部发挥作用的触屏式的液晶显示部59。
[0037]图3是示出由转台20支承的物镜等的配置的说明图。
[0038]转台20上配设有被按压至被载置在载置台12上的试验片100的压头19、21，2倍的物镜22，5倍的物镜23，40倍的物镜24以及50倍的物镜25。这些压头19、21以及物镜22、23、24、25被配置在以转台20的旋转中心C为中心的圆上。另外，物镜22、23、24、25的倍率以及配设个数并不限制于此。
[0039]再次参照图1，该材料试验机与计算机50相连接，所述计算机50由用于显示试验片100的表面的像的液晶监测器等显示部55 ;作为用于输入各种数据的输入单元而发挥作用的键盘57及鼠标58 ；以及主机56构成。该计算机50在主体56内具有ROM、RAM等存储装置以及执行逻辑运算的中央处理器(CPU )。
[0040]图4是用于对压头19和压头21赋予试验力的负载机构和用于观察在试验片100上所形成的压痕的光学系统的概要图。另外，图4示出在图3中用点划线表示的位置的截面。
[0041]该硬度试验机具有:对压头19、21赋予试验力的负载机构；和用于对在XY载置台12上载置的试验片100进行照明且观察压痕的光学系统，所述试验力用于相对于试验片100按压压头19、21的顶端。
[0042]转台20的轴筒27通过轴承29与旋转轴28连接，通过操作旋钮26或者通过后面叙述的电动机30的驱动，以朝向铅垂方向的旋转轴28为中心进行旋转。在图4中示出的是利用转台20的旋转通过负载传递轴36对压头21赋予试验力的情况，即，压头21被配置在与试验片100相对的位置的情况。对压头19赋予试验力的情况下，压头19被配置在图4中示出的压头21的位置。
[0043]负载机构具有能够以朝向水平方向的轴31为中心摇动的杆32。在杆32的一端配置有中空的按压部35。该按压部35的构成为伴随杆32的摇动，对被附设在与压头21连接的负载传递轴36的端部的抵接部37进行按压。又，在杆32的另一端附设有永磁铁33。在该永磁铁33的外部配置有电磁线圈34。通过该永磁铁33和电磁线圈34，构成音圈电动机。该音圈电动机成为电磁式的负载机构，其能够通过控制在电磁线圈34通过的电流，对利用被配置在负载传递轴36的顶端的压头21向试验片100施加的试验力进行控制。
[0044]另外，在该实施形态中，其结构为，能够使此刻的试验力以例如2kgf、lkgf、
0.5kgf、0.3kgf、0.2kgf、0.lkgf、0.05kgf、0.025kgf、0.0lkgf 阶段性地变化。
[0045]负载传递轴36由将上下的板簧61通过支承构件62固定在转台20的轴筒27上的罗伯威尔结构所支承，且能够根据由负载机构赋予的试验力来升降。在负载传递轴36上连接有检测该负载传递轴36的移动量的差动变压器式的位移检测器60。该位移检测器60通过支承构件63与转台20的轴筒27连接，通过转台20的旋转与负载传递轴36同步地移动。另外，该位移检测器60用于试验片100的表面的检测。即，始终对以极其微小的力使压头21下降时的移动量进行检测，在压头21的移动停止时判断压头21与试验片100的表面抵接。
[0046]光学系统具有:LED光源41 ;将来自LED光源41的光导向水平方向的光筒42 ;为了从上方对试验片100照明而将由光筒42所引导的光引导至按压部35的中空部、且使来自试验片100的表面及其周围区域的反射光透过至摄像机17侧的半透半反镜43 ;以及将透过了半透半反镜43的、来自试验片100的表面的反射光分开至目镜16以及摄像机17的半透半反镜44。物镜22被配置在图4中的负载传递轴36的位置、即试验片100上形成的压痕的观察位置的情况下，来自试验片100的表面的反射光通过物镜22、按压部35的中空部、半透半反镜43、44入射到目镜16以及摄像机17。由此，能够通过目镜16观察试验片100的放大像，且能够将通过摄像机17所拍摄的放大像显示在计算机50的显示部55上。其他的物镜23、24、25被配置在压痕的观察位置的情况也和物镜22的情况同样。
