JP2003315360A - Dynamic characteristic measuring device of acceleration sensor - Google Patents

Dynamic characteristic measuring device of acceleration sensor

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JP2003315360A JP2002117195A JP2002117195A JP2003315360A JP 2003315360 A JP2003315360 A JP 2003315360A JP 2002117195 A JP2002117195 A JP 2002117195A JP 2002117195 A JP2002117195 A JP 2002117195A JP 2003315360 A JP2003315360 A JP 2003315360A
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Akira Umeda
章 梅田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dynamic characteristic measuring device of an acceleration sensor capable of calibrating dynamic linearity with sufficient accuracy even in a DC type acceleration sensor. <P>SOLUTION: This device is equipped with a rod body such as a metal rod dropping in the vertical direction or in the oblique direction at an angle determined beforehand, capable of propagating an elastic wave, a means for allowing an object having comparatively low hardness such as aluminum or lead to collide with first one end of the rod body, a means for measuring the object speed by measuring the object speed by a method such as photoelectric measurement, a first acceleration detection means which is an accelerometer to be calibrated, capable of detecting the acceleration of movement of second one end of the rod body and a second acceleration detection means which is a standard accelerometer by a laser interferometer or the like, and a means for comparing the result of the first acceleration detection means with the result of the second acceleration detection means. The device is constituted so as to detect the acceleration of the movement of second one end of the rod body caused by an elastic wave generated by collision at the first one end of the rod body, by the first acceleration detection means and the second acceleration detection means respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、定常的な加速度
(直流加速度)成分をも検出する加速度センサの校正を
行うことのできる加速度センサの動的特性測定装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor dynamic characteristic measuring apparatus capable of calibrating an acceleration sensor which also detects a steady acceleration (DC acceleration) component.

【0002】[0002]

【従来の技術】加速度センサは、たとえば車両サスペン
ション、ロボット、輸送機器、輸送システム、原子力発
電関連諸機器、船舶、宇宙航空機器、マイクロ運動デバ
イス、地震、建築構造物の耐震性、土木構造物の耐震
性、建築構造物が受ける微小振動(微小地震や風による
もの)、土木構造物(微小地震や風によるもの)が受け
る微小振動等の分野で使われており、加速度の変化成分
のみ検出する加速度センサと、定常的な加速度成分も含
めて検出する直流加速度センサとがあることが知られて
いる。
2. Description of the Related Art Acceleration sensors are used, for example, in vehicle suspensions, robots, transportation equipment, transportation systems, nuclear power generation related equipment, ships, aerospace equipment, micro motion devices, earthquakes, earthquake resistance of building structures, and civil engineering structures. It is used in fields such as earthquake resistance, minute vibrations of building structures (due to minute earthquakes and winds), and minute vibrations of civil engineering structures (due to minute earthquakes and winds), and detects only acceleration change components. It is known that there are an acceleration sensor and a DC acceleration sensor that detects a stationary acceleration component as well.

【0003】また、このような加速度センサを校正する
方法としては、地球の重力を用いるものの他に、1)円
運動をする物体上で遠心力を用いて定常的な加速度を作
り出して行う方法と、2)振動する物体上で周期的に変
化する加速度を用いて行う方法がある。前者は、例え
ば、特開平07−110342号公報に記載されてお
り、後者は、例えば、特開平07−055629号公報
に記載されている。
As a method of calibrating such an acceleration sensor, in addition to the method of using the gravity of the earth, 1) a method of creating a steady acceleration by using a centrifugal force on an object that makes a circular motion 2) There is a method of using acceleration that changes periodically on a vibrating object. The former is described in, for example, JP-A-07-110342, and the latter is described in, for example, JP-A-07-0555629.

【0004】しかし、直流(DC)型加速度センサに限
らず、加速度センサ全般に言えることとして、加速度セ
ンサ自身の共振特性も含めた周波数特性は問題にされて
も、その前提となる動的線形性は検証されてこなかっ
た。ここで言う動的線形性とは、過渡状態下の加速度セ
ンサにおいて、入力信号の加算性がそのまま出力信号に
も反映されることを意味する。
However, not only the direct current (DC) type acceleration sensor but also the acceleration sensor as a whole can be said that even if the frequency characteristic including the resonance characteristic of the acceleration sensor itself is a problem, the dynamic linearity which is a premise thereof is used. Has not been verified. The dynamic linearity referred to here means that the additivity of the input signal is directly reflected in the output signal in the acceleration sensor under the transient state.

【0005】また、特にDC型加速度センサ分野では、
動的な校正を行うには運動の直進性に比較して、加速度
センサの感度が高すぎること、振動台が発生する運動の
直進性が十分で無く寄生横振動の影響を評価することが
困難であること、等の理由から動的な校正がなされてい
ない。
In the field of DC acceleration sensors,
The sensitivity of the acceleration sensor is too high compared to the straightness of motion for dynamic calibration, and the straightness of motion generated by the shaking table is insufficient, making it difficult to evaluate the effect of parasitic lateral vibration. For that reason, dynamic calibration has not been done.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、従来の校
正では、動的線形性について直流(DC)型加速度セン
サの校正は行われていない。
As described above, in the conventional calibration, the direct current (DC) type acceleration sensor is not calibrated for the dynamic linearity.

【0007】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
DC型加速度センサにおいても十分な精度で動的線形性
を校正することができる加速度センサの動的特性測定装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above,
An object of the present invention is to provide an acceleration sensor dynamic characteristic measuring device capable of calibrating dynamic linearity with sufficient accuracy even in a DC type acceleration sensor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における第1の発明は、加速度センサの動的
特性、とくにその線形性を測定する装置に関しており、
鉛直方向もしくは予め決められた角度で斜め方向に落下
し弾性波の伝搬しうる金属棒などの棒状体と、該棒状体
の第1の一端にアルミニウムや鉛などの比較的硬度の低
い物体を衝突させる手段と、光電計測などの方法により
物体の速度を計測することにより上記の物体の速度を計
測する手段と、上記の棒状体の第2の一端の運動の加速
度を検出することのできる校正しようとする加速度計で
ある第1の加速度検出手段およびレーザ干渉計などによ
る基準加速度計である第2の加速度検出手段と、第1の
加速度検出手段の結果と第2の加速度検出手段の結果と
を比較する手段と、上記の棒状体の第1の一端における
衝突による弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一端の
運動における加速度を第1の加速度検出手段と第2の加
速度検出手段とでそれぞれ検出する構成とを備えること
を特徴としている。
In order to achieve the above object, the first invention of the present invention relates to a device for measuring the dynamic characteristics of an acceleration sensor, especially its linearity,
A rod-shaped body such as a metal rod capable of propagating an elastic wave by falling vertically or obliquely at a predetermined angle and a first end of the rod-shaped body collide with a relatively low hardness object such as aluminum or lead And means for measuring the velocity of the object by measuring the velocity of the object by a method such as photoelectric measurement, and a calibration capable of detecting the acceleration of the movement of the second end of the rod-shaped body. And a second acceleration detecting means which is a reference accelerometer including a laser interferometer, a result of the first acceleration detecting means and a result of the second acceleration detecting means. The means for comparing and the acceleration in the movement of the second end of the rod-shaped body caused by the elastic wave due to the collision at the first end of the rod-shaped body are compared with the first acceleration detection means and the second acceleration detection means. so It is characterized in that it comprises a structure and detecting Re respectively.

【0009】また、本発明における第2の発明は、棒状
体に、材質はおなじであるが個数の異なる物体からなる
物体群により弾性波を発生するものであり、鉛直方向も
しくは予め決められた角度で斜め方向に落下し弾性波の
伝搬しうる棒状体と、該棒状体の第1の一端にそれぞれ
の物体群を衝突させる手段と、上記の物体群の速度を計
測する手段と、上記の棒状体の第2の一端の運動の加速
度を検出することのできる第1の加速度検出手段および
第2の加速度検出手段と、第1の加速度検出手段の結果
と第2の加速度検出手段の結果とを比較する手段と、上
記の棒状体の第1の一端における衝突による弾性波が引
起す上記の棒状体の第2の一端の運動における加速度を
第1の加速度検出手段と第2の加速度検出手段とでそれ
ぞれ検出する構成とを備えることを特徴としている。
A second aspect of the present invention is to generate an elastic wave in a rod-shaped body by an object group made of objects of the same material but different in number, in the vertical direction or at a predetermined angle. A rod-shaped body that is capable of propagating elastic waves by falling in an oblique direction, means for colliding each object group with the first end of the rod-shaped body, means for measuring the velocity of the object group, and the rod-shaped body described above. The first acceleration detecting means and the second acceleration detecting means capable of detecting the acceleration of the movement of the second end of the body, and the result of the first acceleration detecting means and the result of the second acceleration detecting means. The means for comparing and the acceleration in the movement of the second end of the rod-shaped body caused by the elastic wave due to the collision at the first end of the rod-shaped body are compared with the first acceleration detection means and the second acceleration detection means. Detected by each It is characterized in that it comprises.

【0010】また、本発明における第3の発明は、複数
の物体による複数の弾性波パルスを用いるものであり、
鉛直方向もしくは予め決められた角度で斜め方向に落下
し弾性波の伝搬しうる棒状体と、該棒状体の第1の一端
に複数の物体を衝突させる手段と、上記の物体の速度を
計測する手段と、上記の棒状体の第2の一端の運動の加
速度を検出することのできる第1の加速度検出手段およ
び光学的手段を用いた第2の加速度検出手段と、第1の
加速度検出手段の結果と第2の加速度検出手段の結果と
を比較する手段と、上記の棒状体の第1の一端に時間差
をおいて衝突された複数の物体のそれぞれの衝突による
弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一端の運動におけ
る加速度を第1の加速度検出手段と第2の加速度検出手
段とで検出する構成とを備えることを特徴としている。
A third aspect of the present invention uses a plurality of elastic wave pulses generated by a plurality of objects,
A rod-shaped body capable of propagating elastic waves that falls vertically or obliquely at a predetermined angle, a means for colliding a plurality of objects with a first end of the rod-shaped body, and the velocity of the object is measured. Means, a second acceleration detecting means using the first acceleration detecting means and an optical means capable of detecting the acceleration of the movement of the second end of the rod-shaped body, and the first acceleration detecting means. Means for comparing the result with the result of the second acceleration detecting means, and the rod-like shape caused by elastic waves caused by the respective collisions of the plurality of objects which are collided with the first end of the rod-shaped body with a time difference. It is characterized in that it is provided with a configuration in which the acceleration in the movement of the second end of the body is detected by the first acceleration detecting means and the second acceleration detecting means.

