the electric motor 4 in the reverse direction until the MAS 1 returns to the reference point.
The method of stopping the electric motor 4 in reverse rotation is the same as in the case of normal rotation described above. Further, when the MAS 1 rotates clockwise and returns to the reference point, a measurement end signal is sent from the peak detection calculator 21 to the main calculator 30, thus completing the measurement. As a result, the switch 24 is automatically turned off.
次いで、次の測定点の測定を行うために、応力
検出器１７を次の測定点に配置換えし、前述と同
様の操作を行う。 Next, in order to measure the next measurement point, the stress detector 17 is relocated to the next measurement point, and the same operation as described above is performed.
このようにして、すべての測定点の測定を行う
ことにより、短時間で測定は終了する。 By measuring all measurement points in this way, the measurement is completed in a short time.
例えば、〔考案が解決しようとする問題点〕の
項で述べた、板幅1200mmの熱延鋼板の圧延による
板幅方向の残留応力分布を、本考案の装置によつ
て測定すると、測定点数、測定人数、測定時間お
よび測定誤差は次述の如くとなる。 For example, when the residual stress distribution in the width direction of a hot-rolled steel plate with a width of 1200 mm is measured using the apparatus of the present invention, the number of measurement points is: The number of people to be measured, the measurement time, and the measurement error are as follows.
測定点数：180点〜240点、
測定人数および時間：作業員１人で約１〜２
時間、
測定誤差：主応力値換算で最大２Kgｆ／mm2
（同一測定者が同一測定物を２回測定した
場合の１回目と２回目との測定値の誤差）。 Number of measurement points: 180 to 240 points, Number of people and time for measurement: Approximately 1 to 2 per worker
Time, measurement error: Maximum 2Kgf/mm 2 in principal stress value conversion
(Error between the first and second measurement values when the same measurer measures the same object twice).
以上述べたように、作業時間は大幅に短縮し、
測定精度は大幅に向上する。 As mentioned above, the working time is significantly reduced,
Measurement accuracy is greatly improved.
なお、本考案の装置と数値制御（NC）方式の
Ｘ−Ｙスキヤナーとを組み合わせた装置を使用す
ることにより、被測定物への測定ポイント等のけ
がき作業および測定ポイントへの応力検出器の手
作業による移動が不要となつて、完全自動測定が
可能となる。 Furthermore, by using a device that combines the device of the present invention and a numerically controlled (NC) type Manual movement is no longer required, allowing fully automated measurements.
この考案の装置は、次のような測定に適用する
ことができる。 The device of this invention can be applied to the following measurements.
(1) 熱延鋼板の精整ラインおよび冷延鋼板圧延・
精整ラインにおける鋼板の残留応力のオンライ
ン測定。(1) Hot-rolled steel plate finishing line and cold-rolled steel plate rolling/
Online measurement of residual stress in steel plates on finishing lines.
(2) 溶接および機械工作物の製作・加工時の残留
応力のオンライン測定。(2) Online measurement of residual stress during welding and manufacturing/processing of mechanical workpieces.
以上説明したように、この考案の装置によれ
ば、鋼材等の応力の測定に当り、測定時間が大幅
に短縮され、測定精度が大幅に向上するととも
に、測定精度の向上による切断、曲げ加工後の加
工歪の予測、残留応力の定量的把握による残留応
力低減操業方法の確立が可能となり、更に、構造
物等の寿命予測、即ち、強度評価の精度が向上す
る等、幾多の工業上有用な効果がもたらされる。
As explained above, according to the device of this invention, when measuring the stress of steel materials, etc., the measurement time is significantly shortened and the measurement accuracy is greatly improved. It has become possible to predict machining distortions and establish operating methods to reduce residual stress by quantitatively understanding residual stress.Furthermore, it has many industrially useful effects, such as improving the accuracy of predicting the lifespan of structures, that is, evaluating their strength. effect is brought about.