[0047]图5是示意性地示出通过压头21在试验片100上形成压痕的样子的说明图，图6是示出在试验片100上所形成的压痕的俯视图。压头19、21中的压头21是用于进行作为硬度试验的维氏硬度试验的压头，其顶端是四棱锥形状。如图5所示，该压头21通过图4中示出的负载机构的作用在试验片100的表面被压入深度h。接着，解除该试验力，使图1中示出的转台20旋转以使所希望的倍率的物镜移动至与试验片100相对的位置。从通过物镜以及摄像机17得到的、在试验片100的表面所形成的压痕的图像，对压痕的对角线长度d [d=(办+ (^)/2]进行测量(参照图6)。维氏硬度与试验力除以压痕的表面积所得到的值成比例，所述压痕假设是底面为正方形、且其顶点的角度和压头21相同的棱锥。于是，根据从压痕的对角线长度d (mm:毫米)求出的压痕的表面积和试验力，算出维氏硬度。
[0048]在此，将试验力设为F (N:牛顿)的情况下，维氏硬度HV用下述的算式(I)表示。
[0049]HV=0.1891 (F / d2)......(I)
[0050]另外，作为压头19、21中的另一个压头19，例如使用在努普硬度试验中采用的菱形的金字塔型的压头。
[0051]图7是示出本发明涉及的硬度试验机的主要控制系统的框图。
[0052]该硬度试验机在试验机主体内具有控制试验机动作的试验机控制部80。该控制部80与上述摄像机17、液晶显示部59、LED光源41、位移检测器60、电磁线圈34、计算机50的主体56、用于使转台20旋转的电动机30以及用于使载置台12在X、Y、Z方向移动的电动机13、14、15连接。进一步，该控制部80也与存储用于使硬度试验机动作的各种信息的存储部81连接。
[0053]计算机50在主体56内具有控制部70和存储部76。且控制部70作为功能性结构具有:用于在试验片100的表面上设定试验位置的试验位置设定部71 ;检测出通过各物镜22、23、24、25取得的图像中的试验片100的形状外缘(边缘)的边缘检测部72 ;修正量算出部74，其利用通过高倍率的物镜24或高倍率的物镜25取得的窄范围的图像而计算用于修正试验位置的修正量；试验位置修正部75，其将修正量算出部74算出的修正量应用于全部的试验位置，并进行试验位置的修正。进一步，控制部70具有位置调整部73，所述位置调整部73进行XY载置台12的位置调整，以使在转换与试验片100相对的物镜时，通过试验位置设定部71设定的试验位置中的一个位置成为通过低倍率的物镜22、23取得的宽范围图像的中心。
[0054]存储部76存储包括通过试验位置设定部71设定试验位置时利用的试验位置与试验片100的边缘E之间的距离的参数，以及设定的各试验位置的坐标等的各种信息。
[0055]接下来，对使用具有如上结构的硬度试验机进行硬度试验的情况下的试验位置的设定动作进行说明。图8是对设定试验位置的步骤进行说明的流程图。图9是对修正试验位置的修正量的算出步骤进行说明的流程图。图10是示出宽范围图像上的试验位置的设定例的示意图。图11是对试验位置的修正进行说明的示意图。另外，图10中，以作为维氏压头的压痕形状的白色四边形表示各试验位置。又，图11中，以十字表示试验位置，图11中的矩形框表示显示部55的画面上的试验片100的图像显示框。图11的(a)是表示通过低倍率的物镜23取得的宽范围图像，图11的(b)是表示通过高倍率的物镜24取得的小范围图像。
[0056]在微小尺寸的试验片100上进行试验时，以对试验片100的硬度不产生影响的方法，将试验片100树脂铸模，通过适合材料特性的研磨法研磨表面并将其作为被检查面。如图10所示，在作为齿轮的一部分的钢制的试验片100上进行试验时，为使树脂铸模了的试验片100不在试验过程中偏离，利用夹具将其载置在XY载置台12