【0011】また、本発明における第4の発明は、弾性
波の形状をみて、加速度計の結果を補正するものであ
り、上記した第1ないし第3のいずれかの発明の構成に
加えて、上記の棒状体を伝搬する弾性波を上記の棒状体
の側面において検出することのできる弾性波検出手段を
さらに備え、上記の棒状体の第1の一端への衝突による
弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一端の運動におけ
る加速度を第1の加速度検出手段で検出した結果を、上
記の弾性波を上記の弾性波検出手段で検出した結果によ
り補正する構成とを備えることを特徴としている。
A fourth aspect of the present invention is to correct the result of the accelerometer by observing the shape of the elastic wave. In addition to the configuration of any one of the above-described first to third aspects, The elastic wave detecting means capable of detecting the elastic wave propagating in the rod-shaped body on the side surface of the rod-shaped body is further provided, and the elastic wave caused by the collision with the first end of the rod-shaped body is generated. A configuration in which the result of detecting the acceleration in the movement of the second end of the rod-shaped body by the first acceleration detecting means is corrected by the result of detecting the elastic wave by the elastic wave detecting means. There is.

【0012】また、本発明における第5の発明は、上記
した第4の発明の構成に加えて、上記の弾性波検出手段
は、上記の第2の加速度検出手段で検出した結果により
補正された手段であることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect described above, the elastic wave detecting means is corrected by the result detected by the second acceleration detecting means. It is characterized by being a means.

【0013】また、本発明における第6の発明は、加速
度センサの質量の影響を無視し、取り付け方が共通な加
速度センサであればどれでも適用できるという便宜を提
供する構成であり、上記した第5の発明の構成に加え
て、上記の第2の加速度検出手段で検出した結果により
補正された手段は、上記の第1の加速度検出手段を上記
の棒状体に設けることなく、上記の弾性波の進行方向に
直交するひとつの平面上にある棒状体の外周に設けられ
た単数あるいは複数の弾性波検出手段を用いて用意され
た弾性波と加速度との対応を含む手段であることを特徴
としている。
The sixth aspect of the present invention is a structure which provides convenience for ignoring the influence of the mass of the acceleration sensor and applying any acceleration sensor having a common mounting method. In addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, the means corrected by the result detected by the second acceleration detecting means is the elastic wave without the first acceleration detecting means provided on the rod-shaped body. Characterized in that it is a means including a correspondence between an elastic wave and an acceleration prepared by using a single or plural elastic wave detecting means provided on the outer periphery of a rod-shaped body on one plane orthogonal to the traveling direction of There is.

【0014】また、本発明における第7の発明は、加速
度センサの質量の影響を含んだ補正関数を用いてより正
確な補正を提供するものであり、上記した第5の発明の
構成に加えて、上記の第2の加速度検出手段で検出した
結果により補正された手段は、上記の第1の加速度検出
手段を上記の棒状体に設けて、上記の弾性波の進行方向
に直交する複数の平面上にある棒状体の外周に設けられ
た複数の弾性波検出手段を用いて用意された弾性波と加
速度との対応を含む手段であることを特徴としている。
A seventh aspect of the present invention provides a more accurate correction using a correction function including the influence of the mass of the acceleration sensor, and in addition to the configuration of the fifth aspect described above. The means corrected by the result detected by the second acceleration detecting means includes a plurality of planes orthogonal to the traveling direction of the elastic wave, in which the first acceleration detecting means is provided on the rod-shaped body. It is characterized in that it is a means including correspondence between an elastic wave and an acceleration prepared by using a plurality of elastic wave detecting means provided on the outer periphery of the rod-shaped body above.

【0015】また、本発明における第8の発明は、歪み
ゲージなどの弾性波検出器による弾性波の検出結果によ
り加速度計を校正するものであり、鉛直方向もしくは予
め決められた角度で斜め方向に落下する弾性波の伝搬し
うる棒状体と、該棒状体の第1の一端に運動量を持った
物体を衝突させる手段と、上記の物体の速度を計測する
手段と、上記の棒状体を伝搬する弾性波を上記の棒状体
の側面において検出することのできる弾性波検出手段
と、上記の棒状体の第2の一端の運動の加速度を検出す
ることのできる第1の加速度検出手段と、上記の第1の
加速度検出手段の結果と弾性波検出手段の結果とを比較
する手段と、上記の棒状体の第1の一端に衝突された衝
突による弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一端の運
動における加速度を第1の加速度検出手段で検出し、上
記の弾性波を上記の弾性波検出手段でそれぞれ検出する
構成とを備えることを特徴としている。
The eighth aspect of the present invention is to calibrate an accelerometer based on the detection result of an elastic wave by an elastic wave detector such as a strain gauge, and to calibrate the accelerometer vertically or obliquely at a predetermined angle. A rod-shaped body capable of propagating a falling elastic wave, means for colliding an object having a momentum with a first end of the rod-shaped body, means for measuring the velocity of the object, and propagating through the rod-shaped body. An elastic wave detecting means capable of detecting an elastic wave on the side surface of the rod-shaped body; a first acceleration detecting means capable of detecting the acceleration of the movement of the second end of the rod-shaped body; A means for comparing the result of the first acceleration detecting means and a result of the elastic wave detecting means, and a means for comparing the result of the collision with the first end of the rod-shaped body to generate a second elastic wave of the rod-shaped body. The acceleration in one end motion Detected by the first acceleration detecting means, and the above-described elastic wave; and a configuration for detecting each the above elastic wave detection means.

【0016】また、本発明における第9の発明は、上記
した第8の発明の構成に加えて、上記の弾性波検出手段
による検出結果は、予めもとめられた弾性波の特性と加
速度との対応関係により補正されることを特徴としてい
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the eighth aspect described above, the detection result by the elastic wave detecting means corresponds to a previously determined characteristic of the elastic wave and acceleration. It is characterized by being corrected by the relationship.

【0017】また、本発明における第10の発明は、上
記した第1ないし第9の何れかの発明の構成に加えて、
種々の弾性波を発生するためのものであり、上記の棒状
体の一端に衝突する物体は、衝突部分の先端部の硬度
が、その他の部分の硬度よりも低いことを特徴としてい
る。
The tenth invention of the present invention, in addition to the constitution of any one of the above-mentioned first to ninth inventions,
The object for generating various elastic waves is characterized in that the object that collides with one end of the rod-shaped body has a lower hardness at the tip of the collision portion than at other portions.

【0018】また、本発明における第11の発明は、上
記した第1ないし第10の何れかの発明の構成に加え
て、平面波に近い弾性波を発生するためのものであり、
上記の棒状体の第1の一端に物体を衝突させる手段は、
物体の運動方向を軸とする対称性をもつことを特徴とし
ている。
An eleventh invention of the present invention is for generating an elastic wave close to a plane wave, in addition to the structure of any one of the first to tenth inventions described above.
The means for colliding an object with the first end of the rod-shaped body is
It is characterized by having symmetry about the movement direction of the object.

【0019】また、本発明における第12の発明は、上
記した第1ないし第11の何れかの発明の構成に加え
て、狭い周波数帯域をもつ弾性波を発生させるために衝
突のタイミングを調整する必要があることから、上記の
棒状体の第1の一端に物体を衝突させる手段は、上記の
棒状体に生じる弾性波が予め決められたの周波数帯域と
なる様にあらかじめ決められた時間間隔で複数の物体を
衝突させることを特徴としている。
The twelfth invention of the present invention is, in addition to the configuration of any one of the first to eleventh inventions described above, adjusts the timing of collision in order to generate an elastic wave having a narrow frequency band. Since it is necessary, the means for colliding the object with the first end of the rod-shaped body has a predetermined time interval so that the elastic wave generated in the rod-shaped body has a predetermined frequency band. The feature is that multiple objects collide.

【0020】また、本発明における第13の発明は、理
論的な解析から補正するものであり、上記した第9の発
明の構成に加えて、上記の弾性波検出手段の結果を補正
する手段は、弾性波伝播理論に従った手段であり、上記
の弾性波検出手段の出力信号から上記の第2の一端に入
射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、解
析解の少なくとも1次の項(Skalakの解)を含むことを
特徴としている。
The thirteenth invention of the present invention is to make a correction based on theoretical analysis. In addition to the configuration of the ninth invention described above, a means for correcting the result of the elastic wave detecting means is provided. , Which is a means in accordance with the elastic wave propagation theory, and which is used to obtain the transient distortion signal of the elastic wave pulse incident on the second end from the output signal of the elastic wave detecting means, at least the first order of analytical solutions It is characterized by including terms (Skalak's solution).

【0021】また、本発明における第14の発明は、ス
ペクトルアナライザを用いて比較するものであり、上記
した第1ないし第13の何れかの発明の構成において、
上記の第1の加速度検出手段の結果と第2の加速度検出
手段の結果との比較は、周波数領域で行われることを特
徴としている。
The fourteenth invention of the present invention is to compare using a spectrum analyzer, and in the configuration of any one of the first to thirteenth inventions described above,
The comparison between the result of the first acceleration detecting means and the result of the second acceleration detecting means is performed in the frequency domain.

【0022】また、本発明における第15の発明は、ス
ペクトルアナライザを用いて比較するものであり、上記
した第4ないし第13の何れかの発明の構成において、
上記の第1の加速度検出手段の結果あるいは上記の第2
の加速度検出手段の結果と、上記の弾性波検出手段の結
果との比較は、周波数領域で行われることを特徴として
いる。
The fifteenth invention of the present invention is to compare using a spectrum analyzer, and in the configuration of any one of the above fourth to thirteenth inventions,
The result of the above first acceleration detecting means or the above second result
The comparison between the result of the acceleration detecting means and the result of the elastic wave detecting means is performed in the frequency domain.

【0023】また、本発明における第16の発明は、弾
性波の重なりをもちいて、さまざまな強度の弾性波を発
生させるものであり、上記した第1ないし第5あるいは
第10ないし第15の何れかの発明の構成に加えて、上
記の第1の一端に複数の物体を衝突させる構成と、その
複数の物体の衝突による弾性波パルスは重なりを有する
構成と、その重なった弾性波パルスを上記の第1の加速
度検出手段および第2の加速度検出手段とで検出する構
成とを備えることを特徴としている。
The sixteenth aspect of the present invention is to generate elastic waves of various intensities by using the overlapping of elastic waves, and any one of the above first to fifth or tenth to fifteenth aspects. In addition to the configuration of the invention described above, a configuration in which a plurality of objects collide with the first end described above, a configuration in which elastic wave pulses due to the collision of the plurality of objects have an overlap, and The first acceleration detecting means and the second acceleration detecting means are used for the detection.

