JPH075088A - Device for measuring modulus of elasticity - Google Patents
Device for measuring modulus of elasticityInfo
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- JPH075088A JPH075088A JP5172623A JP17262393A JPH075088A JP H075088 A JPH075088 A JP H075088A JP 5172623 A JP5172623 A JP 5172623A JP 17262393 A JP17262393 A JP 17262393A JP H075088 A JPH075088 A JP H075088A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、打撃音分析を利用し
た各種棒状材料のヤング率を測定するヤング率測定装置
に関し、特に、針葉樹の構造用製材の日本農林規格や、
木材のヤング率による強度等級区分の等級分け（グレー
ディング）等に好適に使用できるヤング率測定装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Young's modulus measuring device for measuring Young's modulus of various rod-shaped materials using impact sound analysis, and in particular, Japanese agricultural and forestry standards for softwood structural lumber,
The present invention relates to a Young's modulus measuring device which can be suitably used for grading (grading) strength classes according to Young's modulus of wood.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ヤング率の測定方法として、棒状試験体
の一端を打撃して、その試験体の縦振動の固有振動数及
びその試験体の重量を測定して、次式からヤング率（Ｅ
f ）を算出する方法が知られている。 〔数１〕 Ｅf ＝（２Ｌｆ）2 ρ／ｇ 但し、Ｌ ：材長（ｃｍ） ｆ ：１次の固有振動数（Ｈｚ） ρ ：密度（ｇ／ｃｍ3 ） ｇ ：９８０．７（ｃｍ／ｓｅｃ2 ）2. Description of the Related Art As a method for measuring Young's modulus, one end of a rod-shaped test body is hit to measure the natural frequency of longitudinal vibration of the test body and the weight of the test body, and Young's modulus (E
A method of calculating f ) is known. [Equation 1] E f = (2Lf) 2 ρ / g where L: material length (cm) f: first-order natural frequency (Hz) ρ: density (g / cm 3 ) g: 980.7 (cm / Sec 2 )
【０００３】従来、この種の装置として、例えば、棒状
試験体の打撃音を検知して、ローパスフィルターにより
高次振動成分を取り除いて基本周波数のみを弁別して、
カウンターにより単位時間当たりの振動波形の波数を計
数し、その縦振動の固有振動数（ｆ）を測定する装置
（特開平３−１１１７３５号）が知られている。Conventionally, as a device of this type, for example, a striking sound of a rod-shaped test body is detected, a high-order vibration component is removed by a low-pass filter, and only a fundamental frequency is discriminated.
There is known a device (Japanese Patent Laid-Open No. 3-111735) that counts the number of vibration waveforms per unit time by a counter and measures the natural frequency (f) of the longitudinal vibration.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の装置では、一次の固有振動数しか求めることができ
ず、高次の固有振動数が利用できないので、測定条件が
限定され、精度のよい測定が迅速にできない場合があっ
た。また、カウンター回路を用いているので、分解能が
固定されていまい、分解能を上げることができなかっ
た。さらに、このカウンタ回路のために、装置の小型化
に限界があり、作業現場では使用しずらかった。However, in the above-mentioned conventional apparatus, since only the first-order natural frequency can be obtained and the higher-order natural frequency cannot be used, the measurement conditions are limited and the accuracy is high. In some cases, measurement could not be done quickly. Further, since the counter circuit is used, the resolution is fixed, and the resolution cannot be increased. Further, because of this counter circuit, there is a limit to the miniaturization of the device, which makes it difficult to use at the work site.
【０００５】本発明の目的は、前述の課題を解決して、
１回の測定により高次の固有振動数も同時に求められ、
分解能が上がるとともに、全体として小型化を可能とす
るヤング率測定装置を提供することである。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
High-order natural frequency can be obtained at the same time by one measurement,
It is an object of the present invention to provide a Young's modulus measuring device which has a high resolution and can be downsized as a whole.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるヤング率測定装置は、棒状試験体を軸
方向に打撃することにより発生する縦振動を検出する振
動検出手段と、前記振動検出手段により検出した振動
を、高速フーリエ変換により周波数解析する周波数解析
手段と、前記棒状試験体の重量を測定する重量測定手段
と、前記周波数解析手段と前記重量測定手段からの出力
に基づいてヤング率を演算する演算手段とを含む構成と
してある。In order to solve the above-mentioned problems, the Young's modulus measuring device according to the present invention comprises a vibration detecting means for detecting longitudinal vibration generated by striking a rod-shaped test body in the axial direction, and Vibration detected by the vibration detection means, frequency analysis means for frequency analysis by fast Fourier transform, weight measurement means for measuring the weight of the rod-shaped test body, based on the output from the frequency analysis means and the weight measurement means It is configured to include a calculation unit that calculates the Young's modulus.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によれば、棒状試験体の打撃により発生
する縦振動を、高速フーリエ変換により周波数解析する
ので、一度に高次の固有振動数を測定することができる
とともに、処理点を増やすことにより、分解能を上げる
ことができる。According to the present invention, since the longitudinal vibration generated by the impact of the rod-shaped test body is frequency-analyzed by the fast Fourier transform, it is possible to measure the high-order natural frequency at once and increase the number of processing points. As a result, the resolution can be increased.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面等を参照して、実施例について、
さらに詳しくに説明する。図１は、本発明によるヤング
率測定装置の実施例を示す外観図、図２は、同実施例装
置のブロック図である。この実施例のヤング率測定装置
は、可搬型端末１０と、マイクロホン２０と、重量測定
器３０とから構成されている。マイクロホン２０は、ハ
ンマＨによって棒状試験体Ｓを軸方向に打撃することに
より発生する縦振動を検出するための振動センサ２１を
備えており、重量測定器３０から延出した支持棒２２に
よって支持されている。重量測定器３０は、棒状試験体
Ｓの重量を測定する荷重センサ３１を備えており、上面
に設けられた２つのローラ３２によって、棒状試験体Ｓ
を転がしながら、所定の位置に移動できるようになって
いる。EXAMPLES Examples will be described below with reference to the drawings.
