JP2004317467A - Method and apparatus for measuring dynamic linearity of laser vibration meter, and laser displacement meter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、産業上広く用いられているレーザ振動計及びレーザ変位計による動的計測の基礎となる、それら計測機器の動的線形性を評価するための計測方法とその方法を実施するための装置に関し、特に、本発明は新しいＤＣから必要な周波数までの高速広周波数帯域における微小変位発生装置によって発生させた動的変位、速度を、基準となるレーザ干渉計、或いは歪ゲージで計測した結果を基礎にして、その性能評価対象であるレーザ振動計及びレーザ変位計の動的線形性の計測を可能とする計測方法とその方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドップラーシフトや光ヘテロダイン干渉等の光干渉を原理とする動的変位や振動を測定するレーザ振動計及びレーザ変位計は、従来から産業界では広く用いられてきている。レーザ振動計及びレーザ変位計は、非接触で微小な面の微小運動や動的変位を計測出来ることから、マイクロ運動デバイスの開発、マイクロ運動メカニズムの開発における計測で、近年広く用いられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１ＭＨｚをゆうに超える周波数帯域幅の数値がメーカ仕様に示されている一方、実際の計測では注目した周波数での測定結果の信頼性を検証する方法がなく、レーザ振動計、レーザ変位計のデータは未公開のままである。即ち、真実に１ＭＨｚをゆうに超える周波数帯域幅をレーザ振動計及びレーザ変位計はもっているのかどうか、また、特性の周波数での感度や位相遅れはどれくらいなのかを、検証する方法がないのが実状である。
【０００４】
そのため、動的計測に今後さらに多用されるであろうレーザ振動計及びレーザ変位計の、動的性能の基礎となるべき動的線形性を評価する計測技術の確立は急務となっている。
【０００５】
したがって本発明は、レーザ振動計及びレーザ変位計による動的変位もしくは速度の測定において、それらの計測装置に動的線形性が成立するかどうかを計測し、また動的線形性が成立する周波数領域、振幅領域を明らかにする計測方法とその方法を実施するための装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一般に、計測器の線形性が成り立たなければ、本来計測はなりたたない。動的計測における線形性、すなわち動的線形性は、『入力信号ｘ（ｔ）に対する出力信号をＸ（ｔ）とし、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、入力信号ａ・ｘ（ｔ）＋ｂ・ｙ（ｔ）に対する出力信号がａ・Ｘ（ｔ）＋ｂ・Ｙ（ｔ）となること。』と一般的には定義される。しかしながら、この定義に基いて、計測機器やセンサの動的線形性を評価することは、一般には容易ではない。したがって本発明は、概略以下に述べるような手段により、レーザ振動計、及びレーザ変位計の動的線形性の計測を行うようにしたものである。
【０００７】
即ち、レーザー振動計については、金属棒端面に対して、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ振動計のレーザ光を照射する。棒のもう一方の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とによって発生した弾性波パルスがもう一方の照射端面に到達したときに生じる端面の運動速度を、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ振動計で同時に計測する。
【０００８】
基準となるレーザ干渉計で得られた速度振動信号をｖｎ，１（ｔ）とし、その動的線形性を評価するレーザ振動計で得られた速度振動信号をｖｔ，１（ｔ）とする。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速度を、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ振動計で同時に計測する。基準となるレーザ干渉計で得られた速度振動信号をｖｎ，２（ｔ）とし、その動的線形性を評価するレーザ振動計で得られた速度振動信号をｖｔ，２（ｔ）とする。
【０００９】
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、発生した弾性波パルスがもう一方の照射端面に到達したときに生じる端面の運動速度を、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ振動計で同時に計測する。基準となるレーザ干渉計で得られた速度振動をｖｎ，１＋２（ｔ）とし、その動的線形性を評価するレーザ振動計で得られた信号をｖｔ，１＋２（ｔ）とする。
【００１０】
棒内部に発生している波動が弾性波動であることから、基準となるレーザ振動計による計測結果に関して、入力信号の加法性、すなわちｖｎ，１＋２（ｔ）＝ｖｎ，１（ｔ）＋ｖｎ，２（ｔ）が成立する範囲で、ｖｔ，１＋２（ｔ）＝ｖｔ，１（ｔ）＋ｖｔ，２（ｔ）が成立する範囲を、周波数領域、時間領域で求める、もしくは周波数領域、時間領域でｖｔ，１＋２（ｔ）とｖｔ，１（ｔ）＋ｖｔ，２（ｔ）を比較するという手段を用いる。
【００１１】
同時に発射させる時の内側発射管からの飛翔体および外側発射管からの飛翔体は、それぞれ単独で発射される場合と同一形状であり、かつ同一条件（発射圧力、発射管の内部での初期位置など）でなければならない。
【００１２】
内側飛翔体と外側飛翔体の棒への衝突が同時でない場合には、その時間差（Δｔ）をパラメータにして、両飛翔体を同時に発射した時の信号をもっとも良く表すように、Δｔを決める。
【００１３】
一方、レーザー変位計についても上記レーザ振動計と同様の手段を採用し、金属棒端面に対して、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ変位計のレーザ光を照射する。棒のもう一方の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とによって発生した弾性波パルスがもう一方の照射端面に到達したときに生じる端面の動的変位を、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ変位計で同時に計測する。
【００１４】
基準となるレーザ干渉計で得られた動的変位信号をｄｎ，１（ｔ）とし、その動的線形性を評価するレーザ変位計で得られた動的変位信号をｄｔ，１（ｔ）とする。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動的変位を、基準となるレーザ干渉計とその動的線形性を評価するレーザ変位計で同時に計測する。基準となるレーザ干渉計で得られた動的変位信号をｄｎ，２（ｔ）とし、その動的線形性を評価するレーザ振動計で得られた動的変位信号をｄｔ，２（ｔ）とする。
【００１５】
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、発生した弾性波パルスがもう一方の照射端面に到達したときに生じる端面の動的変位を、基準となるレーザ干渉計と動的線形性を測定するレーザ振動計で同時に計測する。基準となるレーザ干渉計で得られた動的変位をｄｎ，１＋２（ｔ）とし、その動的線形性を評価するレーザ振動計で得られた動的変位信号をｄｔ，１＋２（ｔ）とする。
【００１６】
棒内部に発生している波動が弾性波動であることから、基準となるレーザ振動計による計測結果に関して、入力信号の加法性、すなわちｄｎ，１＋２（ｔ）＝ｄｎ，１（ｔ）＋ｄｎ，２（ｔ）が成立する範囲内で、ｄｔ，１＋２（ｔ）＝ｄｔ，１（ｔ）＋ｄｔ，２（ｔ）が成立する範囲を周波数領域、時間領域で求める、もしくは周波数領域、時間領域でｄｔ．１＋２（ｔ）とｄｔ，１（ｔ）＋ｄｔ，２（ｔ）を比較するという手段を用いる。
【００１７】
同時に発射させる時の内側発射管からの飛翔体および外側発射管からの飛翔体は、それぞれ単独で発射される場合と同一形状であり、かつ同一条件（発射圧力、発射管の内部での初期位置など）でなければならない。
【００１８】
内側飛翔体と外側飛翔体の棒への衝突が同時でない場合には、その時間差（Δｔ）をパラメータにして、両飛翔体を同時に発射した時の信号をもっとも良く表すように、Δｔを決める。
【００１９】
したがって本発明は次に述べるような手段を採用することによって、本発明の上記課題を解決することができる。即ち、請求項１に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２０】
また、請求項２に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２１】
また、請求項３に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記複数の歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２２】
また、請求項４に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２３】
また、請求項５に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２４】
また、請求項６に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２５】
また、請求項７に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２６】
また、請求項８に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２７】
また、請求項９に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記歪ゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２８】
また、請求項１０に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記複数の歪みゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００２９】
また、請求項１１に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００３０】
また、請求項１２に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００３１】
また、請求項１３に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００３２】
また、請求項１４に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させ、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法としたものである。
【００３３】
また、請求項１５に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定するレーザ干渉計、及び評価対象となるレーザ振動計と、前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較する比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００３４】
また、請求項１６に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、前記歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００３５】
また、請求項１７に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、前記複数の歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００３６】
また、請求項１８に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００３７】
また、請求項１９に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００３８】
また、請求項２０に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ振動計と、前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００３９】
また、請求項２１に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ振動計と、前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４０】
また、請求項２２に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定するレーザ干渉計、及び評価対象となるレーザ変位計と、前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４１】
また、請求項２３に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、前記歪ゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４２】
また、請求項２４に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、前記複数の歪みゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４３】
また、請求項２５に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４４】
また、請求項２６に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４５】
また、請求項２７に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ変位計と、前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４６】
また、請求項２８に係る発明は、金属棒の第１端面に第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに前記第１及び第２の両飛翔体を同時に或いは微少時間差をもって衝突させて金属棒内部に弾性波パルスを発生させる発射装置と、前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ変位計と、前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４７】
また、請求項２９に係る発明は、前記発射装置は二重管からなり、前記第１の飛翔体を内側の管内から、前記第２の飛翔体は内側の管と外側の管の間から発射すること、もしくはその逆に第１の飛翔体は内側の管と外側の管の間から、第２の飛翔体は内側の管内から発射することを特徴とする請求項１５乃至請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４８】
また、請求項３０に係る発明は、前記第１の飛翔体を内側の管内から、前記第２の飛翔体は内側の管と外側の管の間から発射すること、もしくはその逆に第１の飛翔体は内側の管と外側の管の間から、第２の飛翔体は内側の管内から発射することを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００４９】
また、請求項３１に係る発明は、前記第１の飛翔体及びそのための発射装置、第２の飛翔体及びそのための発射装置を多重化し、発射の時間差を制御し、金属棒内部に発生する弾性波の周波数帯域を狭帯域化することを特徴とする請求項１５乃至請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５０】
また、請求項３２に係る発明は、前記第１の飛翔体及びそのための発射装置、第２の飛翔体及びそのための発射装置を多重化し、発射の時間差を制御し、金属棒内部に発生する弾性波の周波数帯域を狭帯域化することを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５１】
また、請求項３３に係る発明は、前記歪ゲージは、前記金属棒の表面に対して該金属棒の端部から同一距離に複数設けたことを特徴とする請求項１６乃至請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５２】
また、請求項３４に係る発明は、前記歪ゲージは、前記金属棒の表面に対して該金属棒の端部から同一距離に複数設けたことを特徴とする請求項２３乃至請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５３】
また、請求項３５に係る発明は、飛翔体本体部を異なる材質の積層体で構成し、または飛翔体本体部の先端に該本体部と異なる材質の部材を取り付け、金属棒内部に発生する弾性波パルスの周波数帯域を制御することを特徴とする請求項１５乃至請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５４】
また、請求項３６に係る発明は、飛翔体本体部を異なる材質の積層体で構成し、または飛翔体本体部の先端に該本体部と異なる材質の部材を取り付け、金属棒内部に発生する弾性波パルスの周波数帯域を制御することを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５５】