【0024】また、本発明における第17の発明は、重
力加速度の影響を取り除くものであり、上記した第1な
いし第16の何れかの発明の構成に加えて、上記の棒状
体を自由落下させる間に、弾性波を発生し、検出するこ
とを特徴としている。
A seventeenth aspect of the present invention is to eliminate the influence of gravitational acceleration. In addition to the configuration of any one of the first to sixteenth aspects of the invention described above, the rod-shaped body is allowed to fall freely. The feature is that elastic waves are generated and detected in the meantime.

【0025】また、本発明における第18の発明は、重
力加速度の影響をパラメータとして測定できる様にする
ものであり、上記した第17の発明の構成に加えて、重
力加速度の方向と検出する加速度の方向の角度が、弾性
波を発生し検出する間、あらかじめ決められた値にある
ことを特徴としている。
The eighteenth invention of the present invention is such that the influence of the gravitational acceleration can be measured as a parameter, and in addition to the above-mentioned configuration of the seventeenth invention, the direction of the gravitational acceleration and the acceleration detected. It is characterized in that the angle in the direction of is at a predetermined value during the generation and detection of the elastic wave.

【0026】また、本発明における第19の発明は、重
力加速度の影響をパラメータとして測定する際に、重力
加速度の方向に直角の方向の運動の加速度の影響を抑制
するものであり、上記した第17の発明の構成に加え
て、重力加速度の方向と検出する加速度の方向が平行で
あることを特徴としている。
A nineteenth aspect of the present invention is to suppress the influence of the acceleration of motion in the direction perpendicular to the direction of the gravitational acceleration when measuring the influence of the gravitational acceleration as a parameter. In addition to the configuration of the seventeenth invention, the gravitational acceleration direction and the detected acceleration direction are parallel.

【0027】また、本発明における第20の発明は、弾
性波の反射と減衰を用いて、強度の異なる弾性波を利用
するものであり、第1ないし第19の何れかの発明の構
成に加えて、上記の棒状体の両端で反射した弾性波を用
いることを特徴としている。
The twentieth aspect of the present invention is to utilize elastic waves having different intensities by using reflection and attenuation of the elastic wave. In addition to the configuration of any one of the first to nineteenth aspects of the present invention. The elastic waves reflected at both ends of the rod-shaped body are used.

【0028】また、本発明における第21の発明は、引
き続く衝突による弾性波の発生の際に、衝突部位に変化
を与えるものであり、第1ないし第16の何れかの発明
の構成に加えて、上記の棒状体と該棒状体の第1の一端
に衝突する物体とを衝突する物体の運動方向の周りに相
対的に回転させながら、弾性波を発生し検出することを
特徴としている。
The twenty-first invention of the present invention is to change the collision site when elastic waves are generated by a subsequent collision. In addition to the structure of any one of the first to sixteenth inventions, The elastic wave is generated and detected while the rod-shaped body and the object colliding with the first end of the rod-shaped body are relatively rotated around the movement direction of the colliding object.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。先ず本発明の原理を説明
し、次に、望ましい実施形態の一例を図1を用いて説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, the principle of the present invention will be described, and then an example of a preferred embodiment will be described with reference to FIG.

【0030】以下の説明において、動的線形性として
は、入力信号x(t)に対する出力信号をX(t)とし
て、入力信号y(t)に対する出力信号をY(t)とす
るとき、任意定数a、bを用いて、次の入力信号、
In the following description, dynamic linearity is arbitrary when the output signal for the input signal x (t) is X (t) and the output signal for the input signal y (t) is Y (t). Using the constants a and b, the following input signal,

【0031】[0031]

【数1】 に対する出力信号が[Equation 1] Output signal for

【0032】[0032]

【数2】 となれば、動的線形性が成立する、と言うものとする。[Equation 2] Then, it is said that the dynamic linearity holds.

【0033】(1) 本発明においては、重力加速度方
向に中心軸を設置した棒状体として金属棒を用い、その
端面に測定対象の加速度センサを取り付け、棒のもう一
方端面に内側発射管から発射される内側飛翔体を衝突さ
せる。この衝突によって発生した弾性波パルスが加速度
センサを取り付けた端面に到達したときに生じる端面の
運動加速度を用いて、加速度センサの校正を行うもので
ある。
(1) In the present invention, a metal rod is used as a rod having a center axis installed in the direction of gravitational acceleration, and an acceleration sensor to be measured is attached to the end face of the rod. The inner flying body is collided. The acceleration sensor is calibrated using the motion acceleration of the end face generated when the elastic wave pulse generated by this collision reaches the end face to which the acceleration sensor is attached.

【0034】このために、まず、加速度センサへの入力
加速度信号
For this purpose, first, the acceleration signal input to the acceleration sensor is input.

【数3】 と加速度センサの出力、[Equation 3] And the output of the acceleration sensor,

【0035】[0035]

【数4】 とを求める。次に、棒の端面に外側発射管から発射され
る外側飛翔体を衝突させることによって発生した弾性波
パルスがもう一方の端面に到達したときに生じる端面の
運動加速度すなわち加速度センサへの入力加速度信号、
[Equation 4] And ask. Next, when the elastic wave pulse generated by the collision of the outer projectile emitted from the outer launch tube with the end face of the rod reaches the other end face, the motion acceleration of the end face, that is, the input acceleration signal to the acceleration sensor. ,

【0036】[0036]

【数5】 と加速度センサの出力、[Equation 5] And the output of the acceleration sensor,

【0037】[0037]

【数6】 とを求める。[Equation 6] And ask.

【0038】最後に内側飛翔体と外側飛翔体を同時に金
属棒に衝突させた時に、加速度センサへの入力信号とし
て作用する加速度信号は、弾性波の定義とその線形性か
Finally, when the inner flying body and the outer flying body are made to collide with the metal rod at the same time, the acceleration signal acting as an input signal to the acceleration sensor is defined by the elastic wave and its linearity.

【0039】[0039]

【数7】 となる。この時にゲージの出力信号を[Equation 7] Becomes At this time, the gauge output signal

【0040】[0040]

【数8】 とする。線形性が成立すると仮定するならば、出力信号
は、
[Equation 8] And Assuming linearity holds, the output signal is

【0041】[0041]

【数9】 となる筈である。したがってその逆に、数9で表わされ
る信号と数8で表わされる信号とを周波数領域あるいは
時間領域で比較することによって、加速度センサの動的
線形性をゲイン、位相に関して計測することができるこ
とがわかる。
[Equation 9] It should be. Therefore, conversely, it is understood that the dynamic linearity of the acceleration sensor can be measured in terms of gain and phase by comparing the signal represented by the equation 9 with the signal represented by the equation 8 in the frequency domain or the time domain. .

【0042】発射管から発射された飛翔体が、金属棒端
面に衝突して発生した弾性波パルスが加速度センサを取
り付けた端面に到達して反射するときに発生する時間
(t)の関数としての衝撃的加速度(a(t))は、金
属棒内部の縦波弾性波速度(C)と端面での入射弾性波
パルスのひずみ(ε(t))とによって、以下の式で表
される。
As a function of the time (t) generated when an elastic wave pulse generated when a projectile launched from a launch tube collides with the end face of a metal rod and reaches and reflects the end face with an acceleration sensor attached. The impulsive acceleration (a (t)) is expressed by the following equation by the longitudinal elastic wave velocity (C) inside the metal rod and the distortion (ε (t)) of the incident elastic wave pulse at the end face.

【0043】[0043]

【数10】 そこで、内側発射管から飛翔体が発射される場合に端面
に発生する加速度と入射弾性波パルスのひずみとを、そ
れぞれ
[Equation 10] Therefore, the acceleration generated at the end face when the projectile is launched from the inner launch tube and the distortion of the incident elastic wave pulse are

【0044】[0044]

【数11】 とする。外側発射管から飛翔体が発射される場合に端面
に発生する加速度と入射弾性波パルスのひずみを、それ
ぞれ
[Equation 11] And The acceleration and the distortion of the incident elastic wave pulse generated on the end face when the projectile is launched from the outer launch tube, respectively.

【0045】[0045]

【数12】 とする。このとき、以下の式が成立する。[Equation 12] And At this time, the following formula is established.

【0046】[0046]

【数13】 [Equation 13]

【0047】また、レーザ干渉計で計測できるのは端面
の運動速度であるから、内側発射体と外側発射体により
それぞれ発生する端面の運動速度を
Further, since it is the movement velocity of the end face that can be measured by the laser interferometer, the movement velocity of the end face generated by each of the inner projectile and the outer projectile can be calculated.

【0048】[0048]

【数14】 とすると以下の数式が成立する。[Equation 14] Then, the following formula is established.

【0049】[0049]

【数15】 [Equation 15]

【0050】したがって、内側飛翔体を単独で発射した
場合、外側飛翔体を単独で発射した場合、内側飛翔体と
外側飛翔体を同時にかつ単独で発射した場合と同一の条
件で発射した場合のレーザ干渉計で計測する端面の運動
速度を、それぞれ
Therefore, the laser is emitted when the inner projectile is independently launched, when the outer projectile is independently launched, and when the inner projectile and the outer projectile are simultaneously and independently launched. The speed of motion of the end face measured by the interferometer,

【0051】[0051]

【数16】 とすると、以下の式が成立する。[Equation 16] Then, the following formula is established.

【0052】[0052]

【数17】 [Equation 17]

【0053】その時の加速度センサの出力信号をそれぞ
れの場合で、
The output signal of the acceleration sensor at that time is

【0054】[0054]

【数18】 とすると、数19が成立する範囲内で、数20が成立す
る周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが動的線
形性の計測である。
[Equation 18] Then, the measurement of the dynamic linearity is to clarify the frequency range and the acceleration range in which the equation 20 is satisfied within the range in which the equation 19 is satisfied.

【0055】[0055]

【数19】 [Formula 19]

【0056】[0056]

【数20】 [Equation 20]

【0057】ここで、内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が
同時でない場合には、その時間差をΔtとすると数21
が成立する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすること
が動的線形性の計測である。
If the inner and outer projectiles do not collide at the same time, assuming that the time difference is Δt, Equation 21
The measurement of dynamic linearity is to clarify the frequency range and acceleration range where is satisfied.

