JPS6318240A - 反発硬さ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種材料の反発硬さをより簡便にかつ精度良く
測定する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図に反発硬さ計のセンサの断面の概略図を示す。セ
ンサ筐筒（１）の内部に剛体（２）、セット用バネ（３
）、発射用バネ（４）、リリースボタン（５）、を有し
、外側にコイル（６）を有する構造となっている。また
剛体（２）の内部には磁性体（７）が内蔵されている。

今、剛体（２）を筐筒内部で上の方向（リリースボタン
ｊの方向）へ押し込んでやると、剛体（２）は発射用バ
ネ（４）を収縮させつつ上に移動し、剛体（２）の上方
先端の突出部が、セット用バネ（３）の下方先端にはま
りこみ、剛体（２）はセント用バネ（３）先４に固定さ
れる。この状態でリリースボタン（５）を押すと、リリ
ースボタン（５）はセット用バネ（３）の先端を広げる
ように動作するため剛体（２）はセット用バネ（３）の
先端を離れ発射バネ（４）の反発力により、下方に向っ
て打出される。剛体（２）は筐ｆｍ（ｏの内部に沿って
運動し、被測定物（８）Ｋ衝突してはね返る。剛体（２
）の内部には磁性体（７）が内蔵してあり、筐筒先端に
はコイル（６）があるため剛体（２）の運動速度に比例
して、コイル（６）Ｋは起電力が生じる。第グ図はこの
時のコイル（６）に生じる起電力の時間変化を示したも
ので、反発硬さＨＬは第グ図中のＶ、、Ｖ２の値を用い
て、ＨＬ＝Ｉゝ’／Ｖ＋　＋　ｘｌｏｏｏで与えられる
。第≠図中のＶ、は被測定物（８）に衝突直前の剛体（
２）の速度、Ｖ２は被測定物（８）に衝突直後の剛体（
２）の速度、にそれぞれ比例した電圧である。

通常反発硬さの測定時には■筐筒が材料に対して垂直に
当て、■筐筒は鉛直方向（材料は水平）にむけて測定す
る。しかしながら構造物の硬さを測定する場合、部位に
よっては■と■を同時に満足するのが難しい場合がある
。このような部位の硬さを測定する時■の条件を満足し
ない場合には、剛体が反発時に筐筒に当たるなどのエネ
ルギーロスが大きくなり、反発硬き’＋ｉＱ定そのもの
の意味が無くなるため、■の条件を満足するよってして
硬さを測定し、■の条件が満足されないことの影響を補
正するという方法がとられる。■の条件は重力加速度２
が剛体（２）に常に一定：で加わるように定めたもので
あるから、■の条件が満足されないでセンナ装置が鉛直
からθだけ傾くと（被測定物は水平からθ傾＜）剛体（
２）Ｋ加わる重力加速度の両１ｊ体の速度に影響する成
分は７迩θとなシ、衝突直前の剛体（２）の速度Ｖｌの
値はθの値によって変化してしまう。同様に衝突直後の
速度■２の値も角度θに依存するだめ、Ｉｌｌ、Ｖ２と
比例する電圧ＶＩ＋　Ｖ２を用いて求める反発硬さＨし
＝〔ｖＶｖ１〕×７０００の値も角度θにより変化する
。

従来の技術では測定系の傾き（センサ装置と鉛直方向の
成す角度、または材料と水平方向の成す角度）θを例え
ば分度器のように別の手段で測定し、その角度の値を使
って■予め求めておいた補正値を用いて反発硬さの値を
人間が計算することで補正するか、あるいは■３０°刻
み程度の粗い精度で反発硬さ計に入力し補正してやると
いう方法がとられていた。このため、■角度を測定する
のに他の方法を用いねばならず繁雑であること、■人間
が補正を行う場合は計算の手間がかかること、■補正す
る時には角度の刻みが粗く補正値の精度が落ちること、
などの欠点が存在した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