また、請求項３７に係る発明は、前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって演算を行う演算手段は、解析解の１次の項、または高次の項までを用い、歪ゲージ出力信号から端面に入射する弾性波パルスの過渡歪信号を求めることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５６】
また、請求項３８に係る発明は、前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって演算を行う演算手段は、解析解の１次の項、または高次の項までを用い、歪ゲージ出力信号から端面に入射する弾性波パルスの過渡歪信号を求めることを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５７】
また、請求項３９に係る発明は、前記計測手段は、前記第１及び第２の両飛翔体を微少時間差をもって衝突衝突させるとき、両飛翔体の金属棒に対する衝突時刻の差を、両飛翔体を各々単独で衝突させたときに発生する歪ゲージ出力またはレーザ干渉計による計測結果に基づき、両側飛翔体が完全には同時衝突が達成できないための微少時間差をもって衝突させたときに発生する歪ゲージ出力または基準レーザ干渉計による計測結果が最も適合するパラメータとして求め、 第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに両飛翔体を微少時間差をもって各々衝突させた時に得られる評価対象とするレーザ振動計の出力信号から、それらの動的線形性を計測することを特徴とする請求項１５〜請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５８】
また、請求項４０に係る発明は、前記計測手段は、前記第１及び第２の両飛翔体を微少時間差をもって衝突衝突させるとき、両飛翔体の金属棒に対する衝突時刻の差を、両飛翔体を各々単独で衝突させたときに発生する歪ゲージ出力またはレーザ干渉計による計測結果に基づき、両側飛翔体が完全には同時衝突が達成できないための微少時間差をもって衝突させたときに発生する歪ゲージ出力または基準レーザ干渉計による計測結果が最も適合するパラメータとして求め、 第１の飛翔体のみ、及び第２の飛翔体のみ、並びに両飛翔体を微少時間差をもって各々衝突させた時に得られる評価対象とするレーザ振動計の出力信号から、それらの動的線形性を計測することを特徴とする請求項２２〜請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００５９】
また、請求項４１に係る発明は、前記金属棒を、軸方向への剛体運動を拘束しないように点接触によって水平に支持したことを特徴とする請求項１５〜請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６０】
また、請求項４２に係る発明は、前記金属棒を、軸方向への剛体運動を拘束しないように点接触によって水平に支持したことを特徴とする請求項２２〜請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６１】
また、請求項４３に係る発明は、前記金属棒の第１端面に接する金属球を取り付け、前記金属球に発射タイミングを精密に制御した飛翔体を衝突させ、金属棒内部に弾性波パルスを発生させることを特徴とする、請求項１５〜請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６２】
また、請求項４４に係る発明は、前記金属棒の第１端面に接する金属球を取り付け、前記金属球に発射タイミングを精密に制御した飛翔体を衝突させ、金属棒内部に弾性波パルスを発生させることを特徴とする、請求項２２〜請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６３】
また、請求項４５に係る発明は、前記金属棒の第２端面に圧電物質を取り付け、前記圧電物質を前記弾性波パルスの第２端面での反射過程の所定の時期に駆動する圧電物質駆動手段を備え、金属棒単体で発生できる棒端面の速度の周波数帯域幅が不足しているときに、前記圧電物質駆動手段の駆動により周波数帯域幅を広帯域化することを特徴とする、請求項１５〜請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６４】
また、請求項４６に係る発明は、前記金属棒の第２端面に圧電物質を取り付け、前記圧電物質を前記弾性波パルスの第２端面での反射過程の所定の時期に駆動する圧電物質駆動手段を備え、金属棒単体で発生できる棒端面の動的変位の周波数帯域幅が不足しているときに、前記圧電物質駆動手段の駆動により周波数帯域幅を広帯域化することを特徴とする、請求項２２〜請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６５】
また、請求項４７に係る発明は、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、ゲージの周波数応答、棒端面に取り付けた圧電物質の高速微小振動、及び高速微小動的変位の少なくとも一つを補正する補正関数を記録したデータと、歪ゲージが貼り付けられた金属棒を必要不可欠な交換部品セットとすることを特徴とする請求項１６〜請求項２１、請求項４５のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６６】
また、請求項４８に係る発明は、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、ゲージの周波数応答、棒端面に取り付けた圧電物質の高速微小振動、及び高速微小動的変位の少なくとも一つを補正する補正関数を記録した媒体と、歪ゲージが貼り付けられた金属棒を必要不可欠な交換部品セットとすることを特徴とする請求項２３〜請求項２８、請求項４６のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６７】
また、請求項４９に係る発明は、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、ゲージの周波数応答、棒端面に取り付けた圧電物質の高速微小振動、及び高速微小動的変位の少なくとも一つを補正する補正関数を記録した媒体と、歪ゲージが貼り付けられた金属棒または、圧電物質が端面に取り付けられた金属棒を反復実施可能性の実現手段とすることを特徴とする請求項１５〜請求項２１、請求項４５のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６８】
また、請求項５０に係る発明は、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、ゲージの周波数応答、棒端面に取り付けた圧電物質の高速微小振動、及び高速微小動的変位の少なくとも一つを補正する補正関数を記録した媒体と、歪ゲージが貼り付けられた金属棒または、圧電物質が端面に取り付けられた金属棒を反復実施可能性の実現手段とすることを特徴とする請求項２２〜請求項２８、請求項４６のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置としたものである。
【００６９】
また、請求項５１に係る発明は、上記請求項１〜請求項５０のいずれか一つに記載の装置または方法を用いて動的線形性が計測されたレーザ変位計またはレーザ振動計としたものである。
【００７０】
また、請求項５２に係る発明は、金属棒中を伝播する動的歪みの計測において、多数の歪ゲージを円周方向のみならず軸方向に貼り付け、弾性波動の伝播の位相の違いを弾性波伝播理論により補正して、各ゲージ出力信号から代表位置における歪みを軸方向に貼り付けた歪みの個数だけ算出し、総加平均を取ることによりノイズを抑制することを特徴とする動的歪みの計測方法としたものである。
【００７１】
【発明の実施の形態】
本発明によるレーザ振動計及びレーザ変位計の測定はほぼ同様の装置によって行うことができ、且つ種々の態様によって実施することができるが、図１に示す実施例においては、金属棒１の第１端面２に後述するような飛翔体３を衝突させて衝撃を加え、内部に弾性波パルスを発生させるものであり、中心発射管４、外側発射管５の二重の多重発射管７を用い、この多重発射管７から内外２個の多重の飛翔体３を発射させる。図示実施例では中心発射管４の内部から略円柱状の内側飛翔体８を内側発射装置９により、また中心発射管４と外側発射管５との間の環状空間から環状の外側飛翔体１０を外側発射装置１１により各々独立して発射できるようにしている。この発射の状態はレーザ光源２７からのレーザを金属棒１の前方において、２本間隔を設けて照射し、このレーザ光を遮る状態を受光素子２８で検出し、その時間差をカウンタ２９によって計測し、そのデータをパソコン２６に入力して検出することができる。
【００７２】
上記各飛翔体の発射に際しては、弁開閉制御装置１５により第１弁１６を解放し、第１高圧空気源１７からの高圧空気を内側発射装置９に供給することにより、内側発射管４内の内側飛翔体８を金属棒１の第１端面２に向けて発射させる。内側飛翔体８が金属棒１の第１端面２に衝突すると、金属棒１内には衝撃加速度の弾性波が発生して金属棒１内を伝播する。また、弁開閉制御装置１５により前記第１弁１６の解放後の所定時間後に第２弁１８を解放し、第２高圧空気源１９からの高圧空気を外側発射装置１１に供給することにより、中心発射管４と外側発射管５との間に配置した環状の外側飛翔体１０を金属棒１の第１端面２に向けて発射させる。外側飛翔体１０が金属棒１の第１端面２に衝突すると、金属棒１内には前記と同様の衝撃加速度の弾性波が前記第１飛翔体８の衝突による弾性波の発生に対して時間遅れで発生し金属棒１内を伝播する。
【００７３】
このようにして金属棒１内に発生した各衝撃加速度の弾性波により、金属棒１内には合成衝撃加速度の波形が生じることとなり、この波形が金属棒１の第２端面２２に対して伝播する。このように、飛翔体を複数用い、各飛翔体の発射時期を任意に設定し発射の位相を制御することにより、重ね合わせの原理により全体として所定の継続時間の衝撃加速度波形を発生することが可能となる。
【００７４】
これらの発射管４、５の各飛翔体８、１０との接触面、または各飛翔体の外周面には潤滑処理、或いは低摩擦係数化する表面処理層を設けることが好ましい。また、個々の飛翔体の発射により金属棒１内部に発生する弾性波パルスの周波数帯域を狭くするために、飛翔体先端部に高分子材料、プラスティックス、木材などを取り付けても良い。その際には、飛翔体本体部が金属、高分子材料、あるいはプラスティックス、木材など異なる材料との積層構造をもつような多重飛翔体を用いても良い。また金属棒１は軸方向への剛体運動を拘束しないようにボールベアリングやころ軸受等の点接触によって水平に支持し、弾性波の伝播への影響を最小限にすることが好ましい。更に、飛翔体が衝突する金属棒の端面には金属球を接触する状態で取り付けてもよい。
【００７５】
上記のような金属棒１の第１端面２において発生した弾性波パルスは、金属棒１内部を伝播してもう一方の第２端面２２に到達して反射する。反射の過程で発生する端面に垂直な方向の衝撃速度、及び衝撃ひずみが、その端面に対してレーザを照射しているレーザ振動計またはレーザ変位計２３への入力となる。また、衝撃加速度の精密な測定は歪ゲージ２５、またはレーザ干渉計２４により、更には必要に応じて両方を用いることにより測定し、加速度センサ２３の計測値と比較を行う。
【００７６】
発生する衝撃加速度の検出に際して棒側面に貼り付けた歪ゲージ２５を用いる際には、歪ゲージ２５を単体で実施することができるが、金属棒の軸線方向に一列に複数配置しても良く、この列を更に複数列配置しても良い。図１に示す例においては、第１端面２から１列に、Ｌ１、Ｌ２、・・・ＬＮずつ離れてＮ個配置し、同図の例ではこれを棒の周面において円周方向に２列配置した例を示している。複数個の歪ゲージを用いる際には、各ゲージの出力信号を演算装置としてのパソコン２６に入れ、これを信号処理して代表位置でのゲージ出力の周波数特性を求め、予め求めておいた補正関数を用いてレーザ干渉計２４で計測した結果と同等の結果が得られるようにする。なお、上記実施例においては、レーザ干渉計２４と歪ゲージ２５を用いた例を示しているが、いずれか片方のみでも本発明を実施することができる。
【００７７】
本発明は更に図２に示すような装置によってもレーザ振動計またはレーザ変位計の測定を行い、その評価を行うことができる。同図の例においては前記図１に示す例と異なり、金属棒１の第２端面２２に圧電膜もしくは圧電膜駆動のレーザ光反射膜（材）（以下「圧電膜」と称する）３０を設け、図２の例においては歪ゲージの信号を信号入力処理部３１で検出して処理し、圧電膜駆動装置３２を作動してこの圧電膜３０を駆動することができるようにしている。また、評価対象となるレーザ振動計またはレーザ変位計２３のレーザ、及び基準となるレーザ干渉計２４のレーザは、各々鏡３３を介して前記圧電膜３０の表面に照射し、この圧電膜３０が作動する速度等を検出できるようにしている。また、パソコン２６からの指示により、所定の時期に圧電膜を駆動させることもできる。
【００７８】
このような圧電膜を用いることにより丸棒内部を伝播する弾性波パルスの端面での反射により発生する速度、動的変位の周波数帯域が十分広くない場合には、圧電物質を断面に付加して、高周波化をはかることができる。この圧電物質の利用については後にも述べる。図１及び図２に示すような装置において、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、ゲージの周波数応答、棒端面に取り付けた圧電物質の高速微小振動、及び高速微小動的変位の少なくとも一つを補正する補正関数を記録したデータと、歪ゲージが貼り付けられた金属棒を必要不可欠な交換部品セットとすることにより、反復実施を容易に行うことができる装置として、この装置の取り扱いを容易にすることができる。
【００７９】
以下に、本発明のより具体的な種々の実施の態様を順に説明する。
（１）基準レーザ干渉計を用いて棒端面の速度を計測し、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
発射管から発射された飛翔体が、直径に比較して十分に長い金属棒端面に衝突すると、内部に弾性波パルスが発生する。その弾性波パルスが、もう一方の端面に到達して反射するときの端面の運動速度（ｖ（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。
【数１】
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速度と入射弾性波パルスのひずみを、それぞれｖｉｎ，１（ｔ）、εｉｎ，１（ｔ）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速度と入射弾性波パルスのひずみを、それぞれｖｉｎ，２（ｔ）、εｉｎ，２（ｔ）とする。以下の式が成立する。
【数２】
そこで、記号を以下の表のように定める。
【表１】
（１．４）式が成立する範囲内で、（１．５） 式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることが評価対象であるレーザ振動計の動的線形性の評価となる。
【数４】
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， （１．６）式が成立する範囲内で、（１．７） 式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることが評価対象であるレーザ振動計の動的線形性の評価となる。
【数６】
（２）歪ゲージ（軸方向の一個所に貼る）出力をそのまま用いて、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
図１に示す装置例において飛翔体の衝突する端面から距離Ｌ１に貼ってある歪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εＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）、とする。この場合、歪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動的線形性を評価するレーザ振動計からのレーザの照射面への入射弾性波パルスのひずみになるとみなす。εＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）に対応する、評価対象のレーザ振動計で計測したレーザ照射面の速度信号を、ｖＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、ｖＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、ｖＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とすれば、（２．１）式が成立する範囲内で、（２．２） 式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることがレーザ振動計の動的線形性の評価となる。
【数８】
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）式が成立する範囲内で、（２．４） 式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることがレーザ振動計の動的線形性の評価となる。
【数１０】
（３）複数個の歪ゲージ（軸方向に複数個貼る）の出力をそのまま用いて、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
金属丸棒の軸方向に複数個貼られている歪ゲージは、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、照射端面への弾性波入射パルスと、反射弾性波パルスは分離して観察されなければならない。
