JPH05203485A

JPH05203485A - 共振周波数自動検出方法及びその装置

Info

Publication number: JPH05203485A
Application number: JP4037296A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakano; 幸一中野; Tadayoshi Hayazaki; 忠義早崎; Takamitsu Kashiwamura; 隆光柏村; Hideo Yoshitome; 英雄吉留; Akihiko Hasegawa; 昭彦長谷川; Yuji Tanaka; 優治田中; Toshio Iwata; 俊夫岩田
Original assignee: KAGATSUU KK; Kanebo Ltd
Current assignee: KAGATSUU KK; Kanebo Ltd
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、小型で操作性の良い共振
周波数自動検出装置を提供すると共に効率的かつ正確な
共振周波数を検出する方法を提供することにある。【構成】ＣＰＵ１により設定された周波数範囲で合成
式発振器４１が加振周波数信号ＶＳを先ず粗く自動生成
してスピーカ３２を介して材料３０を加振し、その材料
３０の変位を検出するセンサ３１からの応答信号ＳＲの
最大値を検出することによりＣＰＵ１はそれに対応する
周波数を粗検査共振周波数ｆ_ｒとし、次に、その粗検査
共振周波数ｆ_ｒの前後の所定周波数範囲で電圧制御発振
器４３が加振周波数信号ＶＳを細かく自動生成して再検
査共振周波数を求めることによりそれを材料３０の共振
周波数ｆ_ｃとし、その共振周波数ｆ_ｃにおいて、位相チ
ェック信号発生部２０が応答信号ＳＲと加振周波数信号
ＶＳの正相，逆相信号とを加算してレベルの比較を行な
うことにより応答信号ＳＲの位相の検出を併せて行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、共振周波数自動検出
方法及びその装置に関し、例えば材料の弾性率，剛性率
等の機械的定数を動的に求める際の材料の共振周波数自
動検出方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、周波数分析器搭載による共振周波
数検出装置があるが、かかる従来の共振周波数検出装置
は、幾つかの汎用測定装置（発信器、周波数分析器、増
幅器や電気現象観察装置（オシロスコープ）等）からな
り、操作も非常に煩雑で、計測時間も長時間を要してい
た。また、装置自体も非常に大きく、可搬性が悪い欠点
があった。

【０００３】また、従来、周波数走査による共振周波数
検出装置があり、これは材料に対して周波数を走査する
ことによって共振周波数を検出する方式である。しか
し、この装置では、走査の方法が手動あるいは低速で非
能率的である。

【０００４】更に、位相検出を行なう共振周波数検出装
置もあるが、これは材料の振動モードによって材料の変
位の位相（加振信号に対するセンサ応答信号の位相の正
相，逆相）も検出する必要がある。したがって、従来の
方法では、汎用の位相検出装置が必要になり、処理自体
も複雑で処理時間も多くを要していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
共振周波数検出装置の欠点に鑑み、幾つかの汎用測定装
置から成る従来の共振周波数検出装置を専用化すること
により、装置のコンパクト化、操作性の向上と処理の高
速化を図る必要がある。また、材料の種類によって加振
を自動的かつ最適に行なうことにより、高速に共振周波
数を検出することが要請されている。更には共振時の位
相検出を簡単にかつ高速に行なうことが必要である。

【０００６】この発明は上述のような事情から成された
ものであり、この発明の目的は、小型で操作性の良い共
振周波数自動検出装置を提供すると共に、効率的にかつ
正確に共振周波数を検出するための方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、例えば材料
の弾性率，剛性率等の機械的定数を動的に求める際の材
料の共振周波数自動検出方法及びその装置に関するもの
であり、この発明の上記目的は、設定された周波数範囲
で加振周波数信号を先ず粗く自動生成してスピーカを介
して材料を加振し、その材料の変位を検出するセンサか
らの応答信号の最大値を検出することによりそれに対応
する周波数を粗検査共振周波数とし、次に、その粗検査
共振周波数の前後の所定周波数範囲で加振周波数信号を
細かく自動生成して再検査共振周波数を求めることによ
りそれを前記材料の共振周波数とし、その共振周波数に
おいて、前記応答信号と前記加振周波数信号の正相，逆
相信号とを加算してレベルの比較を行なうことにより前
記応答信号の位相の検出を併せて行なうことによって達
成される。