【0058】[0058]

【数21】 [Equation 21]

【0059】(2)次に、ゲージ出力(1個)をそのま
ま用いて、DC型加速度センサの動的線形性を計測する場
合を説明する。図1に示す実施の形態において飛翔体の
衝突する端面から距離L1に貼ってあるひずみゲージの出
力信号について、内側飛翔体を単独で発射した場合、外
側飛翔体を単独で発射した場合、内側飛翔体と外側飛翔
体を同時にかつ単独で発射した場合と同一の条件で発射
した場合の各々について、それぞれ、
(2) Next, the case where the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is measured by using the gauge output (one) as it is will be described. Regarding the output signal of the strain gauge pasted at the distance L 1 from the end face with which the flying object collides in the embodiment shown in FIG. 1, when the inner flying object is independently fired, when the outer flying object is independently fired, For each of the case where the projectile and the outer projectile are simultaneously and independently launched, and when launched under the same conditions,

【0060】[0060]

【数22】 とする。この場合、ひずみゲージの周波数応答特性、弾
性波の分散、減衰、音速値の不確かさなどを考慮しない
ので、ゲージの出力信号であるひずみがそのまま加速度
センサ取り付け面への入射弾性波パルスのひずみになる
とみなす。
[Equation 22] And In this case, since the frequency response characteristics of the strain gauge, dispersion of elastic wave, attenuation, uncertainty of sound velocity value, etc. are not taken into consideration, the strain that is the output signal of the gauge is directly used as the strain of the elastic wave pulse incident on the acceleration sensor mounting surface. To be

【0061】数22に対応する加速度センサの出力信号
を、
The output signal of the acceleration sensor corresponding to Equation 22 is

【数23】 とすれば、数24が成立する範囲内で、数25が成立す
る周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが動的線
形性の計測である
[Equation 23] Then, it is the measurement of the dynamic linearity that the frequency range and the acceleration range in which the equation 25 is established are clarified within the range in which the equation 24 is established.

【0062】[0062]

【数24】 [Equation 24]

【数25】 [Equation 25]

【0063】内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が同時でな
い場合には、その時間差をΔtとすると(2.3)式が成立
する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが動的
線形性の計測である。
When the collision of the inner flying object and the outer flying object is not the same, it is possible to measure the dynamic linearity by clarifying the frequency range and the acceleration range in which the equation (2.3) is established, where the time difference is Δt. is there.

【0064】[0064]

【数26】 [Equation 26]

【0065】次に、複数個のひずみゲージの出力をその
まま用いて、DC型加速度センサの動的線形性を計測する
場合について説明する。金属丸棒の軸方向に複数個のひ
ずみゲージは、丸棒の衝撃端面から、Ln(n=1…N)
だけ離れた位置に貼られているとする。また、棒の軸方
向の複数位置に貼り付けたゲージの代表位置をL1とす
る。この場合、各Ln(n=1…N)位置において、加速
度センサを取り付けた端面への入射波と反射波とは分離
して観察されなければならない。
Next, a case will be described in which the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is measured using the outputs of a plurality of strain gauges as they are. A plurality of strain gauges in the axial direction of the metal rod from the impact end surface of the rod, L n (n = 1 ... N)
It is assumed that they are affixed at positions that are distant from each other. In addition, the representative position of the gauge attached at a plurality of positions in the axial direction of the rod is L 1 . In this case, at each L n (n = 1 ... N) position, the incident wave and the reflected wave to the end face to which the acceleration sensor is attached must be observed separately.

【0066】弾性波の伝播理論から、衝撃端面から十分
離れた丸棒断面での弾性波パルスのひずみは、平面波と
なるため衝撃端面からの距離zと時間t(t=0で飛翔
体の衝突が始まるとする)で解析的に表すことが可能で
ある。そこで、平面波としての丸棒内部のひずみを次式
で表すことにする。
From the theory of elastic wave propagation, the distortion of the elastic wave pulse in the cross section of the round bar sufficiently distant from the impact end face becomes a plane wave, and therefore the distance z from the impact end face and the time t (at t = 0, the collision of the flying object). Can be expressed analytically. Therefore, the strain inside the round bar as a plane wave is expressed by the following equation.

【0067】[0067]

【数27】 但し、数27の右辺は次のように表される。(Skalakの
解、級数展開の第一項目)
[Equation 27] However, the right side of Expression 27 is expressed as follows. (Skalak's solution, the first item of series expansion)

【0068】[0068]

【数28】 ただしここで、[Equation 28] However, here

【0069】[0069]

【数29】 であり、また、[Equation 29] And also

【0070】[0070]

【数30】 であり、[Equation 30] And

【数31】 である。[Equation 31] Is.

【0071】多数のひずみゲージを用いて感度を上げる
ために、以下の手順を取る。位置Ln(n=1…N)にお
ける複数個のゲージ出力の断面での平均値を、
To increase the sensitivity using a large number of strain gauges, the following procedure is taken. The average value of the cross sections of a plurality of gauge outputs at the position L n (n = 1 ... N) is

【0072】[0072]

【数32】 とする。波動伝播に時間がかかり、位置Ln(n=1…
N)におけるひずみゲージの出力信号は同相ではないの
で、以下の手順により数33を用いて代表位置L1に貼っ
てあるゲージの出力と等価な出力に変換することができ
る。
[Equation 32] And Wave propagation takes time, and the position L n (n = 1 ...
Since the output signals of the strain gauges in N) are not in phase, they can be converted into an output equivalent to the output of the gauge pasted at the representative position L 1 by using the following procedure 33.

【0073】[0073]

【数33】 (n=2…N) ここで、[Expression 33] (N = 2 ... N) where

【数34】 は、ラプラス演算子、逆ラプラス演算子である。したが
って、代表位置における弾性波パルスのひずみは以下の
式で表される。
[Equation 34] Are Laplace operator and inverse Laplace operator. Therefore, the distortion of the elastic wave pulse at the representative position is expressed by the following equation.

【0074】[0074]

【数35】 この結果から、複数のひずみゲージを用い出力信号の加
算平均を計算することにより、ノイズの影響を減らし微
小動的ひずみの計測が可能になることが理解できる。
[Equation 35] From this result, it can be understood that it is possible to reduce the influence of noise and measure the minute dynamic strain by calculating the arithmetic mean of the output signals using a plurality of strain gauges.

【0075】複数個のひずみゲージの出力をそのまま用
いて、DC型加速度センサの動的線形性を計測する場合に
は、代表位置から加速度センサを取り付けた端面までの
弾性波パルスの伝播による弾性波動の分散、減衰などは
考慮しない。ひずみゲージの動特性を考慮した補正も行
わない。そこで、内側飛翔体を単独で発射した場合、外
側飛翔体を単独で発射した場合、内側飛翔体と外側飛翔
体を同時にかつ単独で発射した場合と同一の条件で発射
した場合の各々について、代表位置における代表ひずみ
信号を、
When the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is measured using the outputs of the plurality of strain gauges as they are, the elastic wave motion due to the propagation of the elastic wave pulse from the representative position to the end face to which the acceleration sensor is attached is measured. It does not take into account the variance and attenuation of. No correction is made considering the dynamic characteristics of the strain gauge. Therefore, a representative example is given when the inner projectile is launched independently, the outer projectile is launched independently, and the inner projectile and the outer projectile are launched simultaneously and independently under the same conditions. Representative strain signal at the position,

【0076】[0076]

【数36】 とすると、複数個のひずみゲージの代表位置から加速度
センサを取り付けた端面までの距離は、L−L1である
から、それぞれの場合に加速度センサを取り付けた端面
に発生する加速度a(t)は,次式で表される。
[Equation 36] Then, since the distance from the representative position of the plurality of strain gauges to the end surface to which the acceleration sensor is attached is LL 1 , the acceleration a (t) generated on the end surface to which the acceleration sensor is attached in each case is It is expressed by the following equation.

【0077】[0077]

【数37】 数37の各式の入力加速度に対応する加速度センサの出
力信号をそれぞれ、
[Equation 37] The output signal of the acceleration sensor corresponding to the input acceleration of each equation of Formula 37 is

【0078】[0078]

【数38】 とすると、数39が成立する範囲内で数40が成立する
ことが、加速度センサの動的線形性である。
[Equation 38] Then, it is the dynamic linearity of the acceleration sensor that Expression 40 holds within the range where Expression 39 holds.

【0079】[0079]

【数39】 [Formula 39]

【数40】 [Formula 40]

【0080】また、内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が同
時でない場合には、その時間差をΔtとすると数41が
成立する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが
動的線形性の計測である。
When the collision of the inner flying object and the outer flying object is not the same, it is possible to measure the dynamic linearity by clarifying the frequency range and the acceleration range in which the equation 41 holds when the time difference is Δt. is there.

【数41】 [Formula 41]

【0081】(3) 次に、ゲージ出力(軸方向に1
個。)を理論的に補正して端面への入射弾性波パルスの
ひずみを求め、DC型加速度センサの動的線形性を計測す
る場合について説明する。この場合は、軸方向の一箇所
に貼り付けたひずみゲージ出力を、弾性波理論で補正し
て端面への入射弾性波パルスを求める。しかし、ゲージ
の周波数応答は無視される。数13で示されるひずみ信
号は、衝突端面から距離L1の位置に貼られているとし、
内側飛翔体のみの衝突で発生したひずみ信号を、
(3) Next, the gauge output (1 in the axial direction
Individual. ) Is theoretically corrected to obtain the distortion of the elastic wave pulse incident on the end face and the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is measured. In this case, the strain gauge output attached at one location in the axial direction is corrected by elastic wave theory to obtain the elastic wave pulse incident on the end face. However, the frequency response of the gauge is ignored. The strain signal expressed by the equation 13 is assumed to be attached at a position at a distance L 1 from the collision end face,
The strain signal generated by the collision of the inner flying object only,

【数42】 外側飛翔体のみの衝突で発生したひずみ信号を、[Equation 42] The strain signal generated by the collision of the outer flying object only,

【数43】 内側飛翔体と外側飛翔体が同時に衝突した時のひずみ信
号を、
[Equation 43] Distortion signal when the inner flying body and the outer flying body collide at the same time,

【数44】 とすると以下の式が成り立つ。[Equation 44] Then, the following formula is established.