【００８７】
弾性波の伝ぱ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（ε（ｚ，ｔ））を次式で表すことにする。
【数１２】
但し、Ｆ（ｚ，ｔ）は次のように表される。（Ｓｋａｌａｋの解、級数展開の第一項目）
【数１３】
ｔ：時刻
ｌｐ：飛翔体の長さ
Ｃｐ：飛翔体の中の縦波弾性波の伝ぱ速度
εｔ（ｔ，ｚ）：スカラクの解析解の一次項
【数１４】
Ｖ１：飛翔体の衝突速度
ｔ：衝突後の経過時間
ν：ポアソン比
Ｄａ：金属棒の直径
ｚ：金属棒の軸方向の座標
【００８９】
多数の歪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、εＬｎ（ｔ＝０は衝突開始時間）とする。波動伝ぱに時間がかかり、位置Ｌｎ（ｎ＝１…Ｎ）における歪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（３）式を用いて代表位置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。
【数１７】
【数１８】
【００９０】
この（３）においては、代表位置からビーム照射端面までの弾性波パルスの伝ぱによる弾性波動の分散、減衰などは考慮しない。歪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、εｒ，１（Ｌ１，ｔ）、εｒ，２（Ｌ１，ｔ）、εｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ）とすると、複数個の歪ゲージの代表位置からレーザ振動計からのレーザ光が照射する端面までの距離は、Ｌ−Ｌ１であるから、それぞれの場合にビーム照射端面に発生する速度ｖ（ｔ）は，次式で表される。
【数１９】
（３．８）， （３．９）， （３．１０）の入力速度に対応する動的線形性を評価するレーザ振動計の出力速度信号をそれぞれ、ｖｒ ｏｕｔ，１（ｔ）、ｖｒ ｏｕｔ，２（ｔ）、ｖｒ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とすると、（３．１１）式が成立する範囲内で（３．１２）式が成立することが、そのレーザ振動計が動的線形性を備えていることを示している。
【数２２】
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（３．１３）式が成立する範囲内で、（３．１４）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることが動的線形性の計測となる。
【数２４】
（４）歪ゲージ（軸方向の一個所に貼る）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、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
軸方向の一箇所に貼り付けた歪ゲージ出力を、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。（１．２）式、（１．３）式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εｉｎ，１（Ｌ１，ｔ）、外側飛翔体のみの衝突で発生したひずみ信号をεｉｎ，２（Ｌ１，ｔ）、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εｉｎ，１＋２（Ｌ１，ｔ）とすると以下の式が成立する。
【数２６】
εｉｎ，１＋２（ｔ）、εｉｎ，１＋２（Ｌ１，ｔ）を、内側飛翔体と外側飛翔体を同時に発射した時の、レーザ振動計からのビームで照射される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に貼られた歪ゲージの出力信号とする。（４．１）式から求まるεｉｎ，１（ｔ）、εｉｎ，２（ｔ）、εｉｎ，１＋２（ｔ）および各々に対応する評価対象のレーザ振動計の出力信号、ｖｏｕｔ，１（ｔ）、ｖｏｕｔ，２（ｔ）、ｖｏｕｔ，１＋２（ｔ）を用いると（４）における評価対象のレーザ振動計の動的線形性の計測とは、（４．２）式が成立する周波数、速度範囲内において、（４．３）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることである。
【数２７】
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、（４．４）式が成立する周波数範囲、速度範囲内において、（４．５）式が成立する周波数範囲、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。
【数２９】
（５）歪ゲージ（軸方向の複数個所に貼る）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、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
軸方向に複数個貼り付けた歪ゲージ出力から代表値を計算する方法として上記（３）の（３．７）式に示す方法を用い、代表位置（衝撃端面から距離Ｌ１）における歪ゲージ出力信号を、内側飛翔体を単独で発射する場合（εｒ，１（Ｌ１，ｔ））、外側飛翔体を単独で発射する場合（εｒ，２（Ｌ１，ｔ））、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（εｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ））について、それぞれに対応するレーザビーム照射面への入射弾性波パルスのひずみを、（５．１）式から求める。
【数３１】
εｒ，１（Ｌ１，ｔ）、εｒ，２（Ｌ１，ｔ）、εｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ）のそれぞれに対応する動的線形性を評価する対象のレーザ振動計の出力をｖｒｃ ｏｕｔ，１（ｔ）、ｖｒｃ ｏｕｔ，２（ｔ）、ｖｒｃ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とする。このように決めれば、この（５）においてレーザ振動計の動的線形性を測定することは、（５．２）式が成立する周波数、速度範囲内において、（５．３）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることである。
【数３２】
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、（５．４）式が成立する周波数、速度範囲内において、（５．５）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることにより動的線形性を計測することができる。
【数３４】
（６）歪ゲージ（軸方向の一個所に貼る）出力をレーザ干渉計で計測した結果を用いて補正し端面への入射弾性波パルスのひずみを求め、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
この場合は、軸方向の一箇所に貼り付けた歪ゲージの出力を、レーザ干渉計で計測した結果により補正してレーザ照射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に関するものである。
【０１００】
干渉計により棒端面の運動速度（ｖＬ（ｔ））が測定され、入射弾性波パルスのひずみ（εｉＬ（ｔ））との関係は、ｖＬ（ｔ）＝２ＣεｉＬ（ｔ）で表される。この（６）においては、動的線形性検証が必要とする入力信号の線形性を検証するために、歪ゲージ出力からレーザ振動計への入力速度を推定するときに、ゲージの周波数応答を補正し、弾性波動の伝ぱの分散、減衰、音速値推定の不確かさなどを基準レーザ干渉計出力を用いて補正する。軸方向に一箇所に貼り付けてある歪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εＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合をεＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合をεＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とする。このとき、ゲージの出力信号をレーザ振動計からのレーザが照射する端面への入射弾性波パルスのひずみに変換する以下の補正関数（ＧＣＬ（ｊω））を求める。
【数３６】
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動的線形性を評価するレーザ振動計出力をｖＣＬ１ ｏｕｔ，１（ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合の動的線形性を評価するレーザ振動計出力をｖＣＬ１ ｏｕｔ，２（ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合の動的線形性を評価するレーザ振動計出力をｖＣＬ１ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）として、ここでレーザ振動計の動的線形性を測定することは、（６．２）式が成立する周波数、速度範囲内において、（６．３）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることである。
【数３７】
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、（６．４）式が成立する周波数、速度範囲内において、（６．５）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることにより動的線形性を計測する。
【数３９】
（７）歪ゲージ（軸方向の複数個所に貼る）出力をレーザ干渉計で計測した結果を用いて補正し端面への入射弾性波パルスのひずみを求め、レーザ振動計の動的線形性を計測する場合。
この場合は複数個の歪ゲージの出力を基準レーザ干渉計で計測した結果により補正してレーザ照射端面への入射弾性波パルスのひずみを求め、動的線形性の検証が必要とする入力信号の線形性を求める。（３．７）式で求められる代表位置における歪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εＮ ｒ，１（Ｌ１，ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合をεＮ ｒ，２（Ｌ１，ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合をεＮ ｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ）とする。内側飛翔体が単独で発射された場合のレーザ振動計出力をｖＣＬＮ ｏｕｔ，１（ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合のレーザ振動計出力をｖＣＬＮ ｏｕｔ，２（ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合のレーザ振動計出力出力をｖＣＬＮ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とするならば、この（７）において動的線形性とは、（７．１）式が成立する周波数、速度範囲内において、（７．２）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることにより動的線形性を計測する。
【数４１】
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、（７．３）式が成立する周波数、速度範囲内において、（７．４）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることが、動的線形性を測定することとなる。
【数４３】
（８）基準レーザ干渉計を用いて棒端面の動的変位を計測し、レーザ変位計の動的線形性を求める場合。
この場合においては、発射管から発射された飛翔体が、直径に比較して十分に長い金属棒端面に衝突すると、内部に弾性波パルスが発生する。その弾性波パルスが、もう一方の端面に到達して反射するときの端面の動的変位（ｄ（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。
【数４５】
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動的変位と入射弾性波パルスのひずみを、それぞれｄｉｎ，１（ｔ）、εｉｎ，１（ｔ）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動的変位と入射弾性波パルスのひずみを、それぞれｄｉｎ，２（ｔ）、εｉｎ，２（ｔ）、とする。以下の式が成立する。
【数４６】
そこで、記号を以下の表のように定める。
【表２】
【数４８】
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， （８．６）式が成立する範囲内で、（８．７） 式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることが評価対象であるレーザ変位計の動的線形性の評価である。
【数５０】
（９）歪ゲージ（軸方向の一個所に貼る）出力をそのまま用いて、レーザ変位計の動的線形性を計測する場合
図１に示す装置例において飛翔体の衝突する端面から距離Ｌ１に貼ってある歪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、εＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）、とする。この場合、歪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動的線形性を評価するレーザ変位計からのレーザ光の照射面への入射弾性波パルスのひずみになるとみなす。εＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、εＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）に対応する、評価対象のレーザ変位計で計測したレーザ照射面の動的変位信号を、ｄＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、ｄＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、ｄＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とすれば、（９．１）式が成立する範囲内で、（９．２） 式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることがレーザ変位計の動的線形性の評価である。
【数５２】
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、（９．３）式が成立する範囲内で、（９．４） 式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることがレーザ変位計の動的線形性の評価となる。
【数５４】
（１０）複数個の歪ゲージの出力をそのまま用いて、レーザ変位計の動的線形性を計測する場合。
金属丸棒の軸方向に複数個貼られている歪ゲージは、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、照射端面への弾性波入射パルスと、反射弾性波パルスは分離して観察されなければならない。
【０１１２】
弾性波の伝ぱ理論により、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（ε（ｚ，ｔ））を次式で表すことにする。
【数５６】
但し、Ｆ（ｚ，ｔ）は次のように表される。（Ｓｋａｌａｋの解、級数展開の第一項目）
【数５７】
ｔ：時刻
ｌｐ：飛翔体の長さ
Ｃｐ：飛翔体の中の縦波弾性波の伝ぱ速度
εｔ（ｔ，ｚ）：スカラクの解析解の一次項
【数５８】
Ｖ１：飛翔体の衝突速度
ｔ：衝突後の経過時間
ν：ポアソン比
Ｄａ：金属棒の直径
ｚ：金属棒の軸方向の座標
【０１１４】
多数の歪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、εＬｎ（ｔ）（ｔ＝０は衝突開始時間）とする。波動伝ぱに時間がかかり、位置Ｌｎ（ｎ＝１…Ｎ）における歪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（３）式を用いて代表位置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。
【数６１】
【数６２】
（１０）複数の歪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を計測する場合。
代表位置からビーム照射端面までの弾性波パルスの伝ぱによる弾性波動の分散、減衰などは考慮しない。歪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、εｒ，１（Ｌ１，ｔ）、εｒ，２（Ｌ１，ｔ）、εｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ）とすると、複数個の歪ゲージの代表位置から評価対象のレーザ変位計のレーザ光が照射する端面までの距離は、Ｌ−Ｌ１であるから、それぞれの場合にビーム照射端面に発生する動的変位ｄｒ ｉｎ，１（ｔ），ｄｒ ｉｎ，２（ｔ），ｄｒ ｉｎ，１＋２（ｔ）は，次式で表される。
【数６３】
（１０．８）， （１０．９）， （１０．１０）の入力動的変位に対応する動的線形性を評価するレーザ変位計の出力である動的変位信号をそれぞれ、ｄｒ ｏｕｔ，１（ｔ）、ｄｒ ｏｕｔ，２（ｔ）、ｄｒ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とすると、（１０．１１）式が成立する範囲内で（１０．１２）式が成立することが、レーザ変位計の動的線形性である。