【０００８】また、加振周波数信号を粗い周波数間隔で
自動生成する第１発振手段と、前記加振周波数信号を細
かい周波数間隔で自動生成する第２発振手段と、前記加
振周波数信号を音波に変換して材料に印加する印加手段
と、前記材料に対向して設けられたセンサからの応答信
号をＡ／Ｄ変換してピークを検出するピーク検出手段
と、前記第１発振手段に対して周波数範囲を指定し、そ
の範囲で走査された際に得られた前記各ピーク値のうち
の最大値を得て、その最大値に対応する周波数の前後の
所定周波数範囲を前記第２発振手段に指定し、その範囲
で走査された際に得られた前記各ピーク値のうちの最大
値に対応する周波数を前記材料の共振周波数として得る
ように制御を行なうＣＰＵとを備えることによって達成
される。

【０００９】

【作用】この発明にあっては、共振時における材料の最
大変位を検出するためのピーク検出回路と、加振周波数
信号に対するセンサ応答信号の位相（正相，逆相）を検
出するための位相検出回路と、自動的に加振周波数信号
を生成するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）及びプログラ
マブル発振器とを備えた装置を構成することで、共振周
波数検出装置の専用化が図られている。また、材料の加
振を自動的かつ最適に行なうために、加振周波数信号を
自動的に生成するマイクロプロセッサと、その加振周波
数信号を発振するプログラマブル発振器とを備えた装置
で実現し、材料に対する共振を十分に行なわせるための
加振回数の設定や、正確な共振周波数を求めるための測
定平均回数の設定が可能である。

【００１０】更に、先ず粗い周波数間隔で測定を行な
い、得られた共振周波数の近傍において細かい周波数間
隔で測定を行なうことにより、効率的に正確な共振周波
数が検出される。センサからの応答信号を増幅する際
に、センサからの応答信号のレベルに応じてＣＰＵが増
幅利得を切り換えることが可能な増幅手段を備えること
により、低分解能なＡ／Ｄ変換器を採用してもその性能
に左右されず、十分なダイナミックレンジを確保でき
る。

【００１１】予め装置の筐体の振動による影響を測定し
て補正データとして確保しておき、センサからの応答信
号に補正データを加味して共振周波数を求めることによ
り、筐体の振動による影響に考慮した正確な共振周波数
が検出される。共振時の位相検出を簡単にかつ高速に行
なうために、センサ応答信号と加振周波数信号の正相，
逆相信号とを加算し、そのレベルの比較を行なうことに
よって応答信号の位相（正相，逆相）の検出を行なって
いる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例につ
いて詳細に説明する。図１は、この発明の共振周波数自
動検出装置の一実施例のブロック図である。マイクロプ
ロセッサ（以下、ＣＰＵとする）１は全体の制御を行な
うようになっており、ＣＰＵ１には他より手動又は自動
的に加振周波数信号ＶＳの範囲を設定するための走査開
始（最小）周波数ｆ_ｍｉｎ（例えば２ＫＨｚ）及び走査
終了（最大）周波数ｆ_ｍａｘ（例えば１０ＫＨｚ）が入
力されるようになっている。また、ＣＰＵ１には加振周
波数信号ＶＳの波数（Ｎ_Ａ）及びセンサ応答信号ＳＲの
計測回数（Ｎ_Ｂ）も設定入力される。ＣＰＵ１は、１Ｈ
ｚ単位用の合成式発振器４１に起動指令を与えることが
できるようになっていると共に、デジタル／アナログ
（Ｄ／Ａ）変換器４２を介して０．１Ｈｚ単位用の電圧
制御発振器（ＶＣＯ）４３に起動指令を与えることがで
きるようになっている。両者の切換えはゲート回路（図
示せず）により行なう。合成式発振器４１はＣＰＵ１か
らの指令により加振周波数信号ＶＳを出力し、それは加
振増幅器５を経てスピーカ３２に送られる。一方、電圧
制御発振器４３はＣＰＵ１からの指令により周波数信号
を出力し、それは低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４５を介
して加振周波数信号ＶＳとして加振増幅器５に入力され
る。電圧制御発振器４３から出力された周波数信号は周
波数カウンタ４４により計数され、ＣＰＵ１に帰還され
る。また、加振周波数信号ＶＳは位相チェック信号発生
部２０にも入力されている。