【0082】[0082]

【数45】 [Equation 45]

【0083】[0083]

【数46】 を、内側飛翔体と外側飛翔体を同時に発射した時の、加
速度センサを取り付けた端面への入射弾性波パルスのひ
ずみ、衝突端面から距離L1に貼られたひずみゲージの出
力信号とする。(3.14)式から求まる
[Equation 46] Is the strain of the incident elastic wave pulse on the end face to which the acceleration sensor is attached and the output signal of the strain gauge pasted at the distance L 1 from the collision end face when the inner and outer projectiles are simultaneously launched. Calculated from equation (3.14)

【0084】[0084]

【数47】 および各々に対応する加速度センサの出力信号、[Equation 47] And the output signal of the acceleration sensor corresponding to each,

【0085】[0085]

【数48】 を用いると、[請求項4]における加速度センサの動的
線形性とは、数49が成立する周波数、加速度範囲内に
おいて、数50が成立する周波数範囲、加速度範囲を明
らかにすることである。
[Equation 48] Using, the dynamic linearity of the acceleration sensor in [claim 4] is to clarify the frequency range and the acceleration range where the expression 50 is satisfied within the frequency and the acceleration range where the expression 49 is satisfied.

【0086】[0086]

【数49】 [Equation 49]

【数50】 [Equation 50]

【0087】また、内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が同
時でない場合には、その時間差をΔtとすると数51が
成立する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが
動的線形性の計測である。
When the collision of the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, it is possible to measure the dynamic linearity by clarifying the frequency range and the acceleration range in which the equation (51) holds when the time difference is Δt. is there.

【0088】[0088]

【数51】 [Equation 51]

【0089】(4) 次に、複数個(軸方向に)のひず
みゲージの出力を理論的に補正して端面への入射弾性波
パルスのひずみを求め、DC型加速度センサの動的線形性
を計測する場合について以下に説明する。この場合は、
軸方向に複数個貼り付けたひずみゲージ出力から代表値
を計算する方法として[請求項3]の数35に示す方法
を用い、代表位置(衝撃端面から距離L1)におけるひず
みゲージ出力信号を、
(4) Next, the outputs of a plurality of (in the axial direction) strain gauges are theoretically corrected to obtain the strain of the incident elastic wave pulse on the end face, and the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is determined. The case of measuring will be described below. in this case,
As a method of calculating the representative value from the strain gauge outputs pasted in the axial direction, the method shown in Formula 35 of [claim 3] is used, and the strain gauge output signal at the representative position (distance L 1 from the impact end face) is

【0090】内側飛翔体を単独で発射する場合の、When the inner flying object is independently launched,

【数52】 [Equation 52]

【0091】外側飛翔体を単独で発射する場合の、When launching the outer flying object alone,

【数53】 [Equation 53]

【0092】内側飛翔体と外側飛翔体を同時に金属棒に
衝突させる場合の、
When the inner flying body and the outer flying body are made to collide with the metal rod at the same time,

【数54】 について求める。[Equation 54] Ask about.

【0093】[0093]

【数55】 [Equation 55]

【0094】ここで、Here,

【数56】 のそれぞれに対応する加速度センサの出力を、[Equation 56] The output of the acceleration sensor corresponding to

【0095】[0095]

【数57】 とする。このように決めれば、複数個(軸方向に)のひ
ずみゲージの出力を理論的に補正して端面への入射弾性
波パルスのひずみを求め、DC型加速度センサの動的線形
性を計測する場合において、動的線形性とは、数58が
成立する周波数、加速度範囲内において、(5.3)式が成
立する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることであ
る。
[Equation 57] And In this way, when the output of multiple strain gauges (in the axial direction) is theoretically corrected to determine the strain of the elastic wave pulse incident on the end face, and the dynamic linearity of the DC acceleration sensor is measured. In the above, the dynamic linearity is to clarify the frequency range and the acceleration range in which the equation (5.3) is satisfied within the frequency and the acceleration range in which the equation (58) holds.

【0096】[0096]

【数58】 [Equation 58]

【数59】 [Equation 59]

【0097】また、内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が同
時でない場合には、その時間差をΔtとすると数60が
成立する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが
動的線形性の計測である。
When the inner and outer projectiles do not collide at the same time, it is possible to measure the dynamic linearity by clarifying the frequency range and the acceleration range in which the equation 60 is established, where Δt is the time difference. is there.

【0098】[0098]

【数60】 [Equation 60]

【0099】(6) 次に、ゲージ出力(1個)をレー
ザ干渉計で計測した結果により補正して端面への入射弾
性波パルスのひずみを求め、DC型加速度センサの動的線
形性を計測する場合について説明する。この場合には、
軸方向の一箇所に貼り付けたひずみゲージの出力を、レ
ーザ干渉計で計測した結果により補正して端面への入射
弾性波パルスのひずみを求め、入力信号の線形性をチェ
ックする方法を請求項としている。
(6) Next, the gauge output (1 piece) is corrected by the result of measurement with a laser interferometer to obtain the distortion of the elastic wave pulse incident on the end face, and the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is measured. The case will be described. In this case,
Claim the method of checking the linearity of the input signal by correcting the output of the strain gauge attached at one point in the axial direction, by correcting the result of measurement with a laser interferometer to obtain the strain of the elastic wave pulse incident on the end face. I am trying.

【0100】干渉計により棒端面の運動速度The speed of movement of the rod end surface is measured by an interferometer.

【数61】 が測定され、入射弾性波パルスのひずみ[Equation 61] Is measured and the distortion of the incident elastic wave pulse

【数62】 との関係は、[Equation 62] Relationship with

【0101】[0101]

【数63】 で表される。ゲージ出力(1個)をレーザ干渉計で計測
した結果により補正して端面への入射弾性波パルスのひ
ずみを求め、DC型加速度センサの動的線形性を計測する
場合では、入力加速度の線形性を検証するためにひずみ
ゲージ出力から加速度センサへの入力加速度を推定する
ときに、ゲージの周波数応答を補正し、弾性波動の伝播
の分散、減衰、加速度センサの質量の影響などを干渉計
出力をもとに補正する。軸方向に一箇所に貼り付けてあ
るひずみゲージの衝突端面からの位置を、L1とする。ゲ
ージからの出力信号について、内側飛翔体が単独で発射
された場合を、
[Equation 63] It is represented by. When measuring the dynamics of the DC type accelerometer by correcting the gauge output (1 piece) with the results of measurement with a laser interferometer and obtaining the distortion of the incident elastic wave pulse on the end face, the linearity of the input acceleration is used. To estimate the input acceleration to the accelerometer from the strain gauge output, the frequency response of the gauge is corrected and the interferometer output is analyzed for the dispersion of elastic wave propagation, damping, and the effect of the mass of the accelerometer. Correct the original. The position from the collision end face of the strain gauge attached at one location in the axial direction is L 1 . Regarding the output signal from the gauge, when the inner flying object is launched alone,

【0102】[0102]

【数64】 外側飛翔体が単独で発射された場合を、[Equation 64] If the outer flying body is launched alone,

【0103】[0103]

【数65】 内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合を、[Equation 65] When the inner flying body and the outer flying body are simultaneously launched,

【0104】[0104]

【数66】 とする。このとき、ゲージの出力信号を加速度センサ取
り付け端面への入射弾性波パルスのひずみに変換する数
67の左辺の補正関数を求める。
[Equation 66] And At this time, the correction function on the left side of the equation 67 for converting the output signal of the gauge into the strain of the elastic wave pulse incident on the end face where the acceleration sensor is attached is obtained.

【0105】[0105]

【数67】 このように決めれば、内側飛翔体が単独で発射された場
合の加速度センサ出力を、
[Equation 67] If you decide in this way, the acceleration sensor output when the inner flying object is independently launched

【0106】[0106]

【数68】 外側飛翔体が単独で発射された場合の加速度センサ出力
を、
[Equation 68] The output of the acceleration sensor when the outer flying object is launched independently,

【0107】[0107]

【数69】 内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合の加速
度センサ出力を、
[Equation 69] The acceleration sensor output when the inner flying object and the outer flying object are launched simultaneously,

【0108】[0108]

【数70】 として、ゲージ出力(1個)をレーザ干渉計で計測した
結果により補正して端面への入射弾性波パルスのひずみ
を求め、DC型加速度センサの動的線形性を計測する場合
において動的線形性とは、数71が成立する周波数、加
速度範囲内において、数72が成立する周波数範囲、加
速度範囲を明らかにすることである。
[Equation 70] As for the dynamic linearity when measuring the dynamic linearity of the DC acceleration sensor, the gauge output (1 piece) is corrected by the result of measurement with a laser interferometer to obtain the distortion of the incident elastic wave pulse on the end face. Is to clarify the frequency range and the acceleration range where the formula 72 holds within the frequency and the acceleration range where the formula 71 holds.

【0109】[0109]

【数71】 [Equation 71]

【0110】[0110]

【数72】 [Equation 72]

【0111】また、内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が同
時でない場合には、その時間差をΔtとすると数73が
成立する周波数範囲、加速度範囲を明らかにすることが
動的線形性の計測である。
Further, when the collision of the inner flying object and the outer flying object is not the same, it is possible to measure the dynamic linearity by clarifying the frequency range and the acceleration range satisfying the equation (73) when the time difference is Δt. is there.

【0112】[0112]

【数73】 [Equation 73]

【0113】(7) 次に、複数個のひずみゲージの出
力をレーザ干渉計で計測した結果により補正して端面へ
の入射弾性波パルスのひずみを求め、DC型加速度センサ
の動的線形性を計測する場合について説明する。この場
合は、複数個のひずみゲージの出力をレーザ干渉計で計
測した結果により補正して端面への入射弾性波パルスの
ひずみを求め、入力信号の線形性を求める。数35で求
められる代表位置におけるひずみゲージ出力信号に関し
て、内側飛翔体が単独で発射された場合を、
(7) Next, the outputs of a plurality of strain gauges are corrected by the results of measurement with a laser interferometer to obtain the strain of the incident elastic wave pulse on the end face, and the dynamic linearity of the DC type acceleration sensor is determined. The case of measuring will be described. In this case, the outputs of a plurality of strain gauges are corrected by the results of measurement with a laser interferometer to obtain the strain of the elastic wave pulse incident on the end face, and the linearity of the input signal is obtained. Regarding the strain gauge output signal at the representative position obtained by Equation 35,

【0114】[0114]

【数74】 外側飛翔体が単独で発射された場合を、[Equation 74] If the outer flying body is launched alone,

【0115】[0115]

【数75】 内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合を、[Equation 75] When the inner flying body and the outer flying body are simultaneously launched,

【0116】[0116]

【数76】 とする。内側飛翔体が単独で発射された場合の加速度セ
ンサ出力を、
[Equation 76] And The output of the acceleration sensor when the inner flying object is launched independently,

【0117】[0117]

【数77】 外側飛翔体が単独で発射された場合の加速度センサ出力
を、
[Equation 77] The output of the acceleration sensor when the outer flying object is launched independently,

【0118】[0118]

【数78】 内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合の加速
度センサ出力を
[Equation 78] Accelerometer output when inner and outer projectiles are launched simultaneously

【0119】[0119]

【数79】 として、複数個のひずみゲージの出力をレーザ干渉計で
計測した結果により補正して端面への入射弾性波パルス
のひずみを求め、DC型加速度センサの動的線形性を計測
する場合において動的線形性とは、数80が成立する周
波数、加速度範囲内において、数81が成立する周波数
範囲、加速度範囲を明らかにすることである。
[Equation 79] As a result, the output of multiple strain gauges is corrected by the results of measurement with a laser interferometer to obtain the strain of the incident elastic wave pulse on the end face, and the dynamic linearity of the DC linear acceleration sensor is measured. The sex is to clarify the frequency range and the acceleration range in which the formula 81 holds within the frequency and the acceleration range in which the formula 80 holds.

