JPH075088A - ヤング率測定装置 - Google Patents
ヤング率測定装置Info
- Publication number
- 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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- vibration
- modulus
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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。 【構成】 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振動センサ２１と、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
周波数解析するＦＦＴ装置１４と、棒状試験体の重量を
測定する荷重センサ３１と、ＦＦＴ装置１４からの固有
振動数及び荷重センサ３１からの重量に基づく密度に基
づいてヤング率を演算する演算部１６とから構成され
る。
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。 【構成】 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振動センサ２１と、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
周波数解析するＦＦＴ装置１４と、棒状試験体の重量を
測定する荷重センサ３１と、ＦＦＴ装置１４からの固有
振動数及び荷重センサ３１からの重量に基づく密度に基
づいてヤング率を演算する演算部１６とから構成され
る。
Description
【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。
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。
【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 ）
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 ）
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
外観図である。
【図２】図１の実施例装置の回路ブロック図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (1)
- 【請求項１】 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ヤング率測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172623A JPH075088A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | ヤング率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5172623A JPH075088A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | ヤング率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075088A true JPH075088A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15945312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5172623A Pending JPH075088A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | ヤング率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075088A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232698A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Univ Nagoya | ヤング率推定方法、ヤング率推定プログラム及びヤング率推定装置 |
| JP2009276063A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Hiroshima Univ | 振動を用いた樹木の特性測定装置並びに特性測定方法 |
| JP2011121364A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-23 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | 三次元物体の製造方法 |
| CN106124344A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | 一种脆性建筑材料动弹模的测试方法 |
| DE112016004212T5 (de) | 2015-09-16 | 2018-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Informationsverarbeitungsvorrichtung, Steuerungsverfahren für diese und Programm |
| CN111239253A (zh) * | 2020-02-03 | 2020-06-05 | 浙江大学 | 一种骨料弹性模量的检测方法及应用 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP5172623A patent/JPH075088A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232698A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Univ Nagoya | ヤング率推定方法、ヤング率推定プログラム及びヤング率推定装置 |
| JP4696243B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2011-06-08 | 国立大学法人名古屋大学 | ヤング率推定方法、ヤング率推定プログラム及びヤング率推定装置 |
| JP2009276063A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Hiroshima Univ | 振動を用いた樹木の特性測定装置並びに特性測定方法 |
| JP2011121364A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-23 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | 三次元物体の製造方法 |
| DE112016004212T5 (de) | 2015-09-16 | 2018-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Informationsverarbeitungsvorrichtung, Steuerungsverfahren für diese und Programm |
| CN106124344A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | 一种脆性建筑材料动弹模的测试方法 |
| CN111239253A (zh) * | 2020-02-03 | 2020-06-05 | 浙江大学 | 一种骨料弹性模量的检测方法及应用 |
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