【００１３】加振増幅器５を介してスピーカ３２に送ら
れた加振周波数信号ＶＳは、そこで音波に変換されて材
料３０に印加される。材料３０にはセンサ３１が非接触
に装着されており、センサ３１からのセンサ応答信号Ｓ
Ｒはインピーダンス変換器６及び自動切換増幅器５０を
経て加算回路７に入力される。また、加算回路７には、
位相チェック信号発生部２０で生成された正転信号ＮＳ
及び反転信号ＲＳが入力される。加算回路７の出力ＡＳ
は帯域フイルタ（ＢＰＦ）８に入力され、所定の帯域を
通過した信号のみがサンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路
９に入力され、所定の間隔でサンプリングされた信号が
アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１でデジタル信
号に変換されて、ＣＰＵ１に入力されると共にメモリ１
２に格納される。また、Ａ／Ｄ変換器１１に入力される
信号のピークはピーク検出回路１０で検出され、サンプ
ル／ホールド回路９にフィードバックされている。

【００１４】ここで、自動切換増幅器５０は３つの増幅
器５１，５２，５３とそのそれぞれに対応して接続され
た選択スイッチ５４，５５，５６とで構成されており、
ＣＰＵ１からの切換コントロール信号ＳＣにより選択ス
イッチ５４，５５，５６のうちのいずれかがオンとなる
ようになっている。増幅器５１，５２，５３の増幅利得
はそれぞれ５０倍，５倍，１／２倍である。

【００１５】また、位相チェック信号発生部２０は加振
周波数信号ＶＳを正転（そのまま通過）させる正転回路
２１と、その出力をオン／オフするスイッチ手段２２
と、加振周波数信号ＶＳを反転させる反転回路２３と、
その出力をオン／オフするスイッチ手段２４とで構成さ
れており、スイッチ手段２２及び２４はＣＰＵ１によっ
てオン／オフ制御されるようになっている。

【００１６】そこで、先ずこの発明の共振周波数自動検
出方法にあっては、実際の測定に先だって測定台の共振
による影響を除去するための補正データを獲得すること
を可能としている。すなわち、測定台の共振の情報を測
定可能な全周波数帯域（スピーカ３２の周波数特性範
囲）についてサンプリングする。図５は、その補正測定
（キャリブレーション）の手順を示すフローチャートで
ある。

【００１７】先ず、走査範囲の確認を行なう（ステップ
Ｓ２１）。すなわち、装置全体についてはその走査可能
範囲（例えば５０〜３２０００Ｈｚ）について測定が可
能であるが、スピーカ３２の周波数特性を越えて走査す
ると、スピーカ３２の破壊を招くので、走査可能範囲は
スピーカ３２の周波数特性の範囲内になければならな
い。したがって、その測定可能範囲はスピーカ３２の周
波数特性の範囲内にあるか否かを判断し（ステップＳ２
２）、なければ“キャリブレーション不可能”と表示し
て処理を終了する（ステップＳ３１）。一方、測定範囲
をスピーカ３２の周波数特性の範囲内とすることが可能
な場合は、次に測定パラメータを設定する（ステップＳ
２３）。ここで、この補正測定時には例えば次の如く固
定的とする。

【００１８】・測定範囲；標準（８００〜２４０００Ｈｚ）高周波型（５０００〜３２０００Ｈｚ）低周波型（５０〜１００００Ｈｚ）のいずれかひとつ・自動切換増幅器５０の増幅利得設定；Ｌ（５０倍），
Ｍ（５倍），Ｓ（１／２倍），ＡＵＴＯのうちのＬ・加振増幅器５の増幅利得設定；０〜−６０ｄＢのうち
の０ｄＢで最大・加振周波数信号ＶＳの波数（Ｎ_Ａ）；５０回・センサ応答信号ＳＲの計測回数（Ｎ_Ｂ）；２０回設定された測定範囲について１Ｈｚごとに測定を行なう
（ステップＳ２４）。測定は成功したか否かを判断する
（ステップＳ２５）。測定中に入力オーバがあった場合
はその測定は失敗とする。そこで、失敗の場合にはステ
ップＳ３１に移行して表示して終了する。一方、成功で
あった場合は、測定データをメモリ１２内の補正データ
エリアに転送する（ステップＳ２６）。尚、補正データ
エリアは３２Ｋバイトあり、０〜３２０００Ｈｚについ
て１Ｈｚごとに１バイト割り当てる。