This will be described in more detail. FIG. 1 is an external view showing an embodiment of a Young's modulus measuring device according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the device of the same embodiment. The Young's modulus measuring device of this embodiment includes a portable terminal 10, a microphone 20, and a weight measuring device 30. The microphone 20 includes a vibration sensor 21 for detecting longitudinal vibration generated by striking the rod-shaped test body S with the hammer H in the axial direction, and is supported by a support rod 22 extending from the weight measuring device 30. ing. The weight measuring device 30 includes a load sensor 31 that measures the weight of the rod-shaped test body S.
It can be moved to a predetermined position while rolling.
【０００９】可搬型端末１０は、図２に示すように、片
手に持って操作できる程の大きさの端末であり、入力信
号処理部（１１〜１３）、周波数解析を行うＦＦＴ装置
１４、テンキーなどを含む入力部１５、ＬＳＩ（大規模
集積回路）等で構成され、ヤング率の演算などを行う解
析演算部１６、種々の計数や等級、演算結果などを記憶
する記憶部１７、必要事項を表示又は印字する表示部１
８、印字部１９などの諸機能を備えている。As shown in FIG. 2, the portable terminal 10 is a terminal large enough to be operated with one hand, and includes an input signal processing unit (11 to 13), an FFT device 14 for performing frequency analysis, and a numeric keypad. An input unit 15 including the above, an analysis calculation unit 16 configured by an LSI (Large Scale Integrated Circuit), etc., for calculating Young's modulus, a storage unit 17 for storing various counts, grades, calculation results, etc. Display unit 1 for displaying or printing
8 and various functions such as the printing unit 19.
【００１０】この可搬型端末１０は、マイクロホン２０
内の振動センサ２１及び重量測定器３０内の荷重センサ
３１の出力が接続されている。振動センサ２１の出力
は、増幅器１１Ａで増幅されたのちに、エンジニアリン
グフィルタ１２を介して、Ａ／Ｄ変換器１３Ａに接続さ
れ、デジタル変換されてからＦＦＴアナライザ１４に接
続されている。一方、荷重センサ３１の出力は、増幅器
１１Ｂで増幅されたのちに、Ａ／Ｄ変換器１３Ｂにより
デジタル変換されてからＦＦＴ装置１３に接続されてい
る。The portable terminal 10 includes a microphone 20.
The outputs of the vibration sensor 21 inside and the load sensor 31 inside the weight measuring device 30 are connected. The output of the vibration sensor 21 is amplified by the amplifier 11A, then connected to the A / D converter 13A via the engineering filter 12, digitally converted, and then connected to the FFT analyzer 14. On the other hand, the output of the load sensor 31 is amplified by the amplifier 11B, then digitally converted by the A / D converter 13B, and then connected to the FFT device 13.
【００１１】ＦＦＴ装置１４は、振動センサ２１により
検出した振動を、高速フーリエ変換により周波数解析し
て、振動周波数ｆを求めるためのものであり、解析演算
部１６は、その振動周波数ｆと、重量センサ３１からの
重量から求めた棒状試験体Ｓの密度ρとにより、前述し
た〔数１〕の式からヤング率Ｅf を算出する。また、Ｆ
ＦＴ装置１４を用いているので、１回の測定により高次
の共振周波数を同時に求められる。したがって、棒状試
験体Ｓの種類、積み方によっては、バラツキが大きくな
るので、高次の周波数を利用して、精度のよいヤング率
の測定を行うことができる。なお、解析演算部１６は、
何回か測定した結果を平均することにより、測定精度を
上げることができる。The FFT device 14 is for frequency-analyzing the vibration detected by the vibration sensor 21 by a fast Fourier transform to obtain a vibration frequency f. The Young's modulus E f is calculated from the above-described formula of [Equation 1] based on the density ρ of the rod-shaped test body S obtained from the weight from the sensor 31. Also, F
Since the FT device 14 is used, high-order resonance frequencies can be simultaneously obtained by one measurement. Therefore, since the variation becomes large depending on the type and stacking method of the rod-shaped test bodies S, it is possible to measure the Young's modulus with high accuracy by using a higher-order frequency. The analysis calculation unit 16 is
Measurement accuracy can be improved by averaging the results of several measurements.