第１図はこの考案の１実施態様を示す部分断面
図、第２図は同平面図、第３図は同回路図、第４
図は測定点がけがかれた鋼板の平面図、第５図は
従来のM.A.Sの１例を示す側面図、第６図は同平
面図である。
図面において、１……磁気異方性センサ、２…
…スラストベアリング、３……ストロークベアリ
ング、４……電動モータ、５……回転角度検出
器、６……内筒、６ａ，６ｂ……フランジ、７…
…外筒、８……リフトオフ調整用外筒、９……被
測定物、１０……M.A.S固定用ビス、１１……コ
イルバネ、１３……外筒固定ビス、１４……ギ
ヤ、１５……電動モータ用ピニオン、１６……回
転角度検出器用ピニオン、１７……応力検出器、
１８……第１増幅器、１９……コントローラ、２
０……第１変換器、２１……ピーク検出用計算
器、２２……設定表示器、２３……プリンタ、２
４……スイツチ、２５……保持機構、２６……導
線、２７……計測器、２８……第２増幅器、２９
……第２変換器、３０……主計算器、３１……分
度器、３２……計測器、３３……デジタル表示
器。
Fig. 1 is a partial sectional view showing one embodiment of this invention, Fig. 2 is a plan view of the same, Fig. 3 is a circuit diagram of the same, and Fig. 4 is a partial sectional view showing one embodiment of the invention.
The figure is a plan view of a steel plate with measurement points marked, FIG. 5 is a side view showing an example of a conventional MAS, and FIG. 6 is a plan view of the same. In the drawings, 1... magnetic anisotropy sensor, 2...
... Thrust bearing, 3 ... Stroke bearing, 4 ... Electric motor, 5 ... Rotation angle detector, 6 ... Inner cylinder, 6a, 6b ... Flange, 7 ...
...Outer tube, 8...Outer tube for lift-off adjustment, 9...Object to be measured, 10...MAS fixing screw, 11...Coil spring, 13...Outer tube fixing screw, 14...Gear, 15...Electric power Pinion for motor, 16... Pinion for rotation angle detector, 17... Stress detector,
18...first amplifier, 19...controller, 2
0...First converter, 21...Peak detection calculator, 22...Setting display, 23...Printer, 2
4...Switch, 25...Holding mechanism, 26...Conducting wire, 27...Measuring instrument, 28...Second amplifier, 29
... Second converter, 30 ... Main calculator, 31 ... Protractor, 32 ... Measuring instrument, 33 ... Digital display.
Claims (1)
異方性センサと、前記磁気異方性センサを前記被
測定物の上面に回動可能に垂直に保持するための
保持機構と、前記磁気異方性センサをその軸線を
中心に回転させるための回転機構と、前記磁気異
方性センサの回転角度を検出するための回転角度
検出器とからなる応力検出器と、前記応力検出器
に導線によつて接続された計測器とからなり、前
記計測器は、前記回転機構を制御するためのコン
トローラと、前記磁気異方性センサからの電圧信
号を増幅するための第１増幅器と、前記回転角度
検出器からの電圧信号を増幅するための第２増幅
器と、前記第１増幅器によつて増幅されたアナロ
グ電圧信号をデジタル電圧信号に変換するための
第１変換器と、前記第２増幅器によつて増幅され
たアナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換す
るための第２変換器と、前記磁気異方性センサか
らのデジタル電圧信号の最大値を検出し、同時に
そのときの前記回転角度検出器からのデジタル電
圧信号値を検出し、前記コントローラに信号を発
信するためのピーク検出用計算器とからなつてい
ることを特徴とする、応力自動測定装置。 a cylindrical magnetic anisotropic sensor for measuring the stress of the object to be measured; a holding mechanism for rotatably holding the magnetic anisotropic sensor perpendicularly to the upper surface of the object to be measured; a stress detector comprising a rotation mechanism for rotating the anisotropic sensor around its axis and a rotation angle detector for detecting the rotation angle of the magnetic anisotropy sensor; and a conductor connected to the stress detector. a measuring instrument connected to the rotating mechanism, the measuring instrument comprising: a controller for controlling the rotating mechanism; a first amplifier for amplifying the voltage signal from the magnetic anisotropic sensor; a second amplifier for amplifying the voltage signal from the angle detector; a first converter for converting the analog voltage signal amplified by the first amplifier into a digital voltage signal; a second converter for converting the amplified analog voltage signal into a digital voltage signal; and a second converter for detecting the maximum value of the digital voltage signal from the magnetic anisotropy sensor and simultaneously detecting the rotation angle detector at that time. 1. An automatic stress measurement device comprising: a peak detection calculator for detecting a digital voltage signal value from the controller and transmitting a signal to the controller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5352187U JPH0447637Y2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5352187U JPH0447637Y2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161338U JPS63161338U (en) | 1988-10-21 |
| JPH0447637Y2 true JPH0447637Y2 (en) | 1992-11-10 |
Family
ID=30879663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5352187U Expired JPH0447637Y2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0447637Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2538418Y2 (en) * | 1992-06-17 | 1997-06-18 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | Automatic stress measuring device |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP5352187U patent/JPH0447637Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63161338U (en) | 1988-10-21 |
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