【００１９】補正データエリアに格納したデータを、設
定されている測定周波数範囲にしたがってメモリ１２内
の測定データエリアに転送する（ステップＳ２７）。測
定データエリアとは、本来の測定データが格納されるべ
きエリアである。次に、測定データエリアに格納されて
いる補正データを加振増幅器５についての増幅利得の設
定値にしたがって補正する（ステップＳ２８）。この補
正は数１による。

【００２０】

【数１】補正データ＝補正データ／１０ｅｘｐ（−Ｘ１／２０）ここで、Ｘ１：加振増幅器５についての増幅利得の設定
値測定データエリアに格納されている補正データを自動切
換増幅器５０についての増幅利得の設定値にしたがって
補正する（ステップＳ２９）。この補正は数２による。

【００２１】

【数２】補正データ＝補正データ／１０ｅｘｐ（−Ｘ２／２０）ここで、Ｘ２：自動切換増幅器５０についての増幅利得
の設定値最後に、補正測定を正常終了したことを示すフラグをセ
ットする（ステップＳ３０）。尚、ここで操作されるフ
ラグは補正用のデータがメモリ上にあることを示す意味
でも使用される。また、補正データとフラグデータは電
源を切ると消去される。

【００２２】図２は、この発明の共振周波数自動検出方
法の検出処理手順を示すフローチャートである。図３
は、一周波数についての計測手順の詳細を示すフローチ
ャートである。図４は、自動切換増幅器５０による増幅
利得自動切換えに対する測定データの補正の手順を示す
フローチャートである。

【００２３】スタートスイッチを押すことにより検出処
理のプログラムが起動される。先ず、測定パラメータを
各ハードウェアに設定する（ステップＳ１）。前述の測
定範囲（走査開始周波数ｆ_ｍｉｎ及び走査終了周波数ｆ
_ｍａｘ），自動切換増幅器５０の増幅利得設定，加振増
幅器５の増幅利得設定，加振周波数信号ＶＳの波数（Ｎ
_Ａ），センサ応答信号ＳＲの計測回数（Ｎ_Ｂ）である。
次に、筐体の共振に対するデータ補正を行なうか否かを
判断する（ステップＳ２）。そのデータ補正を行なわな
い場合には測定データエリアの内容をクリアし（ステッ
プＳ３）、データ補正を行なう場合には、クリアせずに
直接ステップＳ４に移行する。前述の補正測定を実行し
た場合には測定データエリアに補正のためのデータが格
納されているので、クリアすればデータ補正は行なわれ
ないことになる。

【００２４】最初の粗検出の場合、ＣＰＵ１は合成式発
振器４１を選択起動して入力された走査開始の周波数ｆ
_ｍｉｎから１Ｈｚごとに検出処理を行なう。その一周波
数についての測定処理（ステップＳ４）においては、合
成式発振器４１は加振周波数信号ＶＳを出力し、その加
振周波数信号ＶＳは加振増幅器５に入力されて増幅され
る。この加振増幅器５の増幅利得はＣＰＵ１によって制
御される。増幅された信号はスピーカ３２を駆動し、発
生した音波で材料３０が加振される（ステップＳ４
１）。