【数６６】
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（１０．１３）式が成立する範囲内で、（１０．１４）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることがレーザ変位計の動的線形性の評価を行うこととなる。
【数６８】
（１１）歪ゲージ（軸方向の一個所に貼る）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、レーザ変位計の動的線形性を計測する場合。
この場合においては、軸方向の一箇所に貼り付けた歪ゲージ出力を、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。（１．２）式、（１．３）式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εｉｎ，１（Ｌ１，ｔ）、外側飛翔体のみの衝突で発生したひずみ信号をεｉｎ，２（Ｌ１，ｔ）、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εｉｎ，１＋２（Ｌ１，ｔ）とすると、以下の式が成立する。
【数７０】
εｉｎ，１＋２（ｔ）、εｉｎ，１＋２（Ｌ１，ｔ）を、内側飛翔体と外側飛翔体を同時に発射した時の、レーザ振動計からのビームで照射される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に貼られた歪ゲージの出力信号とする。（１１．１）式から求まるεｉｎ，１（ｔ）、εｉｎ，２（ｔ）、εｉｎ，１＋２（ｔ）および各々に対応する評価対象のレーザ変位計の出力信号、ｄｏｕｔ，１（ｔ）、ｄｏｕｔ，２（ｔ）、ｄｏｕｔ，１＋２（ｔ）、を用いると、この（１１）における評価対象のレーザ変位計の動的線形性を測定することは、（１１．２）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１１．３）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることである。
【数７１】
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をとすると、（１１．４）式が成立する周波数範囲、動的変位領域において、（１１．５）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることが動的線形性の計測である。
【数７３】
（１２）歪ゲージ（軸方向の複数個所に貼る）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、レーザ変位計の動的線形性を計測する場合。
軸方向に複数個貼り付けた歪ゲージ出力から代表値を計算する方法として前記（１０）の（１０．７）式に示す方法を用い、代表位置（衝撃端面から距離Ｌ１）における歪ゲージ出力信号を、内側飛翔体を単独で発射する場合（εｒ，１（Ｌ１，ｔ））、外側飛翔体を単独で発射する場合（εｒ，２（Ｌ１，ｔ））、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（εｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ））について、それぞれに対応するレーザビーム照射面への入射弾性波パルスのひずみを、（１２．１）式から求める。
【数７５】
εｒ，１（Ｌ１，ｔ）、εｒ，２（Ｌ１，ｔ）、εｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ）のそれぞれに対応する動的線形性を評価する対象のレーザ変位計の出力を、ｄｒｃ ｏｕｔ，１（ｔ）、ｄｒｃ ｏｕｔ，２（ｔ）、ｄｒｃ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とする。このように決めれば、この（１２）においてレーザ変位計の動的線形性を測定することとは、（１２．２）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１２．３）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることである。
【数７６】
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、（１２．４）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１２．５）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることにより動的線形性を測定することができる。
【数７８】
（１３）歪ゲージ（軸方向の一個所に貼る）出力をレーザ干渉計で計測した結果を用いて補正し端面への入射弾性波パルスのひずみを求め、レーザ変位計の動的線形性を計測する場合。
軸方向の一箇所に貼り付けた歪ゲージの出力を、レーザ干渉計で計測した結果により補正してレーザ照射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には次のようにして行う。
【０１２５】
干渉計により棒端面の運動速度（ｖＬ（ｔ））が測定され、入射弾性波パルスのひずみ（εｉＬ（ｔ））との関係は、ｖＬ（ｔ）＝２ＣεｉＬ（ｔ）で表される。この（１３）では、動的線形性検証が必要とする入力信号の線形性を検証するために、歪ゲージ出力からレーザ変位計への過渡的入力変位信号を推定するときに、ゲージの周波数応答を補正し、弾性波動伝ぱの分散、減衰、音速値推定の不確かさなどを基準レーザ干渉計出力を用いて補正する。軸方向に一箇所に貼り付けてある歪ゲージの衝突端面からの距離を、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εＬ１，ｏｕｔ，１（ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合をεＬ１，ｏｕｔ，２（ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合をεＬ１，ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とする。このとき、ゲージの出力信号をレーザ振動計からのレーザが照射する端面への入射弾性波パルスのひずみに変換する以下の補正関数（ＧＣＬ（ｊω）を求める。
【数８０】
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動的線形性を評価するレーザ変位計出力をｄＣＬ１ ｏｕｔ，１（ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合の動的線形性を評価するレーザ変位計出力をｄＣＬ１ ｏｕｔ，２（ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合の動的線形性を評価するレーザ変位計出力をｄＣＬ１ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）として、この（１３）においてレーザ変位計の動的線形性を評価することは、（１３．２）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１３．３）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることである。
【数８１】
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、（１３．４）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１３．５）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることにより動的線形性を測定することができる。
【数８３】
（１４）歪ゲージ（軸方向の複数個所に貼る）出力をレーザ干渉計で計測した結果を用いて補正し端面への入射弾性波パルスのひずみを求め、レーザ変位計の動的線形性を計測する場合。
複数個の歪ゲージの出力を基準レーザ干渉計で計測した結果により補正してレーザ照射端面への入射弾性波パルスのひずみを求め、動的線形性の検証が必要とする入力信号の線形性を求める。（１０．７）式で求められる代表位置における歪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εＮ ｒ，１（Ｌ１，ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合をεＮ ｒ，２（Ｌ１，ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合をεＮ ｒ，１＋２（Ｌ１，ｔ）とする。内側飛翔体が単独で発射された場合のレーザ変位計出力をｄＣＬＮ ｏｕｔ，１（ｔ）、外側飛翔体が単独で発射された場合のレーザ変位計出力をｄＣＬＮ ｏｕｔ，２（ｔ）、内側飛翔体と外側飛翔体が同時に発射される場合のレーザ変位計出力をｄＣＬＮ ｏｕｔ，１＋２（ｔ）とするならば、この（１４）において動的線形性を測定することは、（１４．１）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１４．２）式が成立する周波数範囲、動的変位範囲を明らかにすることとなる。
【数８５】
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、（１４．３）式が成立する周波数、動的変位範囲内において、（１４．４）式が成立する周波数範囲、速度範囲を明らかにすることが動的線形性を測定することとなる。
【数８７】
丸棒内部を伝ぱする弾性波パルスの端面での反射により発生する速度、動的変位の周波数待帯域が十分広くない場合には、圧電物質（圧電膜や圧電スタックなど）を端面に付加して、高周波化を図る。この場合には、ゲージ出力を理論補正しても、端面の速度を導くことは出来ないことを考慮し、前記（１）〜（１４）の各実施の態様において、レーザ干渉計を用いる態様である（１）、（６）〜（８）、（１３）、（１４）については、次のようにこの圧電物質を用いる。
【０１３１】
（１）及び（８）の態様においては、内側発射管のみから飛翔体を発射する場合、もしくは、外側発射管のみから飛翔体を発射する場合のどちらか一方の場合にのみ、金属棒のレーザ光照射端面に取り付けた圧電物質を駆動する。また、内側飛翔体、外側飛翔体を同時に発射する場合には、個別に発射した時とすべて同じ条件で、圧電物質を駆動する。
【０１３２】
（６）及び（１３）の態様においては、圧電物質（圧電膜）もしくは圧電膜駆動のレーザ光反射膜（材）の表面の速度を基準干渉計で計測した結果を用いて、軸方向に同一距離の１箇所に貼り付けたゲージ出力を補正関数求めておけば、同じ考え方を用いることができる。すなわち、歪ゲージの出力に補正関数を適用することにより、ゲージの周波数応答、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、圧電物質（圧電膜）が弾性波パルスの反射に及ぼす影響を、すべて補正する関数となる。
【０１３３】
（７）及び（１４）の態様においては、圧電物質（圧電膜）もしくは圧電膜駆動のレーザ光反射膜（材）の表面の速度を基準干渉計で計測した結果を用いて、軸方向に複数箇所に貼り付けたゲージ出力を補正関数を求めておけば、同じ考え方を用いることができる。すなわち、歪ゲージの出力に補正関するを適用することにより、ゲージの周波数応答、波動の分散、波動の減衰、音速値の不確かさ、圧電物質（圧電膜）が弾性波パルスの反射に及ぼす影響を、すべて補正する関数となる。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明は、レーザ振動計及びレーザ変位計による速度もしくは動的変位の測定において、それらの計測装置に動的線形性が成立するかどうかを計測し、また動的線形性が成立する周波数領域、振幅領域を明らかにする計測方法とその方法を実施するための装置を得ることができる。
【０１３５】
それにより、レーザ振動計、レーザ変位計の一次標準、及び二次標準の確立に貢献し、この分野の国際標準の確立に寄与することができる。また、マイクロデバイス、マイクロメカトロニクスにおける高周波振動計測における計測の信頼性が向上し、更に加速度センサについてもその一次標準校正技術の信頼性を向上させることができ、また国際規格を作成するとも可能となる。
【０１３６】
また、企業内での動的機械量センサの校正の基準の信頼性を向上させることから、動的機械量計測の信頼性が向上し、各計測機の使用に際して、ノイズと信号と区別がつかない等の実用上の問題を解決でき、且つ、歪ゲージを貼り付けた金属丸棒の計測技術上の有用性を、さらに高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するシステム概要を示す構成図である。
【図２】本発明を実施する他のシステム概要を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 金属棒
２ 第１端面
３ 飛翔体
４ 中心発射管
５ 外側発射管
６ 多重発射管
７ 内側飛翔体
８ 内側発射装置
１０ 外側飛翔体
１１ 外側発射装置
１５ 弁開閉制御装置
１６ 第１弁
１７ 第１高圧空気源
１８ 第２弁
１９ 第２高圧空気源
２２ 第２端面
２３ レーザ振動計またはレーザ変位計
２４ レーザ干渉計
２５ 歪ゲージ
２６ パソコン
２７ またはレーザ光源
２８ 受光素子
２９ カウンタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a measurement method for evaluating the dynamic linearity of these measurement devices and a method for performing the method, which is the basis of dynamic measurement by laser vibrometers and laser displacement meters widely used in industry. For the device, in particular, the present invention measured the dynamic displacement and velocity generated by the small displacement generator in the high-speed wide frequency band from the new DC to the required frequency with a reference laser interferometer or strain gauge. The present invention relates to a measurement method capable of measuring the dynamic linearity of a laser vibrometer and a laser displacement meter whose performance is to be evaluated, and an apparatus for implementing the method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Laser vibrometers and laser displacement meters for measuring dynamic displacement and vibration based on optical interference such as Doppler shift and optical heterodyne interference have been widely used in the industry. Laser vibrometers and laser displacement meters can measure minute movements and dynamic displacements of minute surfaces without contact, and have recently been widely used in the development of micro-motion devices and micro-motion mechanisms. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, while the numerical value of the frequency bandwidth exceeding 1 MHz is shown in the manufacturer's specifications, there is no method for verifying the reliability of the measurement result at the frequency of interest in actual measurement. Data remains undisclosed. In other words, there is no way to verify whether the laser vibrometer and the laser displacement meter have a frequency bandwidth that truly exceeds 1 MHz, and what the sensitivity and phase delay at the characteristic frequency are. It is a fact.