【００１２】次に、この実施例のヤング率測定装置の操
作方法について説明する。まず、棒状試験体Ｓにハンマ
ーＨにより打撃を加えて固有振動数を測定し、２〜３次
の固有振動数が表示部１８の画面に表れる程度に、周波
数範囲と入力レベルを設定する。次いで、入力部１５か
ら棒状試験体Ｓの長さ、幅、厚さを入力し、必要に応じ
て棒状試験体Ｓの試験体番号を入力する。Next, a method of operating the Young's modulus measuring device of this embodiment will be described. First, the rod-shaped test body S is hit with a hammer H to measure the natural frequency, and the frequency range and the input level are set so that the natural frequencies of the second and third orders appear on the screen of the display unit 18. Next, the length, width, and thickness of the rod-shaped test body S are input from the input unit 15, and the test body number of the rod-shaped test body S is input if necessary.
【００１３】ここで、棒状試験体Ｓを重量測定器３０の
ローラ３２上に載せて、ハンマーＨにより、その棒状試
験体Ｓの一端を打撃する。そして、棒状試験体Ｓの他端
に配置されたマイクロホン２０により打撃音を検出す
る。すると、解析演算部１６の内部トリガーが作動し
て、固有振動数と重量を測定し、ヤング率を演算する。
その演算結果は、表示部１８に表示されるとともに、必
要に応じて、印字部１９により印字することができる。Here, the rod-shaped test body S is placed on the roller 32 of the weight measuring device 30, and one end of the rod-shaped test body S is hit with the hammer H. Then, the impact sound is detected by the microphone 20 arranged at the other end of the rod-shaped test body S. Then, the internal trigger of the analysis calculation unit 16 is activated, the natural frequency and the weight are measured, and the Young's modulus is calculated.
The calculation result is displayed on the display unit 18 and can be printed by the printing unit 19 as necessary.
【００１４】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、振動検出手段は、マイクロホンによる打撃
音の検出を例に説明したが、加速度センサーによって縦
振動を検出してもよい。この場合には、騒音レベルの高
い所でのヤング率の測定が可能となる。また、ハンマー
で打撃した端面と反対側の端面で振動を測定したが、打
撃したのと同一端面で測定してもよい。The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, which are also included in the present invention. For example, the vibration detection unit has been described by taking the detection of the hitting sound by the microphone as an example, but the acceleration sensor may detect the vertical vibration. In this case, the Young's modulus can be measured in a place with a high noise level. Further, although the vibration was measured at the end face opposite to the end face hit by the hammer, it may be measured at the same end face as when hit.
【００１５】この実施例では、可搬型端末１０には、重
量測定器３０から出力がオンラインで入力されるので、
連続的なヤング率の測定できる。しかし、測定現場の状
況によっては、可搬型端末１０の入力部１５によって、
重量を入力するようにしてもよい。また、入力部１５か
ら棒状試験体Ｓの長さ、幅、厚さを入力したが、これら
の量を自動的に測定するようにしてもよい。In this embodiment, since the output from the weight measuring device 30 is input to the portable terminal 10 online,
Continuous Young's modulus can be measured. However, depending on the situation of the measurement site, by the input unit 15 of the portable terminal 10,
You may make it input a weight. Further, although the length, width, and thickness of the rod-shaped test body S are input from the input unit 15, these amounts may be automatically measured.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、ＦＦＴを用いているので、１回の測定で高次の固
有振動数を利用することが可能であり、また、必要に応
じて、ＦＦＴの処理点数を増やすことにより、分解能を
上げることができる。As described in detail above, according to the present invention, since the FFT is used, it is possible to use the high-order natural frequency in one measurement, and if necessary, Thus, the resolution can be increased by increasing the number of FFT processing points.
【００１７】また、従来の装置のようなカウンタ回路な
どが不要となるので、装置の小型化が実現できたので、
片手で持てるような大きさとなり、現場で手軽にヤング
率を測定することが可能となった。Further, since a counter circuit or the like as in the conventional device is unnecessary, the device can be downsized.
The size is such that it can be held with one hand, and it has become possible to easily measure Young's modulus on site.