【0120】[0120]

【数80】 [Equation 80]

【0121】[0121]

【数81】 また、内側飛翔体と外側飛翔体の衝突が同時でない場合
には、その時間差をΔtとすると数82が成立する周波
数範囲、加速度範囲を明らかにすることが動的線形性の
計測である。
[Equation 81] Further, when the collision of the inner flying object and the outer flying object is not the same, the dynamic linearity measurement is to clarify the frequency range and the acceleration range in which the expression (82) is established when the time difference is Δt.

【0122】[0122]

【数82】 [Equation 82]

【0123】(8) 図1は、棒状体として直径3c
m、長さ200cmの金属(SUS)製丸棒を用いる加
速度センサの動的線形性測定装置の一例を示している。
この金属製丸棒3は、測定開始直前に自由落下させ、短
時間の測定の後、丸棒ブレーキ装置5により把持される
ことによって停止する。この間、金属製丸棒3が丸棒ブ
レーキ装置5と接触しないように、非接触式金属丸棒ガ
イドおよび傾斜装置4が設けられている。この非接触式
金属丸棒ガイドおよび傾斜装置4により、金属製丸棒3
を傾けた角度で斜め方向に落下させることも可能であ
る。
(8) FIG. 1 shows a rod-shaped body having a diameter of 3c.
An example of a dynamic linearity measuring device of an acceleration sensor using a metal (SUS) round bar having a length of m and a length of 200 cm is shown.
The metal round bar 3 is allowed to fall just before the start of measurement, and after measurement for a short time, it is stopped by being gripped by the round bar brake device 5. During this time, a non-contact type metal round bar guide and a tilting device 4 are provided so that the metal round bar 3 does not come into contact with the round bar brake device 5. With this non-contact type metal round bar guide and tilting device 4, the metal round bar 3
It is also possible to drop in an oblique direction at an inclined angle.

【0124】この金属製丸棒3の上端には、評価対象の
加速度センサ2を設けており、そのすぐ隣には、レーザ
干渉計からのレーザ光1を照射している。このレーザ干
渉計は、正確な距離あるいはその変化を測定できること
から、正確な加速度センサとして用いることができる。
ここで用いる加速度計としては、校正しようとする加速
度センサよりも正確なものであることが肝要であり、レ
ーザ干渉計を用いた加速度計に限定すべき理由は無い。
しかし、非接触で加速度を検出できるものであることが
望ましく、微小な変移を正確に検出することのできる光
学装置は複数知られており、これらを用いて加速度セン
サとしたものでもよいことは容易に理解できる。また、
光学装置以外のものとしては、渦電流センサや静電マイ
クロメーター(静電容量型変位計)等を用いることがで
きる。
An acceleration sensor 2 to be evaluated is provided on the upper end of the metal round bar 3, and a laser beam 1 from a laser interferometer is irradiated immediately next to the acceleration sensor 2. This laser interferometer can be used as an accurate acceleration sensor because it can measure an accurate distance or its change.
It is important that the accelerometer used here is more accurate than the accelerometer to be calibrated, and there is no reason to limit the accelerometer using the laser interferometer.
However, it is desirable that the acceleration can be detected in a non-contact manner, and there are known a plurality of optical devices that can accurately detect a minute shift, and it is easy to use an acceleration sensor using these. Can understand. Also,
Other than the optical device, an eddy current sensor, an electrostatic micrometer (electrostatic capacitance type displacement meter), or the like can be used.

【0125】また、この金属製丸棒3の側面には弾性波
の検出用に歪みゲージを貼りつけている。ここで用いる
歪みゲージの数は、弾性波の検出方法に応じて複数個設
けることがあるが、この際の配置としては、金属製丸棒
3の中心軸に対称に設けることが望ましい。
A strain gauge is attached to the side surface of the metal round bar 3 for detecting elastic waves. The number of strain gauges used here may be plural depending on the detection method of the elastic wave, and the arrangement at this time is preferably symmetrical with respect to the central axis of the metal round bar 3.

【0126】これを用いた補正方法としては、弾性波の
進行方向に直交するひとつの平面上にある棒状体の外周
に、単数あるいは複数の弾性波検出用歪みゲージを設け
て、校正用の加速度センサを設けること無く、レーザ干
渉計を用いた加速度計と弾性波データとの対応をとる方
法がある。この方法は、取り付け方が共通な加速度セン
サであればどれでも適用できるという利点があり、また
補正を簡単に行うことができるが、次の方法に比べて正
確でない、とう特徴がある。
As a correction method using this, a single or a plurality of elastic wave detecting strain gauges are provided on the outer periphery of a rod-shaped body on one plane orthogonal to the traveling direction of the elastic wave, and the acceleration for calibration is corrected. There is a method of associating an accelerometer using a laser interferometer with elastic wave data without providing a sensor. This method has an advantage that any acceleration sensor having a common mounting method can be applied, and the correction can be easily performed, but it is not accurate as compared with the following method.

【0127】他の補正方法としては、弾性波の進行方向
に直交する複数の平面上にある棒状体の外周に、複数の
弾性波検出用歪みゲージを設けて、しかも校正用の加速
度センサを設けて、レーザ干渉計を用いた加速度計と弾
性波データとの対応をとる方法がある。この方法は、上
記の方法にくらべて正確であるが、弾性波媒体や加速度
センサあるいは弾性波検出用歪みゲージが換わるごとに
加速度計と弾性波データとの対応をとる必要がある。
As another correction method, a plurality of elastic wave detection strain gauges and a calibration acceleration sensor are provided on the outer circumference of a rod-shaped body on a plurality of planes orthogonal to the traveling direction of the elastic wave. Then, there is a method of associating an accelerometer using a laser interferometer with elastic wave data. This method is more accurate than the above method, but it is necessary to make correspondence between the accelerometer and the elastic wave data each time the elastic wave medium, the acceleration sensor, or the strain gauge for detecting the elastic wave is replaced.

【0128】この金属製丸棒3の下端に、物体を飛翔の
後に衝突させるために、発射管7(内径=1.4cm、
長さ150cm)と発射管10(内径=3cm、長さ1
50cm)が設けられている。
At the lower end of the metal rod 3, a launch tube 7 (inner diameter = 1.4 cm,
150 cm long and launch tube 10 (inner diameter = 3 cm, length 1)
50 cm) is provided.

【0129】この発射管の数を、さらに増加させること
により、より詳しい測定を行うことができる。また、金
属製丸棒3に偏りの無い弾性波を発生するために、これ
らの発射管は、中心軸について対称な形状を持つことが
望ましい。これらの発射管の中には、衝突させるための
飛翔体8(アルミニウム製、直径=1.34cm、長さ
=15cm、質量=57g)、飛翔体9(アルミニウム
製、ドーナッツ状で、外径=2.95cm、内径=1.
85cm、長さ=15cm、質量=168g)が備えら
れている。この飛翔体は、発射管の形状に合わせてあ
る。また、飛翔体としては、それぞれ単体のものでな
く、複数のものからなる複合体あるいはそれぞれが結合
されていない物体群であっても弾性波を発生させること
ができる。この飛翔体の材質は、比較的硬度の低いもの
(例えば、青銅)から、硬度の高いもの(例えば、セラ
ミックス)まで用いられる。その先端部のみ硬度の低い
ものを用いることも可能である。この材質を調整するこ
とによって、発生する弾性波のスペクトルを調整するこ
とができる。
By further increasing the number of the firing tubes, more detailed measurement can be performed. Further, in order to generate an elastic wave with no deviation in the metal round bar 3, it is desirable that these launch tubes have a shape symmetrical with respect to the central axis. In these launch tubes, a projectile 8 (made of aluminum, diameter = 1.34 cm, length = 15 cm, mass = 57 g) for colliding, a projectile 9 (made of aluminum, donut-shaped, outer diameter = 2.95 cm, inner diameter = 1.
85 cm, length = 15 cm, mass = 168 g). This projectile is matched to the shape of the launch tube. Further, as the flying objects, elastic waves can be generated not only by the individual objects but also by a composite object composed of a plurality of objects or an object group in which the objects are not combined. Materials of this flying body are used from those having relatively low hardness (for example, bronze) to those having high hardness (for example, ceramics). It is also possible to use a material having a low hardness only at its tip. By adjusting this material, the spectrum of the generated elastic wave can be adjusted.

【0130】図1における構成では、これらの飛翔体
は、高圧空気源14(圧力=2〜4kg/cm2)、高圧
空気源15(圧力=2〜4kg/cm2)からの高圧空気
により発射管7、10より打ち出される。その発射のタ
イミングは、電磁弁制御装置11により制御された電磁
弁12、13の開閉により決められる。こうして発射さ
れた飛翔体の速度は、レーザ光源17と鏡18と光検出
器19と速度計測用カウンタ20で構成されるよく知ら
れた光計測装置により測定される。この飛翔体の速度
は、4m毎秒から40m毎秒程度であるが、この範囲に
限るべき理由はなく、さらに低速あるいは高速であって
もこの構成を適用することができる。また、上記の飛翔
体の質量を前もって測定しておくことにより、衝突の規
模を予測できることから、発生する弾性波の予測を行う
ことができる。
In the structure shown in FIG. 1, these projectiles are launched by high pressure air from a high pressure air source 14 (pressure = 2 to 4 kg / cm 2 ) and a high pressure air source 15 (pressure = 2 to 4 kg / cm 2 ). It is hammered out from the pipes 7 and 10. The timing of the firing is determined by opening / closing the solenoid valves 12 and 13 controlled by the solenoid valve control device 11. The velocity of the projectile thus launched is measured by a well-known optical measuring device including a laser light source 17, a mirror 18, a photodetector 19 and a velocity measuring counter 20. The velocity of this flying object is about 4 m / sec to 40 m / sec, but there is no reason to be limited to this range, and this configuration can be applied even if the velocity is lower or higher. In addition, by measuring the mass of the flying object in advance, the scale of the collision can be predicted, so that the elastic wave to be generated can be predicted.