[0004]
Therefore, there is an urgent need to establish a measurement technique for evaluating the dynamic linearity, which is to be the basis of the dynamic performance, of a laser vibrometer and a laser displacement meter, which will be used more frequently for dynamic measurement in the future.
[0005]
Therefore, the present invention, in the measurement of dynamic displacement or velocity by a laser vibrometer and laser displacement meter, to measure whether or not dynamic linearity is established in those measuring devices, and in the frequency domain where dynamic linearity is established It is an object of the present invention to provide a measurement method for clarifying an amplitude region and an apparatus for performing the method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In general, if the linearity of the measuring instrument does not hold, the measurement is essentially not performed. The linearity in the dynamic measurement, that is, the dynamic linearity is defined as follows: “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 output signal for the input signal a · x (t) + by · y (t) is a · X (t) + b · Y (t). ] Is generally defined. However, it is generally not easy to evaluate the dynamic linearity of a measuring device or a sensor based on this definition. Therefore, the present invention is designed to measure the dynamic linearity of a laser vibrometer and a laser displacement meter by means described generally below.
[0007]
That is, with respect to the laser vibrometer, the end face of the metal rod is irradiated with laser light from a laser interferometer serving as a reference and a laser vibrometer for measuring dynamic linearity. Laser interference is used as a reference to determine the velocity of the end face movement that occurs when an elastic wave pulse generated by colliding the inner projectile launched from the inner launch tube with the other end face of the rod reaches the other irradiation end face. It measures simultaneously with a vibrometer and a laser vibrometer that measures dynamic linearity.
[0008]
The velocity oscillation signal obtained by the reference laser interferometer is represented by vn, 1(T), and the velocity vibration signal obtained by the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity is represented by vt, 1(T). Next, the laser interferometer, which serves as a reference, measures the motion velocity of the end face generated when the elastic wave pulse generated by colliding the outer projectile emitted from the outer launch tube with the end face of the rod reaches the other end face. And a laser vibrometer to measure dynamic linearity at the same time. The velocity oscillation signal obtained by the reference laser interferometer is represented by vn, 2(T), and the velocity vibration signal obtained by the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity is represented by vt, 2(T).
[0009]
Finally, the inner projectile and the outer projectile collide simultaneously with the metal rod, and the motion velocity of the end face generated when the generated elastic wave pulse reaches the other irradiation end face is measured dynamically with the reference laser interferometer. Measure simultaneously with laser vibrometer to measure linearity. Let the velocity oscillation obtained by the reference laser interferometer be vn, 1 + 2(T), and the signal obtained by the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity is represented by vt, 1 + 2(T).
[0010]
Since the wave generated inside the rod is an elastic wave, the additivity of the input signal, that is, vn, 1 + 2(T) = vn, 1(T) + vn, 2As long as (t) holds, vt, 1 + 2(T) = vt, 1(T) + vt, 2The range where (t) is satisfied is obtained in the frequency domain and the time domain, or v is obtained in the frequency domain and the time domain.t, 1 + 2(T) and vt, 1(T) + vt, 2A means of comparing (t) is used.
[0011]
The projectile from the inner tube and the projectile from the outer tube when firing simultaneously have the same shape and condition (firing pressure, initial position inside the firing tube) as when they are fired independently. Etc.).
[0012]
If the inner projectile and the outer projectile do not collide with the rod at the same time, Δt is determined using the time difference (Δt) as a parameter so as to best represent the signal when both projectiles are fired simultaneously.
[0013]
On the other hand, the laser displacement meter employs the same means as the laser vibrometer described above, and irradiates the end face of the metal rod with laser light from a laser interferometer as a reference and a laser displacement meter for measuring dynamic linearity. The laser used as a reference is the dynamic displacement of the end face that occurs when the elastic wave pulse generated by colliding the inner projectile launched from the inner launch tube with the other end face of the rod reaches the other irradiation end face. Measurement is performed simultaneously with an interferometer and a laser displacement meter that measures dynamic linearity.
[0014]
The dynamic displacement signal obtained by the reference laser interferometer is dn, 1(T), and the dynamic displacement signal obtained by the laser displacement meter for evaluating the dynamic linearity is d.t, 1(T). Next, the dynamic displacement of the end face caused when the elastic wave pulse generated by colliding the outer projectile launched from the outer launch tube with the end face of the rod reaches the other end face is referred to as laser interference as a reference. And a laser displacement meter that evaluates its dynamic linearity. The dynamic displacement signal obtained by the reference laser interferometer is dn, 2(T), and the dynamic displacement signal obtained by the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity is d.t, 2(T).
[0015]
Finally, the inner projectile and the outer projectile collide simultaneously with the metal rod, and the dynamic displacement of the end face generated when the generated elastic wave pulse reaches the other irradiation end face is measured by the reference laser interferometer. Is measured simultaneously with a laser vibrometer that measures the linearity. The dynamic displacement obtained by the reference laser interferometer is dn, 1 + 2(T), and the dynamic displacement signal obtained by the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity is d.t, 1 + 2(T).
[0016]
Since the wave generated inside the rod is an elastic wave, the additivity of the input signal, that is, dn, 1 + 2(T) = dn, 1(T) + dn, 2Within the range where (t) holds, dt, 1 + 2(T) = dt, 1(T) + dt, 2The range in which (t) holds is obtained in the frequency domain and the time domain, or d is obtained in the frequency domain and the time domain.t. 1 + 2(T) and dt, 1(T) + dt, 2A means of comparing (t) is used.
[0017]
The projectile from the inner tube and the projectile from the outer tube when firing simultaneously have the same shape and condition (firing pressure, initial position inside the firing tube) as when they are fired independently. Etc.).
[0018]
If the inner projectile and the outer projectile do not collide with the rod at the same time, Δt is determined using the time difference (Δt) as a parameter so as to best represent the signal when both projectiles are fired simultaneously.
[0019]
Therefore, the present invention can solve the above-mentioned problems of the present invention by employing the following means. That is, according to the first aspect of the invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal rod, and the motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is determined. By measuring with a laser interferometer and a laser vibrometer to be evaluated, and comparing the signal of the laser interferometer with the signal of the laser vibrometer in the time domain or the frequency domain, This is a dynamic linearity measurement method for a laser vibrometer characterized by measuring dynamic linearity.
[0020]
In the invention according to
[0021]
Further, according to the invention according to claim 3, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal rod, and the motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is determined. A plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal rods at different distances from the first end face and a laser vibrometer to be evaluated, and the signals of the plurality of strain gauges and the signal of the laser vibrometer are measured. Are compared in the time domain or the frequency domain to measure the dynamic linearity of the laser vibrometer.
[0022]
In the invention according to claim 4, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal rod, and the motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is determined. The strain gauge provided on the side of the metal rod, and measured by a laser vibrometer to be evaluated, the output of the strain gauge by the propagation theory of the elastic wave pulse, the dispersion of the wave, performing a correction operation according to the attenuation, the said A laser vibrometer characterized by measuring a dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge with a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain. Dynamic linearity measurement It is obtained by the law.
[0023]
In the invention according to claim 5, the first flying object only, the second flying object only, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal rod, and the motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is determined. A plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal bar at different distances from the first end face, and a laser vibrometer to be evaluated. The outputs of the plurality of strain gauges are measured by the wave theory based on the elastic wave pulse propagation theory. Of the laser vibrometer by performing a correction operation in accordance with the variance and attenuation of the laser vibrometer and comparing the signal obtained by correcting the output of the strain gauge with the signal of the laser vibrometer in the time domain or the frequency domain. Measuring linearity It is obtained by the dynamic linearity of the measurement method of laser vibrometer according to claim.
[0024]
Further, according to the invention according to claim 6, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end face of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal rod, and the motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is determined. , A strain gauge provided on the side of the metal rod, a laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated.Measurement is performed, the output of the strain gauge is corrected by a signal of the laser interferometer, and the output of the strain gauge is measured. Measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing the corrected signal and the signal of the laser vibrometer in the time domain or the frequency domain; Method.
[0025]
According to a seventh aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal rod, and the motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is determined. Measuring a plurality of strain gauges, a laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated provided on the side surfaces of the metal bars at different distances from the first end face, and outputting the outputs of the plurality of strain gauges to the laser interference Measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing in the time domain or the frequency domain the signal corrected by the signal of the gauge and the output of the strain gauge and the signal of the laser vibrometer. Laser vibration characterized by It is obtained by the dynamic linearity of the measurement method of the total.
[0026]
In the invention according to
[0027]
According to a ninth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal bar, and the dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface. Is measured by a strain gauge provided on the side surface of the metal rod and a laser displacement meter to be evaluated, and a signal of the strain gauge is compared with a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain. A dynamic linearity measurement method for a laser displacement meter, wherein the dynamic linearity of the laser displacement meter is measured.
[0028]
According to a tenth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal bar, and the dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface. Are measured with a plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal bars at different distances from the first end face, and a laser displacement meter to be evaluated, and the signals of the plurality of strain gauges and the signal of the laser displacement meter are measured. Are compared in the time domain or the frequency domain to measure the dynamic linearity of the laser displacement meter, thereby providing a method for measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter.
[0029]
According to the eleventh aspect, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal bar, and the dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface. Is measured by a strain gauge provided on the side of the metal rod and a laser displacement meter to be evaluated, and the output of the strain gauge is subjected to a dispersion calculation of the wave by the propagation theory of the elastic wave pulse, and a correction operation is performed in accordance with the attenuation, A laser displacement measuring device that measures the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing the signal obtained by correcting and calculating the output of the strain gauge and the signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain. Dynamic linearity meter It is obtained by the method.