【００２５】材料３０の微小な変位を捉える非接触変位
センサ３１からの応答信号ＳＲはインピーダンス変換器
６に入力され、高入力インピーダンスで受けて低インピ
ーダンスで出力される。インピーダンス変換器６から出
力されるセンサ応答信号は自動切換増幅器５０に入力さ
れ、この自動切換増幅器５０においては、例えば最初の
設定で“ＡＵＴＯ”が設定されている場合、ＣＰＵ１か
らの切換コントロール信号ＳＣによりオンにされた選択
スイッチに対応する増幅器により増幅が行なわれる。こ
こで、“ＡＵＴＯ”の場合、ＣＰＵ１は非接触変位セン
サ３１により検出された信号のレベルに応じて選択スイ
ッチを切り換えるように切換コントロール信号ＳＣを制
御する。これは、Ａ／Ｄ変換器１１の分解能が非接触変
位センサ３１のそれよりも劣っている場合に、非接触変
位センサ３１の信号レベルを３つの領域に分けてそれぞ
れについてＡ／Ｄ変換器１１のダイナミックレンジをカ
バーするように増幅利得を切り換えることにより、低分
解能なＡ／Ｄ変換器を採用してもその性能に左右され
ず、十分なダイナミックレンジを確保するためである。
この実施例の場合、非接触変位センサ３１の出力信号範
囲５ｍＶ〜５Ｖを３つの範囲５ｍＶ〜５０ｍＶ、５０ｍ
Ｖ〜５００ｍＶ、５００ｍＶ〜５Ｖに分割してそれぞれ
に５０倍、５倍、１／２倍の増幅利得を割り当ててい
る。

【００２６】増幅された信号は加算回路７に入力され
る。この加算回路７は、非接触変位センサ３１からの応
答信号ＳＲと加振周波数信号ＶＳとの位相が正相かある
いは逆相であるかを判別するために、センサ応答信号Ｓ
Ｒと基準信号としての正転信号ＮＳ，反転信号ＲＳを加
算する処理と、単に入力信号の増幅処理を行なう２つの
モードがあり、周波数走査時は後者の処理を行なう。こ
のモードの選択はＣＰＵ１の制御によって行なわれる。
次に、低周波やノイズ及び高周波ノイズをカットするた
めに帯域フイルタ８に入力され、Ａ／Ｄ変換を行なうた
めの前処理回路であるＳ／Ｈ回路９に入力される。更
に、非接触変位センサ３１からのアナログ信号をデジタ
ル値に変換するためにＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換処
理を行なう（ステップＳ４２）。

【００２７】ここで、Ａ／Ｄ変換のタイミング信号を生
成するために、ピーク検出回路１０でセンサ応答信号Ｓ
Ｒのピーク値を捉える信号を生成する。この検出信号を
用いて、センサ応答信号ＳＲのデジタル変換をＡ／Ｄ変
換器１１で行なうが、計測回数が予め設定されている計
測回数Ｎ_Ｂと等しくなるまで上記動作を繰り返す（ステ
ップＳ４３）。Ａ／Ｄ変換器１１の出力はそのときの自
動切換増幅器５０の増幅利得と共に測定データエリアに
全て記憶され、更にその平均値がＣＰＵ１により算出さ
れて記憶される（ステップＳ４４）。尚、補正を行なう
ためサンプルしたデータから測定データエリア上のデー
タを引き算してから格納する。

【００２８】一周波数での測定が終了したら、その周波
数が走査終了周波数ｆ_ｍａｘ以上か否かを判断し（ステ
ップＳ５）、そうでない場合は走査周波数を１Ｈｚ増加
させて（ステップＳ６）測定処理を繰り返す。一方、走
査周波数がｆ_ｍａｘ以上であった場合は、自動切換増幅
器５０による増幅利得の自動切換えに対する補正処理を
行なう（ステップＳ７）。その処理においては、図４に
示すように先ずその補正処理を行なうか否かを判断し
（ステップＳ７１）、行なわない場合はそのままその処
理を抜け、行なう場合は自動切換増幅器５０の設定が
“ＡＵＴＯ”であるか否かを判断する（ステップＳ７
２）。“ＡＵＴＯ”の場合は、個々の測定データに対応
した自動切換増幅器５０の増幅利得にしたがってその個
々の測定データを補正し（ステップＳ７３）、“ＡＵＴ
Ｏ”でない場合はそのままその処理を抜ける。