反発硬さ測定の際に、測定系の傾き即ちセンサ装置と鉛
直方向が成す角度、あるいは、被測定物と水平方向がな
す角度を別な手段で測定し、反発硬さ計に入力してやら
なければならず、しかも補正時の角度入力値は、０？３
０°、ｌ、ｏｏ・・ｉｇｏ°程度の段階的かつ大雑把な
値の補正しか出来ず、補正後の反発硬さの精度が悪く、
また補正のために繁雑な手段が必要である。

本願発明は、反発硬さ測定に際し、測定計の傾き即ちセ
ンサ装置と鉛直方向がなす角度、あるいは、被測定物と
水平方向の成す角度を別な方法で測定し、反発硬さ計に
入力してやるという繁雑な手段を解決し、従来と同一の
センナ装置のみの情報から、測定系の傾きを精度良く求
め、更にその角度から反発硬さの値を測定系が傾いてい
ない状態、ｒ！口ちでンサ装置が鉛直方向、被測定物と
水平方向にある時の値に自動的Ｋかつ簡便に補正し、補
正後の値を表示または出力する反発硬さ計を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

セッサ装置であるアナログ出力である電圧値を、Ａ／Ｄ
コンバータでデジタル量に変換し、予め作成しである反
発硬さ測定平頂並びに、反発硬さ算出プログラムをメモ
リ装置に記憶させておき、このプログラムに従い、演算
処理装置により、Ａ／Ｄコンバータでデジタ量に変換し
たセンサ装置剛体の被測定物への衝突直前の速度から、
測定系の鉛直方向との角度を算出するとともに、剛体の
被測定物への衝突直前と衝突直後の速度変化から、被測
定物の反発硬さを求め、鉛直方向からの角度の測定値に
自己補正し、この補正後の結果を表示器とプリンタで表
示・出力する。

〔１乍　　用　〕 本願発明では、反発硬さ測定時に、反発硬さ測定用のセ
ンサ装置■みの情報から、測定系の傾きを連続的に計算
、同時（で補正出来るので、従来のように別の手段でｆ
ｆ１ｌｔ定系の角度を測定し補正する手間が省くことが
でき、反発硬さ測定の簡易化。

高精度化が図れる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例であって装置の構成を示すもの
であり、りは反発硬さ計のセンナ装置、１０はアンプ、
／／はＡ／Ｄコンバータ、／２はマイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）等の演算処理部、／３はメモリ装置、／Ｉｌ
ｔはプリンタ、／！は液晶表示（ＬＣＤ　）である。反
発硬さ計のセンサ装置（９）からの起電力はアンプａα
で増巾され、Ａ／Ｄコンバータ０υによりデジタルに変
換される。デジタルに変換された数値はマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）（＋３において、メモリ装置０３）に
記憶されたプログラムに従い反発硬さ計算に用いられ、
その結果求められた反発硬さはプリンタ０４）および液
晶表示０９に出力される。

第一図は反発硬さ計のセ／す装置を、角度θだけ鉛直方
向から頌けて測定した時の状態を示したものであって、
／は筐筒、２は角１１体、３はセント用バ本グは発射用
バネ、２はコイル、７は磁性体、♂は被測定材料である
。測定系を角度θ即ち、センサ装置と鉛直方向の成す角
θ、または被測定物と水平方向の成す角θだけ傾けた時
筐筒内の摩擦および空気抵抗が無視できるほど小さいた
め剛体（２）を発射してから衝突するまでの時間を【、
とおけば、衝突時の剛体の速度ｖｌは ｖ、＝＝ｖ６＋（！Ｐ−ｃｏｓθ）・ｔｒ・・・・・・
（１）式と求ゆられる。第Ｖ図中のＶｌは■１に比例す
るから、ＶｌＫｖＱ　＋　（Ｓ”　Ｃｎ２Ｏ）　・ｔｒ
　　　　−＝１２ｉ式という関係が成立する。

第５図は本発明実施例において、測定系の角度をＯ〜１
ｒｏ０変化させた時のＶｌ値を示したものである。図夕
で明らかなようにＶｌ値は Ｖｌ　＝　／、ｊ　Ｏ＋０．／　／ｃｏｓθ　　　　　
＝　・（３）式で与えられる。即ち反発硬さ計測時：て
Ｖｌ値を求めてやれば、 てより、測定時のセンサ装置の角度を求めることができ
る。