[0030]
According to a twelfth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal bar, and the dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface. Are measured with a plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal rods at different distances from the first end face, and a laser displacement meter to be evaluated, and the outputs of the plurality of strain gauges are measured according to the theory of elastic wave pulse propagation. By performing a correction operation in accordance with the dispersion and attenuation of the wave, and comparing the signal obtained by correcting the output of the strain gauge with the signal of the laser displacement meter in the time domain or the frequency domain, the operation of the laser displacement meter is performed. Measuring linearity Is obtained by the dynamic linearity of the measurement method of the laser displacement gauge, characterized and.
[0031]
The invention according to claim 13 is the invention in which only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal bar, and the dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface. Is measured with a strain gauge provided on the side surface of the metal rod, a laser interferometer, and a laser displacement meter to be evaluated, the output of the strain gauge is corrected by the signal of the laser interferometer, and the output of the strain gauge is output. The dynamic linearity of the laser displacement meter is characterized by measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing the signal obtained by correcting the above with the signal of the laser displacement meter in the time domain or the frequency domain. It is a measurement method
[0032]
According to a fourteenth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. Then, an elastic wave pulse is generated inside the metal bar, and the dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface. Are measured with a plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal bars at different distances from the first end face, a laser interferometer, and a laser displacement meter to be evaluated, and outputs of the plurality of strain gauges are measured by the laser. The dynamic linearity of the laser displacement meter is measured by comparing the signal corrected by the signal of the interferometer and correcting the output of the strain gauge with the signal of the laser displacement meter in the time domain or the frequency domain. Laser characterized by the following: It is obtained by the dynamic linearity of the measurement method of position meter.
[0033]
According to a fifteenth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. A laser interferometer for measuring a movement velocity, and a laser vibrometer to be evaluated, and a signal of the laser interferometer, and a signal of the laser vibrometer are compared in a time domain or a frequency domain, and a laser vibrometer is compared. A dynamic linearity measuring device for a laser vibrometer, comprising a measuring means for measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer.
[0034]
According to a sixteenth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. Measuring the speed of movement, the strain gauge provided on the side of the metal rod, and the laser vibrometer to be evaluated, the signal of the strain gauge, and the signal of the laser vibrometer, in the time domain or frequency domain, A dynamic linearity measuring device for a laser vibrometer, comprising a measuring means for measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer.
[0035]
According to a seventeenth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. A plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal rods at different distances from the first end face for measuring a movement speed, and a laser vibrometer to be evaluated, signals of the plurality of strain gauges, A dynamic linearity measuring apparatus for a laser vibrometer, comprising a measuring means for comparing a signal with a signal in a time domain or a frequency domain and measuring dynamic linearity of the laser vibrometer.
[0036]
The invention according to
[0037]
In the invention according to claim 19, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. A plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal rods at different distances from the first end face for measuring a movement velocity, a laser vibrometer to be evaluated, and an output of the plurality of strain gauges, the propagation theory of an elastic wave pulse. Means for performing a correction operation in accordance with the variance and attenuation of a wave, and a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain, and Dynamic linear Further comprising a measuring means for measuring is obtained by the dynamic linearity of the measuring device of a laser vibrometer according to claim.
[0038]
According to a twentieth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. Measuring the speed of movement, a strain gauge provided on the side of the metal rod, and a laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated, and a correcting means for correcting the output of the strain gauge by a signal of the laser interferometer, A signal obtained by correcting the output of the strain gauge and the signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain, and measuring means for measuring dynamic linearity of the laser vibrometer. Laser vibrometer It is obtained by the dynamic linearity measuring apparatus.
[0039]
According to a twenty-first aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. Measuring the speed of movement, a plurality of strain gauges provided on the side of the metal bar at different distances from the first end face, and a laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated, and the output of the plurality of strain gauges Correction means for correcting with a signal of the laser interferometer, a signal obtained by correcting the output of the strain gauge, and a signal of the laser vibrometer, in a time domain or a frequency domain, to compare the dynamic linearity of the laser vibrometer. Measurement to measure Is obtained by the dynamic linearity of the measuring device of a laser vibrometer, characterized in that a stage.
[0040]
According to a twenty-second aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. A laser interferometer for measuring dynamic displacement, and a laser displacement meter to be evaluated, a signal of the laser interferometer, and a signal of the laser displacement meter are compared in a time domain or a frequency domain. A dynamic linearity measuring device for a laser displacement meter, comprising a measuring means for measuring dynamic linearity.
[0041]
In the invention according to
[0042]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. A plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal bars at different distances from the first end face for measuring dynamic displacement, a laser displacement meter to be evaluated, signals from the plurality of strain gauges, and the laser displacement meter And a means for measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing the signal of the laser displacement meter in the time domain or the frequency domain. is there.
[0043]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. Measuring dynamic displacement, a strain gauge provided on the side of a metal rod, and a laser displacement meter to be evaluated, and the output of the strain gauge is subjected to a dispersion calculation of a wave according to the theory of elastic wave pulse propagation, and a correction operation in accordance with attenuation is performed. A calculating means for performing, a signal obtained by correcting and calculating the output of the strain gauge, and a measuring means for comparing the signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain to measure the dynamic linearity of the laser displacement meter. It is characterized by having That it is obtained by the dynamic linearity of the measuring device of a laser displacement meter.
[0044]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and the first and second flying objects collide with the first end face of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. A plurality of strain gauges provided on the side surfaces of the metal bars at different distances from the first end face for measuring a dynamic displacement, a laser displacement meter to be evaluated, and the output of the plurality of strain gauges are propagated by an elastic wave pulse. Calculation means for performing a correction operation in accordance with the dispersion and attenuation of the wave according to the theory, a signal obtained by performing a correction operation on the output of the strain gauge, and a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain, Meter dynamic alignment Further comprising a measuring means for measuring is obtained by the dynamic linearity of the measuring device of a laser displacement meter, characterized in.
[0045]
In the invention according to
[0046]
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference. A launching device for generating an elastic wave pulse inside the metal rod and a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal rod opposite to the first end surface. Measuring dynamic displacement, a plurality of strain gauges provided on the side of the metal bar at different distances from the first end face, and a laser interferometer, and a laser displacement meter to be evaluated, and outputs of the plurality of strain gauges Correction means for correcting with a signal of the laser interferometer, a signal obtained by correcting the output of the strain gauge, and a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain, and a dynamic linearity of the laser displacement meter is compared. Measurement to measure It is obtained by the dynamic linearity of the measuring device of a laser displacement meter, characterized in that a stage.
[0047]
The invention according to
[0048]
The invention according to
[0049]
The invention according to
[0050]
The invention according to
[0051]
The invention according to
[0052]
The invention according to Claim 34 is characterized in that a plurality of the strain gauges are provided at the same distance from the end of the metal bar with respect to the surface of the metal bar. A dynamic linearity measurement device for a laser displacement meter according to any one of the first to third aspects.
[0053]
According to a thirty-fifth aspect of the present invention, the flying object main body is formed of a laminate of a different material, or a member made of a different material from the main body is attached to the tip of the flying object main body, and the elasticity generated inside the metal rod is formed. A dynamic linearity measuring apparatus for a laser vibrometer according to any one of
[0054]
According to a thirty-sixth aspect of the present invention, the flying object main body is made of a laminate of a different material, or a member made of a different material from the main body is attached to the tip of the flying object main body, and elasticity generated inside the metal rod is obtained. A dynamic linearity measuring apparatus for a laser displacement meter according to any one of
[0055]
In the invention according to claim 37, the calculating means for calculating the output of the strain gauge based on the elastic wave pulse propagation theory uses the first order term or the higher order term of the analytical solution, and outputs the strain gauge output. A dynamic linearity measuring apparatus for a laser vibrometer according to claim 18 or 19, wherein a transient distortion signal of an elastic wave pulse incident on an end face is obtained from the signal.
[0056]
The invention according to claim 38 is characterized in that the calculating means for calculating the output of the strain gauge by the elastic wave pulse propagation theory uses the first order term or higher order term of the analytical solution, A dynamic linearity measuring apparatus for a laser displacement meter according to claim 25 or 26, wherein a transient distortion signal of an elastic wave pulse incident on an end face is obtained from the signal.
[0057]
The invention according to claim 39 is characterized in that, when the first and second flying objects collide with a small time difference and collide with each other, the measuring means determines the difference between the collision times of the two flying objects with the metal rod and the two flying objects. Based on the output of the strain gage generated when each of them collided alone or the measurement result by the laser interferometer, the strain gage generated when the flying objects on both sides collide with a slight time difference so that simultaneous collision cannot be achieved completely The output or the measurement result obtained by the reference laser interferometer is obtained as the parameter that is most suitable. The first flying object only, the second flying object only, and the evaluation target obtained when each of the two flying objects collides with a
[0058]
Also, in the invention according to claim 40, when the first and second flying objects collide with a slight time difference and collide with each other, the measuring means determines the difference between the collision times of the two flying objects with the metal rod and the two flying objects. Based on the output of the strain gage generated when each of them collided alone or the measurement result by the laser interferometer, the strain gage generated when the flying objects on both sides collide with a slight time difference so that simultaneous collision cannot be achieved completely The output or the measurement result obtained by the reference laser interferometer is obtained as the parameter that is most suitable. The first flying object only, the second flying object only, and the evaluation target obtained when each of the two flying objects collides with a slight time difference The laser displacement according to any one of
[0059]
The invention according to Claim 41 is characterized in that the metal rod is horizontally supported by point contact so as not to restrict the rigid body motion in the axial direction. The dynamic linearity measuring device of the laser vibrometer described in 1) above.
[0060]
The invention according to Claim 42 is characterized in that the metal rod is horizontally supported by point contact so as not to restrict the rigid movement in the axial direction. Of the present invention is a dynamic linearity measuring device for the laser displacement meter described in (1).
[0061]
In the invention according to claim 43, a metal ball in contact with the first end surface of the metal bar is attached, and a flying object whose firing timing is precisely controlled collides with the metal ball to generate an elastic wave pulse inside the metal bar. A dynamic linearity measuring apparatus for a laser vibrometer according to any one of
[0062]
The invention according to claim 44 is such that a metal ball in contact with the first end surface of the metal rod is attached, and a flying object whose firing timing is precisely controlled collides with the metal ball to generate an elastic wave pulse inside the metal rod. A dynamic linearity measuring apparatus for a laser displacement meter according to any one of
[0063]
The invention according to claim 45 is a piezoelectric substance driving means for attaching a piezoelectric substance to the second end face of the metal rod and driving the piezoelectric substance at a predetermined time in a reflection process of the elastic wave pulse on the second end face. When the frequency bandwidth of the speed of the rod end face that can be generated by the metal rod alone is insufficient, the frequency bandwidth is broadened by driving the piezoelectric material driving means. A dynamic linearity measuring apparatus for a laser vibrometer according to any one of claims 21 to 21.