【0131】また、発生した弾性波は、金属製丸棒3の
両端で反射を繰り返しながら減衰するので、これを用い
て、強度の異なる加速度を加速度計に与えることができ
る。この方法により、1度の衝突でいくつかの加速度に
おける測定を行うこともできる。
Further, since the generated elastic wave is attenuated while being repeatedly reflected at both ends of the metal round bar 3, accelerations having different intensities can be applied to the accelerometer by using this. With this method it is also possible to make measurements at several accelerations in one collision.

【0132】発射管の位置と加速度センサの位置は、逆
転してもよく、逆転した測定を併用することによって、
加速度センサのオフセットを評価することができる。
The position of the launch tube and the position of the acceleration sensor may be reversed, and by using the reversed measurements together,
The offset of the acceleration sensor can be evaluated.

【0133】また、発射管とそれに対応する飛翔体が、
その中心軸について対称な形状を持たない場合は、飛翔
体を回転させるか、金属製丸棒3を飛翔体の運動方向の
周りに回転して、中心軸について対称な形状を持たない
ことによる影響を調べることが望ましい。
In addition, the launch tube and the flying object corresponding to it are
If it does not have a symmetrical shape with respect to its central axis, the effect of not having a symmetrical shape with respect to the central axis by rotating the projectile or rotating the metal round bar 3 around the movement direction of the projectile It is desirable to check.

【0134】[0134]

【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。
Since the present invention has the above-mentioned structure,
The effects described below can be achieved.

【0135】第1、第2、第17、第18あるいは第1
9の発明では、垂直あるいは斜め方向に落下する棒状体
に物体あるいは物体群の衝突による弾性波を用いて、急
激な加速度変化を発生するようにし、また、正確な加速
度センサとの比較が可能となったことから、広範な加速
度について、加速度センサを校正することができる様に
なる。また、第3の発明では、正確な加速度センサに光
学的手段を用いた加速度検出手段をを用いることにした
ので、非接触で正確な加速度計測ができるようになる。
また、第4、第5、第6、第7、第8あるいは第9の発
明では、弾性波の形状による補正を加えるため、加速度
計の校正がより正確になる。
First, second, seventeenth, eighteenth or first
According to the ninth aspect of the invention, the elastic wave generated by the collision of an object or a group of objects is used for a rod-shaped body that falls vertically or obliquely to cause a rapid acceleration change, and it is possible to compare with an accurate acceleration sensor. Now, it becomes possible to calibrate the acceleration sensor for a wide range of acceleration. Further, in the third aspect of the invention, since the acceleration detecting means using the optical means is used for the accurate acceleration sensor, the accurate acceleration can be measured in a non-contact manner.
Further, in the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, or ninth invention, since the correction is made according to the shape of the elastic wave, the calibration of the accelerometer becomes more accurate.

【0136】また、第10の発明では、衝突する物体の
材質を変えて弾性波の周波数成分を変えることができる
ようになる。また、第11の発明では、物体の運動方向
を軸とする対称性をもつようにするため、弾性波をより
平面波に近づけることができる。また、第12の発明で
は、あらかじめ決められた時間間隔で複数の物体を衝突
させるため、弾性波が予め決められたの周波数帯域とす
ることができる。また、第13の発明では、弾性波伝播
理論に従った補正を加えるため、より正確に校正するこ
とができる。また、第14あるいは第15の発明では、
校正が周波数領域で行われるため、校正の周波数的な限
界を容易に知ることができる。また、第16の発明で
は、弾性波パルスの重なり部分を用いるため、種々の加
速度を容易に発生することができる。
Further, in the tenth invention, the frequency component of the elastic wave can be changed by changing the material of the colliding object. Further, in the eleventh invention, since the object has symmetry about the movement direction of the object, the elastic wave can be made closer to a plane wave. In the twelfth aspect of the invention, since a plurality of objects collide with each other at a predetermined time interval, the elastic wave can have a predetermined frequency band. Further, in the thirteenth invention, since the correction according to the elastic wave propagation theory is added, more accurate calibration can be performed. In the fourteenth or fifteenth invention,
Since the calibration is performed in the frequency domain, the frequency limit of the calibration can be easily known. Further, in the sixteenth invention, since the overlapping portion of the elastic wave pulses is used, various accelerations can be easily generated.

【0137】また、第20の発明では、弾性波パルスの
反射と減衰を用いるため、種々の加速度を容易に発生す
ることができる。また、第21の発明では、上記の棒状
体と該棒状体の第1の一端に衝突する物体とを衝突する
物体の運動方向の周りに相対的に回転させるため、物体
の形状の違いに起因する補正を加えることができる。
Further, in the twentieth aspect of the invention, since the reflection and attenuation of the elastic wave pulse are used, various accelerations can be easily generated. In the twenty-first aspect of the invention, since the rod-shaped body and the object that collides with the first end of the rod-shaped body are relatively rotated around the moving direction of the colliding object, the difference in the shape of the object is caused. You can add a correction to

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の望ましい実施の形態を示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ干渉計からのレーザ光 2 評価対象の加速度センサ 3 金属製丸棒 4 非接触式金属丸棒ガイドおよび傾斜装置 5 丸棒ブレーキ装置 6 ひずみゲージ 7 発射管 8、9 飛翔体 10 発射管 11電磁弁制御装置 12、13 電磁弁 14、15 高圧空気源 16 発射管傾斜装置 17 レーザ光源 18 鏡 19 光検出器 20 速度計測用カウンタ 1 Laser light from laser interferometer 2 Acceleration sensor to be evaluated 3 metal round bar 4 Non-contact metal round bar guide and tilting device 5 Round bar brake device 6 strain gauge 7 launch tube 8, 9 Flying body 10 launch tubes 11 Solenoid valve control device 12, 13 solenoid valve 14, 15 High pressure air source 16 Launch tube tilting device 17 Laser light source 18 mirror 19 Photodetector 20 Speed measurement counter