【図１】本発明によるヤング率測定装置の実施例を示す
外観図である。FIG. 1 is an external view showing an embodiment of a Young's modulus measuring device according to the present invention.
【図２】図１の実施例装置の回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of the apparatus of the embodiment shown in FIG.
１０ 可搬型端末 １４ ＦＦＴ装置 １５ 入力部 １６ 解析演算部 １７ 記憶部 １８ 表示部 １９ 印字部 ２０ マイクロホン ２１ 振動センサ ２２ 支持部 ３０ 重量測定器 ３１ 荷重センサ ３２ ローラ 10 Portable Terminal 14 FFT Device 15 Input Section 16 Analysis / Calculation Section 17 Storage Section 18 Display Section 19 Printing Section 20 Microphone 21 Vibration Sensor 22 Support Section 30 Weight Measuring Instrument 31 Load Sensor 32 Roller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 正彦 熊本県熊本市御幸笛田町1662番 (72)発明者 坂下 一則 熊本県熊本市上熊本１丁目９番19−206号 (72)発明者 池田 元吉 熊本県山鹿市上吉田1070番１号 (72)発明者 森 三修 熊本県熊本市琴平２丁目２番５号 森科学 機器工業株式会社内 (72)発明者 小嶋 治夫 神奈川県横浜市緑区白山１−16−１ 株式 会社小野測器テクニカルセンター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiko Higashi 1662 Miyuki Fueda-cho, Kumamoto City, Kumamoto Prefecture (72) Inventor Kazunori Sakashita 1-9-19-206, Kamiakumamoto, Kumamoto City, Kumamoto Prefecture (72) Inventor Ikeda Motoyoshi 1070-1 Kamiyoshida, Yamaga City, Kumamoto Prefecture (72) Inventor Sanju Mori 2-25 Kotohira, Kumamoto City, Kumamoto Prefecture Mori Kagaku Kikai Kogyo Co., Ltd. (72) Haruo Kojima Midori Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture 1-16-1 Shirayama Ono Sokki Technical Center Co., Ltd.
Claims (1)
り発生する縦振動を検出する振動検出手段と、 前記振動検出手段により検出した振動を、高速フーリエ
変換により周波数解析する周波数解析手段と、 前記棒状試験体の重量を測定する重量測定手段と、 前記周波数解析手段と前記重量測定手段からの出力に基
づいてヤング率を演算する演算手段とを含むヤング率測
定装置。1. A vibration detecting means for detecting a longitudinal vibration generated by striking a rod-shaped test body in the axial direction, and a frequency analyzing means for frequency-analyzing the vibration detected by the vibration detecting means by a fast Fourier transform. A Young's modulus measuring device comprising: a weight measuring unit that measures the weight of the rod-shaped test body; and a calculating unit that calculates a Young's modulus based on the output from the frequency analyzing unit and the weight measuring unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172623A JPH075088A (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Device for measuring modulus of elasticity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172623A JPH075088A (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Device for measuring modulus of elasticity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075088A true JPH075088A (en) | 1995-01-10 |
Family
ID=15945312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5172623A Pending JPH075088A (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Device for measuring modulus of elasticity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075088A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232698A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Univ Nagoya | Young's modulus estimation method, young's modulus estimation program and young's modulus estimation device |
| JP2009276063A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Hiroshima Univ | Characteristics measuring instrument of tree using vibration and characteristics measuring method |
| JP2011121364A (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-23 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method of manufacturing three dimensional object |
| CN106124344A (en) * | 2016-08-02 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | A kind of method of testing of fragility construction material Dynamic Elastic Module |
| DE112016004212T5 (en) | 2015-09-16 | 2018-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing apparatus, control method for this and program |
| CN111239253A (en) * | 2020-02-03 | 2020-06-05 | 浙江大学 | Detection method and application of aggregate elastic modulus |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP5172623A patent/JPH075088A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232698A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Univ Nagoya | Young's modulus estimation method, young's modulus estimation program and young's modulus estimation device |
| JP4696243B2 (en) * | 2006-03-03 | 2011-06-08 | 国立大学法人名古屋大学 | Young's modulus estimation method, Young's modulus estimation program, and Young's modulus estimation apparatus |
| JP2009276063A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Hiroshima Univ | Characteristics measuring instrument of tree using vibration and characteristics measuring method |
| JP2011121364A (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-23 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method of manufacturing three dimensional object |
| DE112016004212T5 (en) | 2015-09-16 | 2018-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing apparatus, control method for this and program |
| CN106124344A (en) * | 2016-08-02 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | A kind of method of testing of fragility construction material Dynamic Elastic Module |
| CN111239253A (en) * | 2020-02-03 | 2020-06-05 | 浙江大学 | Detection method and application of aggregate elastic modulus |
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