[0064]
The invention according to claim 46, wherein a piezoelectric substance is attached to the second end face of the metal bar, and the piezoelectric substance driving means drives the piezoelectric substance at a predetermined time in a reflection process of the elastic wave pulse on the second end face. When the frequency bandwidth of the dynamic displacement of the rod end surface that can be generated by the metal rod alone is insufficient, the frequency bandwidth is broadened by driving the piezoelectric material driving means. A dynamic linearity measuring device for a laser displacement meter according to any one of
[0065]
Further, the invention according to claim 47 provides at least one of dispersion of waves, attenuation of waves, uncertainty of sound velocity value, frequency response of a gauge, high-speed micro-vibration of a piezoelectric substance attached to a rod end face, and high-speed micro-dynamic displacement. 46. The data recording apparatus according to any one of
[0066]
Further, the invention according to claim 48 is characterized in that at least one of the dispersion of the wave, the attenuation of the wave, the uncertainty of the sound velocity value, the frequency response of the gauge, the high-speed micro-vibration of the piezoelectric substance attached to the rod end face, and the high-speed micro-dynamic displacement. 47. A medium according to
[0067]
The invention according to claim 49 is characterized in that at least one of dispersion of waves, attenuation of waves, uncertainty of sound velocity value, frequency response of a gauge, high-speed micro-vibration of a piezoelectric substance attached to a rod end face, and high-speed micro-dynamic displacement. A medium on which a correction function for correcting one is recorded, and a metal bar to which a strain gauge is attached, or a metal bar having a piezoelectric substance attached to an end face thereof, is a means for realizing the repetition feasibility. A dynamic linearity measuring device for a laser vibrometer according to any one of
[0068]
The invention according to claim 50 provides at least one of dispersion of waves, attenuation of waves, uncertainty of sound velocity value, frequency response of a gauge, high-speed micro-vibration of a piezoelectric substance attached to a rod end face, and high-speed micro-dynamic displacement. A medium on which a correction function for correcting one is recorded, and a metal bar to which a strain gauge is attached, or a metal bar having a piezoelectric substance attached to an end face thereof, is a means for realizing the repetition feasibility. A dynamic linearity measuring device for a laser displacement meter according to any one of
[0069]
According to a fifty-first aspect of the present invention, there is provided a laser displacement meter or a laser vibrometer whose dynamic linearity is measured by using the apparatus or the method according to any one of the first to fifty aspects. It is.
[0070]
Also, in the invention according to claim 52, in the measurement of dynamic strain propagating in a metal rod, a large number of strain gauges are attached not only in the circumferential direction but also in the axial direction, and the difference in the phase of elastic wave propagation is elastically measured. Dynamic distortion characterized by correcting by the wave propagation theory, calculating the distortion at the representative position from each gauge output signal by the number of distortions pasted in the axial direction, and taking the total averaging to suppress noise Is the measurement method.
[0071]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The measurement by the laser vibrometer and the laser displacement meter according to the present invention can be performed by almost the same device, and can be performed in various modes. In the embodiment shown in FIG. A projectile 3 as described below is collided with the
[0072]
When firing each of the above-mentioned flying objects, the
[0073]
The elastic wave of each impact acceleration generated in the metal bar 1 in this manner produces a waveform of the combined impact acceleration in the metal bar 1, and this waveform propagates to the
[0074]
It is preferable to provide a surface treatment layer for lubricating or lowering the friction coefficient on the contact surfaces of the launch tubes 4 and 5 with the flying
[0075]
The elastic wave pulse generated on the
[0076]
When using the
[0077]
According to the present invention, a laser vibrometer or a laser displacement meter can also be measured and evaluated by an apparatus as shown in FIG. Unlike the example shown in FIG. 1, in the example shown in FIG. 1, a piezoelectric film or a laser light reflecting film (material) (hereinafter, referred to as a “piezoelectric film”) 30 driven by a piezoelectric film is provided on the
[0078]
By using such a piezoelectric film, if the frequency generated by the reflection at the end face of the elastic wave pulse propagating inside the round bar and the frequency band of the dynamic displacement are not sufficiently wide, a piezoelectric substance is added to the cross section. , High frequency can be measured. The use of this piezoelectric material will be described later. In the apparatus as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the dispersion of the wave, the attenuation of the wave, the uncertainty of the sound velocity value, the frequency response of the gauge, the high-speed micro-vibration of the piezoelectric material attached to the rod end face, and the high-speed micro-dynamic displacement By making the data recording the correction function to correct at least one and the metal bar to which the strain gauge is attached as an indispensable replacement part set, this device can be easily performed repeatedly. Handling can be facilitated.
[0079]
Hereinafter, various specific embodiments of the present invention will be described in order.
(1) When measuring the speed of the rod end face using a reference laser interferometer and measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer.
When the projectile launched from the launch tube collides with the end face of the metal rod that is sufficiently long compared to the diameter, an elastic wave pulse is generated inside. The motion velocity (v (t)) of the end face when the elastic wave pulse reaches the other end face and is reflected is determined by the longitudinal elastic wave velocity (C) inside the metal rod and the incident elastic wave pulse at the end face. And the strain (ε (t)) is expressed by the following equation.
(Equation 1)
Therefore, when the projectile is launched from the inner launch tube, the velocity generated at the end face and the distortion of the incident elastic wave pulse are represented by vin, 1(T), εin, 1(T). When the projectile is launched from the outer launch tube, the velocity generated at the end face and the distortion of the incident elastic wave pulse are represented by vin, 2(T), εin, 2(T). The following equation holds.
(Equation 2)
Therefore, the symbols are defined as shown in the following table.
[Table 1]
Clarifying the frequency range and the speed range in which the expression (1.5) is satisfied within the range in which the expression (1.4) is satisfied is the evaluation of the dynamic linearity of the laser vibrometer to be evaluated.
(Equation 4)
When the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, the frequency range and the speed range in which the expression (1.7) is satisfied within the range where the expression (1.6) is satisfied Clarifying is the evaluation of the dynamic linearity of the laser vibrometer to be evaluated.
(Equation 6)
(2) A case where the dynamic linearity of a laser vibrometer is measured using the output of a strain gauge (attached to one location in the axial direction) as it is.
In the apparatus example shown in FIG.1Regarding the output signal of the strain gauge attached to, the same conditions as when the inner projectile was fired alone, when the outer projectile was fired alone, when the inner projectile and the outer projectile were fired simultaneously and independently Ε for each fired atL1, out, 1(T), εL1, out, 2(T), εL1, out, 1 + 2(T). In this case, since the frequency response characteristics of the strain gauge, the dispersion and attenuation of the elastic wave, and the uncertainty of the sound velocity value are not taken into account, the laser output from the laser vibrometer that evaluates the dynamic linearity of the strain as the output signal of the gauge is used as is. Is assumed to be a distortion of the elastic wave pulse incident on the irradiation surface of the. εL1, out, 1(T), εL1, out, 2(T), εL1, out, 1 + 2The velocity signal of the laser irradiation surface measured by the laser vibrometer to be evaluated corresponding to (t) is represented by vL1, out, 1(T), vL1, out, 2(T), vL1, out, 1 + 2Assuming that (t) is satisfied, it is necessary to clarify the frequency range and the speed range in which the expression (2.2) is satisfied within the range in which the expression (2.1) is satisfied. It becomes.
(Equation 8)
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, the frequency range and the speed range in which the expression (2.4) is satisfied within the range in which the expression (2.3) is satisfied Is an evaluation of the dynamic linearity of the laser vibrometer.
(Equation 10)
(3) When the dynamic linearity of a laser vibrometer is measured using the outputs of a plurality of strain gauges (applied in the axial direction).
A plurality of strain gauges stuck in the axial direction of the metal round bar indicate L from the impact end face of the round bar.n(N = 1... N). Also, the representative position of the gauge attached to a plurality of positions in the axial direction of the rod is represented by L1And In this case, each LnAt the position (n = 1... N), the elastic wave incident pulse on the irradiation end face and the reflected elastic wave pulse must be observed separately.
[0087]
According to the theory of elastic wave propagation, the distortion of an elastic wave pulse in a round bar cross section sufficiently distant from the impact end surface becomes a plane wave, so it is assumed that the collision of the flying object starts at a distance z from the impact end surface and a time t (t = 0). ) Can be represented analytically. Therefore, the distortion (ε (z, t)) inside the round bar as a plane wave is expressed by the following equation.
(Equation 12)
Here, F (z, t) is expressed as follows. (Scalak's solution, first item of series expansion)
(Equation 13)
t: time
lp: Flying object length
Cp： Propagation velocity of longitudinal elastic waves in a flying object
εt(T, z): first-order term of Scalak's analytical solution
[Equation 14]
V1： Velocity impact speed
t: elapsed time after collision
ν: Poisson's ratio
Da： Diameter of metal rod
z: Coordinates in the axial direction of the metal rod
[0089]
The following steps are taken to increase the sensitivity using a large number of strain gauges. Position LnThe average value of a plurality of gauge outputs in a cross section at (n = 1... N) is expressed by εLn(T = 0 is the collision start time). Wave propagation takes time, and position LnSince the output signal of the strain gauge at (n = 1... N) is not in phase, it can be converted into an output equivalent to the output of the gauge attached to the representative position L1 by using the following equation (3) by the following procedure. .
[Equation 17]
(Equation 18)
[0090]
In (3), the dispersion and attenuation of the elastic wave due to the propagation of the elastic wave pulse from the representative position to the beam irradiation end face are not considered. No correction is made in consideration of the dynamic characteristics of the strain gauge. Therefore, when the inner projectile is fired alone, when the outer projectile is fired alone, and when the inner projectile and the outer projectile are fired simultaneously and under the same conditions as when they are fired independently, the representatives are: Let the representative strain signal at the position be εr, 1(L1, T), εr, 2(L1, T), εr, 1 + 2(L1, T), the distance from the representative position of the plurality of strain gauges to the end face irradiated with the laser beam from the laser vibrometer is LL1Therefore, the velocity v (t) generated at the beam irradiation end face in each case is expressed by the following equation.
[Equation 19]
The output velocity signals of the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity corresponding to the input velocity of (3.8), (3.9), and (3.10) are respectively expressed as vr out, 1(T), vr out, 2(T), vr out, 1 + 2Assuming that (t), the expression (3.12) is satisfied within the range where the expression (3.11) is satisfied, indicating that the laser vibrometer has dynamic linearity.
(Equation 22)
When the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, the frequency range and the speed range in which the expression (3.14) is satisfied are set within the range where the expression (3.13) is satisfied. Clarification is a measure of dynamic linearity.
[Equation 24]
(4) When measuring the dynamic linearity of a laser vibrometer by theoretically correcting the output of a strain gauge (attached at one location in the axial direction) to obtain the strain of the elastic wave pulse incident on the end face.
The output of the strain gauge affixed to one location in the axial direction is corrected by elastic wave theory to obtain an incident elastic wave pulse on the end face. However, the frequency response of the gauge is ignored. The strain signal represented by the equations (1.2) and (1.3) is a distance L from the collision end face.1And the strain signal generated by the collision of only the inner flying object is εin, 1(L1, T), the strain signal generated by the collision of only the outer projectile is εin, 2(L1, T), the distortion signal when the inner projectile and the outer projectile collide at the same time is εin, 1 + 2(L1, T), the following equation holds.
(Equation 26)
εin, 1 + 2(T), εin, 1 + 2(L1, T) is the distortion of the elastic wave pulse incident on the end face irradiated with the beam from the laser vibrometer when the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired, and the distance L from the collision end face.1Is the output signal of the strain gauge attached to. Ε obtained from equation (4.1)in, 1(T), εin, 2(T), εin, 1 + 2(T) and the corresponding output signal of the laser vibrometer to be evaluated, vout, 1(T), vout, 2(T), vout, 1 + 2When (t) is used, the measurement of the dynamic linearity of the laser vibrometer to be evaluated in (4) means that (4.3) is satisfied within the frequency and speed ranges where (4.2) is satisfied. The purpose is to clarify the frequency range and the speed range.
[Equation 27]
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, a frequency range in which the expression (4.4) is satisfied, and a frequency in which the expression (4.5) is satisfied in the speed range Clarifying the range and speed range is the measurement of dynamic linearity.