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉛直方向もしくは予め決められた角度で
斜め方向に落下し弾性波の伝搬しうる棒状体と、該棒状
体の第1の一端に物体を衝突させる手段と、上記の物体
の速度を計測する手段と、上記の棒状体の第2の一端の
運動の加速度を検出することのできる第1の加速度検出
手段および第2の加速度検出手段と、第1の加速度検出
手段の結果と第2の加速度検出手段の結果とを比較する
手段と、上記の棒状体の第1の一端における衝突による
弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一端の運動におけ
る加速度を第1の加速度検出手段と第2の加速度検出手
段とでそれぞれ検出する構成とを備えることを特徴とす
る加速度センサの動的特性測定装置。
1. A rod-shaped body capable of propagating elastic waves by falling vertically or obliquely at a predetermined angle, a means for colliding an object with a first end of the rod-shaped body, and the velocity of the object. For measuring the acceleration, the first acceleration detecting means and the second acceleration detecting means capable of detecting the acceleration of the movement of the second end of the rod-shaped body, the result of the first acceleration detecting means and the first acceleration detecting means. And a means for comparing the result of the acceleration detecting means of No. 2 and an acceleration in the movement of the second end of the rod-shaped body caused by the elastic wave caused by the collision at the first end of the rod-shaped body. A dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor, comprising: a means for detecting the acceleration and a second acceleration detecting means.
【請求項2】 鉛直方向もしくは予め決められた角度で
斜め方向に落下し弾性波の伝搬しうる棒状体と、該棒状
体の第1の一端にそれぞれの物体群を衝突させる手段
と、上記の物体群の速度を計測する手段と、上記の棒状
体の第2の一端の運動の加速度を検出することのできる
第1の加速度検出手段および第2の加速度検出手段と、
第1の加速度検出手段の結果と第2の加速度検出手段の
結果とを比較する手段と、上記の棒状体の第1の一端に
おける衝突による弾性波が引起す上記の棒状体の第2の
一端の運動における加速度を第1の加速度検出手段と第
2の加速度検出手段とでそれぞれ検出する構成とを備え
ることを特徴とする加速度センサの動的特性測定装置。
2. A rod-shaped body capable of propagating elastic waves by falling vertically or obliquely at a predetermined angle, and means for colliding each object group with a first end of the rod-shaped body. Means for measuring the velocity of the object group, a first acceleration detecting means and a second acceleration detecting means capable of detecting the acceleration of the motion of the second end of the rod-shaped body,
A means for comparing the result of the first acceleration detecting means with the result of the second acceleration detecting means, and a second end of the rod-shaped body caused by an elastic wave caused by a collision at the first end of the rod-shaped body. A dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor, comprising: a first acceleration detecting means and a second acceleration detecting means for detecting the acceleration in the motion of FIG.
【請求項3】 鉛直方向もしくは予め決められた角度で
斜め方向に落下し弾性波の伝搬しうる棒状体と、該棒状
体の第1の一端に複数の物体を衝突させる手段と、上記
の物体の速度を計測する手段と、上記の棒状体の第2の
一端の運動の加速度を検出することのできる第1の加速
度検出手段および光学的手段を用いた第2の加速度検出
手段と、第1の加速度検出手段の結果と第2の加速度検
出手段の結果とを比較する手段と、上記の棒状体の第1
の一端に時間差をおいて衝突された複数の物体のそれぞ
れの衝突による弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一
端の運動における加速度を第1の加速度検出手段と第2
の加速度検出手段とで検出する構成とを備えることを特
徴とする加速度センサの動的特性測定装置。
3. A rod-shaped body capable of propagating elastic waves by falling vertically or obliquely at a predetermined angle, means for colliding a plurality of objects with a first end of the rod-shaped body, and the above-mentioned object. Means for measuring the velocity, a second acceleration detecting means using the first acceleration detecting means and an optical means capable of detecting the acceleration of the movement of the second end of the rod-shaped body, and the first acceleration detecting means. Means for comparing the result of the acceleration detecting means with the result of the second acceleration detecting means, and the first rod-shaped body.
The acceleration in the motion of the second end of the rod-shaped body caused by the elastic waves caused by the collisions of the plurality of objects that are collided at one end of the first time with the first acceleration detection means and the second acceleration
And a configuration for detecting the acceleration characteristic by the acceleration detecting means of 1. and a dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor.
【請求項4】 上記の棒状体を伝搬する弾性波を上記の
棒状体の側面において検出することのできる弾性波検出
手段をさらに備え、上記の棒状体の第1の一端への衝突
による弾性波が引起す上記の棒状体の第2の一端の運動
における加速度を第1の加速度検出手段で検出した結果
を、上記の弾性波を上記の弾性波検出手段で検出した結
果により補正する構成とを備えることを特徴とする請求
項1ないし3のいずれかに記載の加速度センサの動的特
性測定装置。
4. An elastic wave detecting means capable of detecting an elastic wave propagating through the rod-shaped body on a side surface of the rod-shaped body, the elastic wave being caused by collision of the rod-shaped body with a first end thereof. And a configuration in which the result of detecting the acceleration in the movement of the second end of the rod-shaped body caused by the first acceleration detecting means is corrected by the result of detecting the elastic wave by the elastic wave detecting means. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
【請求項5】 上記の弾性波検出手段は、上記の第2の
加速度検出手段で検出した結果により補正された手段で
あることを特徴とする請求項4に記載の加速度センサの
動的特性測定装置。
5. The dynamic characteristic measurement of the acceleration sensor according to claim 4, wherein the elastic wave detecting means is a means corrected by a result detected by the second acceleration detecting means. apparatus.
【請求項6】 上記の第2の加速度検出手段で検出した
結果により補正された手段は、上記の第1の加速度検出
手段を上記の棒状体に設けることなく、上記の弾性波の
進行方向に直交するひとつの平面上にある棒状体の外周
に設けられた単数あるいは複数の弾性波検出手段を用い
て用意された弾性波と加速度との対応を含む手段である
ことを特徴とする請求項5に記載の加速度センサの動的
特性測定装置。
6. The means corrected by the result detected by the second acceleration detecting means is arranged in the traveling direction of the elastic wave without providing the first acceleration detecting means on the rod-shaped body. 6. A means including a correspondence between an elastic wave and an acceleration prepared by using one or a plurality of elastic wave detecting means provided on the outer circumference of a rod-shaped body on one orthogonal plane. An acceleration sensor dynamic characteristic measuring device according to.
【請求項7】 上記の第2の加速度検出手段で検出した
結果により補正された手段は、上記の第1の加速度検出
手段を上記の棒状体に設けて、上記の弾性波の進行方向
に直交する複数の平面上にある棒状体の外周に設けられ
た複数の弾性波検出手段を用いて用意された弾性波と加
速度との対応を含む手段であることを特徴とする請求項
5に記載の加速度センサの動的特性測定装置。
7. A means corrected by the result of detection by the second acceleration detecting means, wherein the first acceleration detecting means is provided on the rod-shaped body, and is orthogonal to the traveling direction of the elastic wave. 6. The means for including correspondence between an elastic wave and acceleration prepared by using a plurality of elastic wave detecting means provided on the outer periphery of a rod-shaped body on a plurality of flat surfaces, according to claim 5, Accelerometer dynamic characteristics measurement device.
【請求項8】 鉛直方向もしくは予め決められた角度で
斜め方向に落下する弾性波の伝搬しうる棒状体と、該棒
状体の第1の一端に運動量を持った物体を衝突させる手
段と、上記の物体の速度を計測する手段と、上記の棒状
体を伝搬する弾性波を上記の棒状体の側面において検出
することのできる弾性波検出手段と、上記の棒状体の第
2の一端の運動の加速度を検出することのできる第1の
加速度検出手段と、上記の第1の加速度検出手段の結果
と弾性波検出手段の結果とを比較する手段と、上記の棒
状体の第1の一端に衝突された衝突による弾性波が引起
す上記の棒状体の第2の一端の運動における加速度を第
1の加速度検出手段で検出し、上記の弾性波を上記の弾
性波検出手段でそれぞれ検出する構成とを備えることを
特徴とする加速度センサの動的特性測定装置。
8. A rod-shaped body capable of propagating elastic waves falling vertically or obliquely at a predetermined angle, and means for colliding an object having momentum with a first end of the rod-shaped body. Means for measuring the velocity of the object, elastic wave detecting means capable of detecting elastic waves propagating in the rod-shaped body on the side surface of the rod-shaped body, and movement of the second end of the rod-shaped body. First acceleration detecting means capable of detecting acceleration, means for comparing the result of the first acceleration detecting means with the result of the elastic wave detecting means, and collision with the first end of the rod-shaped body. A configuration in which the acceleration in the motion of the second end of the rod-shaped body caused by the elastic wave collision is detected by the first acceleration detecting means, and the elastic wave is detected by the elastic wave detecting means. Is equipped with Dynamic characteristic measuring device for sensors.
【請求項9】 上記の弾性波検出手段による検出結果
は、予めもとめられた弾性波の特性と加速度との対応関
係により補正されることを特徴とする請求項8に記載の
加速度センサの動的特性測定装置。
9. The dynamics of the acceleration sensor according to claim 8, wherein the detection result by the elastic wave detecting means is corrected by a correspondence relationship between the characteristic of the elastic wave and the acceleration which is obtained in advance. Characteristic measuring device.
【請求項10】 上記の棒状体の一端に衝突する物体
は、衝突部分の先端部の硬度が、その他の部分の硬度よ
りも低いことを特徴とする請求項1ないし9の何れかに
記載の加速度センサの動的特性測定装置。
10. The object that collides with one end of the rod-shaped body has a hardness of a tip end portion of a collision portion lower than a hardness of the other portion, according to any one of claims 1 to 9. Accelerometer dynamic characteristics measurement device.
【請求項11】 上記の棒状体の第1の一端に物体を衝
突させる手段は、物体の運動方向を軸とする対称性をも
つことを特徴とする請求項1ないし10の何れかに記載
の加速度センサの動的特性測定装置。
11. The means for colliding an object with the first end of the rod-shaped body has symmetry about the movement direction of the object as an axis, according to any one of claims 1 to 10. Accelerometer dynamic characteristics measurement device.
【請求項12】 上記の棒状体の第1の一端に物体を衝
突させる手段は、上記の棒状体に生じる弾性波が予め決
められたの周波数帯域となる様にあらかじめ決められた
時間間隔で複数の物体を衝突させることを特徴とする請
求項1ないし11の何れかに記載の加速度センサの動的
特性測定装置。
12. The means for causing an object to collide with the first end of the rod-shaped body comprises a plurality of means at predetermined time intervals so that the elastic wave generated in the rod-shaped body has a predetermined frequency band. 12. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to claim 1, wherein the object is made to collide.
【請求項13】 上記の弾性波検出手段の結果を補正す
る手段は、弾性波伝播理論に従った手段であり、上記の
弾性波検出手段の出力信号から上記の第2の一端に入射
する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、解析
解の少なくとも1次の項(Skalakの解)を含むことを特
徴とする請求項9に記載の加速度センサの動的特性測定
装置。
13. The means for correcting the result of the elastic wave detecting means is a means according to the elastic wave propagation theory, and the elastic wave incident on the second end from the output signal of the elastic wave detecting means. 10. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to claim 9, wherein at least a first-order term (Skalak's solution) of the analytical solution is included in obtaining the transient distortion signal of the wave pulse.
【請求項14】 上記の第1の加速度検出手段の結果と
第2の加速度検出手段の結果との比較は、周波数領域で
行われることを特徴とする請求項1ないし13の何れか
に記載の加速度センサの動的特性測定装置。
14. The method according to claim 1, wherein the comparison between the result of the first acceleration detecting means and the result of the second acceleration detecting means is performed in the frequency domain. Accelerometer dynamic characteristics measurement device.
【請求項15】 上記の第1の加速度検出手段の結果あ
るいは上記の第2の加速度検出手段の結果と、上記の弾
性波検出手段の結果との比較は、周波数領域で行われる
ことを特徴とする請求項4ないし13の何れかに記載の
加速度センサの動的特性測定装置。
15. A comparison between the result of the first acceleration detecting means or the result of the second acceleration detecting means and the result of the elastic wave detecting means is performed in a frequency domain. 14. A dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to any one of claims 4 to 13.
【請求項16】 上記の第1の一端に複数の物体を衝突
させる構成と、その複数の物体の衝突による弾性波パル
スは重なりを有する構成と、その重なった弾性波パルス
を上記の第1の加速度検出手段および第2の加速度検出
手段とで検出する構成とを備えることを特徴とする請求
項1ないし5あるいは請求項10ないし15の何れかに
記載の加速度センサの動的特性測定装置。
16. A structure in which a plurality of objects collide with the first one end, a structure in which elastic wave pulses due to the collision of the plurality of objects overlap each other, and the overlapping elastic wave pulses are combined in the first structure. 16. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to claim 1, further comprising: an acceleration detecting unit and a second acceleration detecting unit.
【請求項17】 上記の棒状体を自由落下させる間に、
弾性波を発生し、検出することを特徴とする請求項1な
いし16の何れかに記載の加速度センサの動的特性測定
装置。
17. While free-falling the rod-shaped body,
The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to any one of claims 1 to 16, wherein elastic wave is generated and detected.
【請求項18】 重力加速度の方向と検出する加速度の
方向の角度が、弾性波を発生し検出する間、あらかじめ
決められた値にあることを特徴とする請求項17に記載
の加速度センサの動的特性測定装置。
18. The acceleration sensor according to claim 17, wherein the angle between the direction of the gravitational acceleration and the direction of the detected acceleration has a predetermined value during the generation and detection of the elastic wave. Characteristic measuring device.
【請求項19】 重力加速度の方向と検出する加速度の
方向が平行であることを特徴とする請求項17に記載の
加速度センサの動的特性測定装置。
19. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to claim 17, wherein the direction of the gravitational acceleration and the direction of the detected acceleration are parallel to each other.
【請求項20】 上記の棒状体の両端で反射した弾性波
を用いることを特徴とする請求項1ないし19の何れか
に記載の加速度センサの動的特性測定装置。
20. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to claim 1, wherein elastic waves reflected at both ends of the rod-shaped body are used.
【請求項21】 上記の棒状体と該棒状体の第1の一端
に衝突する物体とを衝突する物体の運動方向の周りに相
対的に回転させながら、弾性波を発生し検出することを
特徴とする請求項1ないし16の何れかに記載の加速度
センサの動的特性測定装置。
21. An elastic wave is generated and detected while relatively rotating the rod-shaped body and an object colliding with a first end of the rod-shaped body around a moving direction of the colliding object. The dynamic characteristic measuring device for an acceleration sensor according to any one of claims 1 to 16.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100368810C (en) * 2005-05-19 2008-02-13 中北大学 Method for measuring dynamic linearity of micro-acceleration gauge using impact acceleration generator
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