【００２９】このようにして粗検査が終了したら、記憶
した値から最大値を求め、最大値を検出したときの周波
数を粗検査共振周波数ｆ_ｒとする（ステップＳ８）。

【００３０】次に、細検査を行なうため、例えば（ｆ_ｒ
−２）Ｈｚを走査開始周波数ｆ_ｍｉｎ、（ｆ_ｒ＋２）Ｈ
ｚを走査終了周波数ｆ_ｍａｘとしてＣＰＵ１に設定する
（ステップＳ９）。細検査の場合は、ＣＰＵ１はゲート
回路を切り換えて電圧制御発振器４３を選択起動し，入
力された走査開始の周波数（ｆ_ｒ−２）Ｈｚから０．１
Ｈｚごとに（ｆ_ｒ＋２）Ｈｚまで検出処理を行なう。す
なわち、粗検査の場合と同様、一周波数についての測定
処理を行ない（ステップＳ１０）、走査周波数が走査終
了周波数ｆ_ｍａｘつまり（ｆ_ｒ＋２）Ｈｚ以上か否かを
判断し（ステップＳ１１）、そうでない場合は走査周波
数を０．１Ｈｚ増加させて（ステップＳ１２）処理を繰
り返す。尚、この細検査の場合には走査範囲が狭いので
共振周波数を求める上では筐体の共振による影響はほと
んどなくその補正を考慮する必要はない。

【００３１】一方、走査周波数がｆ_ｍａｘ以上であった
場合は、粗検査の場合と同様に自動切換増幅器５０によ
る増幅利得の自動切換えに対する補正処理を行なう（ス
テップＳ１３）。このようにして細検査が終了したら、
測定データエリアに記憶した値から最大値を求め、最大
値を検出したときの周波数を材料３０の共振周波数ｆ_ｃ
として求める（ステップＳ１４）。

【００３２】ところで、材料３０の機械的定数の一つで
ある剛性率を求める場合、共振時の振幅と位相の両方を
計測する必要がある。位相の検出では、材料の加振信号
に対してセンサ応答信号の位相が正相か、あるいは逆相
であるかを高速に判断する必要がある。このための装置
が位相チェック信号発生部２０である。位相チェック信
号発生部２０は、入力されたスピーカ加振用の加振周波
数信号ＶＳから、反転回路２３と正転回路２１によって
加振周波数信号ＶＳに対して逆相と正相の信号ＲＳ，Ｎ
Ｓを生成する。これらの信号ＮＳ及びＲＳは加算回路７
に入力され、ＣＰＵ１の制御によってセンサ応答信号Ｓ
Ｒとの加算が行なわれる。加算したこれら２つの信号の
レベル比較を行ない、センサ応答信号ＳＲの位相（正
相，逆相）の検出を行なう（ステップＳ１５）。

【００３３】その詳しい処理内容を図６に示す。すなわ
ち、自動切換増幅器５０からのセンサ応答信号ＳＲは加
算回路７１及び７２に入力され、正転信号ＮＳは加算回
路７１に、反転信号ＲＳは加算回路７２にそれぞれ入力
され、加算回路７１の加算信号Ａと加算回路７２の加算
信号Ｂとが比較回路７３で比較される。そして、Ａ＞Ｂ
であれば正相と判定し、Ａ＜Ｂであれば逆相と判定す
る。

【００３４】一方、正確な共振周波数ｆ_ｃを求める方法
として、材料３０を十分に加振することと、センサ応答
信号ＳＲの瞬時値を求めるのではなく幾つかの平均値か
ら正確な値を求めることとが必要である。図７の部分
（Ａ）が加振波形であり、その波数をＮ_Ａとする。ま
た、図７の部分（Ｂ）がセンサ応答信号ＳＲの計測を示
し、その計測回数をＮ_Ｂとする。この発明の共振周波数
検出装置では、波数Ｎ_Ａと計測回数Ｎ_Ｂを前もってＣＰ
Ｕ１に入力することにより（ステップＳ１）、正確な共
振周波数ｆ_ｃを求めることが可能になった。

【００３５】尚、上述した実施例においては、自動切換
増幅器５０における増幅利得の切換えを３段としたがこ
れに限られることはなく何段であってもよい。また、粗
検査，細検査の測定周波数間隔をそれぞれ１Ｈｚ，０．
１Ｈｚとしたがこれに限られることはない。更に、細検
査の周波数幅を（ｆ_ｒ−２）Ｈｚ〜（ｆ_ｒ＋２）Ｈｚと
したがこれも一例である。