第２図は同−硬さの被測定物（鉛直方向から測定した硬
さＨＬＯ）に対し、同様に角度をＯ〜／♂Ｏｄｅｇ　７
化させた時の反発硬さＨＬから１−１　ｔ、　ｏを減し
た値（ΔＨ＝　ＨＬ　−ＨＬＯ）を示したもので△ＨＬ
は、ムＨｔ、　＝　／　Ｉ　＋　／　ｒ　（θ−／♂０
　（ｄｅｇ　＞）・・・（４）式％式％ 即ち、反発硬さ測定時に’ｖ’１＋　Ｖ２を求めておけ
ば、Ｖ電値から（３）′式により角度θが求められθか
ら（，１）式により△ＨＬが求められるから、例えば全
ての反発硬さ測定値を鉛直方向から測定した値ＨＬｏＫ
補正するのであれば、 ＨＬＯ＝　Ｈｔ、−△ＨＬ　　　　　　　　−・・・（
５）式で自己補正を行うことができる。

第７図は、上記の（３）′、　（４１，（５１式を実行
するためにマイクロコンピュータ／２がメモリ／３の記
憶内容に従って行う処理のフローチャートである。

マイクロコンピュータはＡ　／　Ｄコンバータでデジタ
ルに変換した７回の測定波形中から最大値を選択し、こ
れをＶｌとする。以下、このＶｌ値を用い（３）’。

（４）、（５）式を実行し、最終的にはＨＬＯＯ値をプ
リンタ０４）、液晶表示Ｑ５１に出力する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明を用いれば、反発硬さ測定時
に反発硬さ測定用センサからの情報のみで、測定時の測
定系の傾きの角度を段階的でなく連続的に計算でき、し
かも、同時に補正を行うことができるから従来のように
測定後、角度を別の手段で調べ補正するという手間を省
くことができ、ａ＋ｊ定の簡易化、高精度化を図ること
ができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における装置の構成図、第２図は
角度θだけセンサ装置を傾けた時の状態を示す図、第３
図は反発硬さ計のセンサ装置の断面の概略図、第７図は
コイルに生じる起電力の時間変化を示す図、第！図は本
発明実施例における角度（θ）と■１値の関係を示す図
、第４図は二発明実施例における角度（のとΔＨＬ　（
ＨＬ　−ＨＬＯ）の関係を示す図、第７図は本発明実施
例におけるマイクロコンピュータの動作フローチャート
である。 ／・・・筐筒、−・・・剛体、３・・・セント用バネ、
弘・・・発射用バネ、！・・リリースボタン、６・・・
コイル、７・・・磁性体、ｇ・・・被測定物、り・・・
反発硬さ計のセンサ装置、１０・・・アンプ、／／・・
・人／Ｄコンバータ、１．２・・・マイクロコンピュー
タ（ＣＰＵ）、／　３・・・メモリ装置、／グ・・・プ
リンタ、／Ｊ・・・液晶表示。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁性体含む剛体を、一定の方向・角度で発射させる筐筒
   で被測定物に衝突せしめ、この剛体の衝突直前と衝突直
   後の速度変化を、検知して被測定物の反発硬さを測定す
   るセンサ装置において、上記センサ装置のアナログ出力
   である電圧値をデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータ
   と、測定手順のプログラム並びに、反発硬さの算出プロ
   グラムを記憶するメモリ装置と、上記プログラムに従い
   、上記剛体のデジタル量に変換された被測定物への衝突
   直前の速度から、上記筐筒の鉛直方向となす角度を算出
   するとともに、上記剛体のデジタル量に変換された被測
   定物への衝突直前と衝突直後の速度変化から、被測定物
   の反発硬さを求め、上記筐筒の鉛直方向からの角度の測
   定値に自己補正処理する演算処理部と、上記演算処理部
   で処理した補正後の値を表示・出力する表示器とプリン
   ターからなることを特徴とする角度自己補正機能付反発
   硬さ計。