【００３６】

【発明の効果】以上のようにこの発明の共振周波数自動
検出方法及びその装置によれば、小型で操作性が良いと
共に、効率的にかつ正確に共振周波数を検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の共振周波数自動検出装置の一実施例
のブロック図である。

【図２】この発明の共振周波数自動検出方法の検出処理
手順を示すフローチャートである。

【図３】一周波数についての計測手順の詳細を示すフロ
ーチャートである。

【図４】自動切換増幅器５０による増幅利得自動切換え
に対する測定データの補正の手順を示すフローチャート
である。

【図５】補正測定の手順を示すフローチャートである。

【図６】位相検出の原理を説明するための図である。

【図７】材料の加振とセンサ応答信号の計測を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ５加振増幅器６インピーダンス変換器７加算回路８帯域フィルタ９サンプル／ホールド回路１０ピーク検出回路１１アナログ／デジタル変換器１２メモリ２０位相チェック信号発生部３０材料３１センサ３２スピーカ４１合成式発振器４２デジタル／アナログ変換器４３電圧制御発振器４４周波数カウンタ４５低域通過フィルタ５０自動切換増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早崎忠義大阪市都島区友渕町一丁目５番90号鐘紡株式会社開発研究所内 (72)発明者柏村隆光大阪市都島区友渕町一丁目５番90号鐘紡株式会社開発研究所内 (72)発明者吉留英雄大阪市都島区友渕町一丁目５番90号鐘紡株式会社開発研究所内 (72)発明者長谷川昭彦石川県河北郡津幡町太田に140 かがつう株式会社金沢工場内 (72)発明者田中優治石川県河北郡津幡町太田に140 かがつう株式会社金沢工場内 (72)発明者岩田俊夫石川県河北郡津幡町太田に140 かがつう株式会社金沢工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】設定された周波数範囲で加振周波数信号
を先ず粗く自動生成してスピーカを介して材料を加振
し、その材料の変位を検出するセンサからの応答信号の
最大値を検出することによりそれに対応する周波数を粗
検査共振周波数とし、次に、その粗検査共振周波数の前
後の所定周波数範囲で加振周波数信号を細かく自動生成
して再検査共振周波数を求めることによりそれを前記材
料の共振周波数とし、その共振周波数において、前記応
答信号と前記加振周波数信号の正相，逆相信号とを加算
してレベルの比較を行なうことにより前記応答信号の位
相の検出を併せて行なうようにしたことを特徴とする共
振周波数自動検出方法。
【請求項２】予め装置の筐体の振動による影響を測定
して補正データとして確保しておき、前記応答信号に前
記補正データを加味して前記粗検査共振周波数を求める
ようにした請求項１に記載の共振周波数自動検出方法。
【請求項３】加振周波数信号を粗い周波数間隔で自動
生成する第１発振手段と、前記加振周波数信号を細かい
周波数間隔で自動生成する第２発振手段と、前記加振周
波数信号を音波に変換して材料に印加する印加手段と、
前記材料に対向して設けられたセンサからの応答信号を
Ａ／Ｄ変換してピークを検出するピーク検出手段と、前
記第１発振手段に対して周波数範囲を指定し、その範囲
で走査された際に得られた前記各ピーク値のうちの最大
値を得て、その最大値に対応する周波数の前後の所定周
波数範囲を前記第２発振手段に指定し、その範囲で走査
された際に得られた前記各ピーク値のうちの最大値に対
応する周波数を前記材料の共振周波数として得るように
制御を行なうＣＰＵとを備えるようにしたことを特徴と
する共振周波数自動検出装置。
【請求項４】前記センサからの応答信号を増幅する増
幅手段を備え、その増幅手段は互いに増幅利得が異なり
切換えが可能な複数の増幅部を有し、前記ＣＰＵが前記
センサからの応答信号のレベルに応じて前記増幅部の１
つを選択して切り換えるようにした請求項３に記載の共
振周波数自動検出装置。
【請求項５】前記ピーク検出手段の前段に、前記加振
周波数信号の正相，逆相信号を加算してレベルの比較を
行なうことによって前記応答信号の位相を判別する位相
判別手段を設けた請求項３に記載の共振周波数自動検出
装置。