(Equation 29)
(5) A case where the output of a strain gauge (attached to a plurality of locations in the axial direction) is theoretically corrected to obtain the strain of an elastic wave pulse incident on an end face, and the dynamic linearity of a laser vibrometer is measured.
As a method of calculating a representative value from the output of a plurality of strain gauges attached in the axial direction, the method shown in the above-mentioned (3) formula (3.7) is used, and the representative position (distance L from the impact end face) is used.1), When the inner flying object is fired alone (εr, 1(L1, T)), when the outer projectile is launched alone (εr, 2(L1, T)), when the inner and outer flying objects collide simultaneously with the metal rod (εr, 1 + 2(L1, T)), the distortion of the elastic wave pulse incident on the laser beam irradiation surface corresponding to each is obtained from the equation (5.1).
[Equation 31]
εr, 1(L1, T), εr, 2(L1, T), εr, 1 + 2(L1, T), the output of the laser vibrometer whose dynamic linearity is to be evaluated is represented by vrc out, 1(T), vrc out, 2(T), vrc out, 1 + 2(T). If determined in this way, measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer in this (5) means that the expression (5.3) is satisfied within the frequency and speed range where the expression (5.2) is satisfied. The purpose is to clarify the frequency range and speed range.
(Equation 32)
When the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, a frequency range in which the formula (5.4) is satisfied, and a frequency range in which the formula (5.5) is satisfied within the speed range The dynamic linearity can be measured by revealing the speed range.
[Equation 34]
(6) Measure the dynamic linearity of the laser vibrometer by correcting the output of the strain gauge (attached to one location in the axial direction) using the result of measurement by the laser interferometer, obtaining the strain of the elastic wave pulse incident on the end face. If you do.
In this case, the output of the strain gauge attached to one point in the axial direction is corrected based on the result measured by the laser interferometer to obtain the distortion of the elastic wave pulse incident on the laser irradiation end face, and the linearity of the input signal is determined. It is about how to check.
[0100]
The speed of movement (vL(T)) is measured and the distortion (εiLThe relationship with (t)) is vL(T) = 2CεiL(T). In (6), in order to verify the linearity of the input signal required for the dynamic linearity verification, when estimating the input speed to the laser vibrometer from the strain gauge output, the frequency response of the gauge is corrected. Then, the dispersion, attenuation, and uncertainty of the sound velocity value estimation of the elastic wave propagation are corrected using the reference laser interferometer output. The position from the collision end face of the strain gauge attached to one location in the axial direction is represented by L1And Regarding the output signal from the gauge, the case where the inner projectile is fired alone is εL1, out, 1(T), when the outer projectile is fired alone, εL1, out, 2(T), the case where the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired is εL1, out, 1 + 2(T). At this time, the following correction function (G) converts the output signal of the gauge into the distortion of the elastic wave pulse incident on the end face irradiated by the laser from the laser vibrometer.CL(Jω)).
[Equation 36]
With this determination, the output of the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity when the inner projectile is fired alone is vCL1 out, 1(T) The output of the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity when the outer projectile is fired alone is represented by vCL1 out, 2(T) The output of the laser vibrometer for evaluating the dynamic linearity when the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired is represented by vCL1 out, 1 + 2Measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer as (t) here means that within the frequency and speed range where equation (6.2) holds, the frequency range and speed where equation (6.3) holds To clarify the scope.
(37)
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, the frequency range in which the expression (6.4) is satisfied, and the frequency range in which the expression (6.5) is satisfied within the speed range , Measure dynamic linearity by revealing the speed range.
[Equation 39]
(7) The output of the strain gauge (attached to a plurality of locations in the axial direction) is corrected using the result of measurement by the laser interferometer, the strain of the elastic wave pulse incident on the end face is determined, and the dynamic linearity of the laser vibrometer is measured. If you do.
In this case, the output of a plurality of strain gauges is corrected based on the results measured by the reference laser interferometer to determine the distortion of the elastic wave pulse incident on the laser irradiation end face, and the input signal that requires dynamic linearity verification is required. Find linearity. Regarding the strain gauge output signal at the representative position obtained by the equation (3.7), the case where the inner projectile is independently fired is ε.N r, 1(L1, T), when the outer projectile is fired alone, εN r, 2(L1, T), the case where the inner projectile and the outer projectile are fired simultaneously is εN r, 1 + 2(L1, T). The output of the laser vibrometer when the inner projectile is fired alone is vCLN out, 1(T) The output of the laser vibrometer when the outer projectile is fired alone is vCLN out, 2(T) The output of the laser vibrometer when the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired is represented by vCLN out, 1 + 2If (t) is assumed, the dynamic linearity in this (7) means that the frequency range and the speed range where the formula (7.2) is satisfied within the frequency and speed range where the formula (7.1) is satisfied. And measure the dynamic linearity.
(Equation 41)
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, the frequency range in which the formula (7.3) is satisfied, and the frequency range in which the formula (7.4) is satisfied within the speed range Determining the velocity range will measure the dynamic linearity.
[Equation 43]
(8) A case in which the dynamic displacement of the rod end face is measured by using a reference laser interferometer to determine the dynamic linearity of the laser displacement meter.
In this case, when the projectile launched from the launch tube collides with the end face of the metal rod that is sufficiently longer than the diameter, an elastic wave pulse is generated inside. The dynamic displacement (d (t)) of the end face when the elastic wave pulse reaches the other end face and is reflected is determined by the longitudinal elastic wave velocity (C) inside the metal rod and the incident elastic wave at the end face. The pulse distortion (ε (t)) is represented by the following equation.
[Equation 45]
Therefore, when the projectile is launched from the inner launch tube, the dynamic displacement generated on the end face and the distortion of the incident elastic wave pulse are expressed as d and d, respectively.in, 1(T), εin, 1(T). The dynamic displacement and the distortion of the incident elastic wave pulse generated on the end face when the projectile is launched from the outer launch tube are din, 2(T), εin, 2(T). The following equation holds.
[Equation 46]
Therefore, the symbols are defined as shown in the following table.
[Table 2]
[Equation 48]
When the collision between the inner projectile and the outer projectile is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, within the range where the formula (8.6) is satisfied, the frequency range where the formula (8.7) is satisfied, and the dynamic displacement Clarifying the range is the evaluation of the dynamic linearity of the laser displacement meter to be evaluated.
[Equation 50]
(9) When measuring the dynamic linearity of a laser displacement meter using the output of a strain gauge (pasted at one point in the axial direction) as it is
In the apparatus example shown in FIG.1Regarding the output signal of the strain gauge attached to, the same conditions as when the inner projectile was fired alone, when the outer projectile was fired alone, when the inner projectile and the outer projectile were fired simultaneously and independently For each of the cases fired atL1, out, 1(T), εL1, out, 2(T), εL1, out, 1 + 2(T). In this case, since the frequency response characteristics of the strain gauge, the dispersion and attenuation of the elastic wave, and the uncertainty of the sound velocity value are not taken into account, the laser output from the laser displacement meter that evaluates the dynamic linearity of the strain as the output signal of the gauge is used as it is. This is regarded as distortion of the elastic wave pulse incident on the light irradiation surface. εL1, out, 1(T), εL1, out, 2(T), εL1, out, 1 + 2The dynamic displacement signal of the laser irradiation surface measured by the laser displacement meter to be evaluated corresponding to (t) is represented by dL1, out, 1(T), dL1, out, 2(T), dL1, out, 1 + 2Assuming that (t), within the range where the expression (9.1) is satisfied, it is necessary to clarify the frequency range and the dynamic displacement range where the expression (9.2) is satisfied. It is evaluation of.
(Equation 52)
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, within the range where the formula (9.3) holds, the frequency range where the formula (9.4) holds, and the dynamic range Clarifying the displacement range is an evaluation of the dynamic linearity of the laser displacement meter.
(Equation 54)
(10) A case where the output of a plurality of strain gauges is used as it is to measure the dynamic linearity of a laser displacement meter.
A plurality of strain gauges stuck in the axial direction of the metal round bar indicate L from the impact end face of the round bar.n(N = 1... N). Also, the representative position of the gauge attached to a plurality of positions in the axial direction of the rod is represented by L1And In this case, each LnAt the position (n = 1... N), the elastic wave incident pulse on the irradiation end face and the reflected elastic wave pulse must be observed separately.
[0112]
According to the propagation theory of the elastic wave, the distortion of the elastic wave pulse in the round bar cross section sufficiently distant from the impact end surface becomes a plane wave, so that when the collision of the flying object starts at the distance z from the impact end surface and the time t (t = 0) ) Can be expressed analytically. Therefore, the distortion (ε (z, t)) inside the round bar as a plane wave is expressed by the following equation.
[Equation 56]
Here, F (z, t) is expressed as follows. (Scalak's solution, first item of series expansion)
[Equation 57]
t: time
lp: Flying object length
Cp： Propagation velocity of longitudinal elastic waves in a flying object
εt(T, z): first-order term of Scalak's analytical solution
[Equation 58]
V1： Velocity impact speed
t: elapsed time after collision
ν: Poisson's ratio
Da： Diameter of metal rod
z: Coordinates in the axial direction of the metal rod
[0114]
The following steps are taken to increase the sensitivity using a large number of strain gauges. Position LnThe average value of a plurality of gauge outputs in a cross section at (n = 1... N) is expressed by εLn(T) (t = 0 is the collision start time). Wave propagation takes time, and position LnSince the output signals of the strain gauges at (n = 1... N) are not in phase, the representative position L is calculated by using the equation (3) according to the following procedure.1Can be converted to an output equivalent to the output of the gauge attached to.
[Equation 61]
(Equation 62)
(10) A case in which the influence of noise is reduced and a minute dynamic strain is measured by calculating the averaging of output signals using a plurality of strain gauges.
Dispersion and attenuation of elastic waves due to propagation of elastic wave pulses from the representative position to the beam irradiation end face are not considered. No correction is made in consideration of the dynamic characteristics of the strain gauge. Therefore, when the inner projectile is fired alone, when the outer projectile is fired alone, and when the inner projectile and the outer projectile are fired simultaneously and under the same conditions as when they are fired independently, the representatives are: Let the representative strain signal at the position be εr, 1(L1, T), εr, 2(L1, T), εr, 1 + 2(L1, T), the distance from the representative position of the plurality of strain gauges to the end face irradiated with the laser light of the laser displacement meter to be evaluated is LL.1Therefore, in each case, the dynamic displacement d generated at the beam irradiation end facer in, 1(T), dr in, 2(T), dr in, 1 + 2(T) is represented by the following equation.
[Equation 63]
The dynamic displacement signals output from the laser displacement meter for evaluating the dynamic linearity corresponding to the input dynamic displacements of (10.8), (10.9), and (10.10) are d, respectively.r out, 1(T), dr out, 2(T), dr out, 1 + 2Assuming that (t), it is dynamic linearity of the laser displacement meter that the expression (10.12) is satisfied within the range where the expression (10.11) is satisfied.
[Equation 66]
When the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, within the range where the expression (10.13) holds, the frequency range where the expression (10.14) holds, and the dynamic displacement Clarifying the range will evaluate the dynamic linearity of the laser displacement meter.
[Equation 68]
(11) A case in which the output of a strain gauge (attached at one location in the axial direction) is theoretically corrected to determine the strain of an elastic wave pulse incident on an end face, and the dynamic linearity of a laser displacement meter is measured.
In this case, the output of the strain gauge attached to one position in the axial direction is corrected by the 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 represented by the equations (1.2) and (1.3) is a distance L from the collision end face.1And the strain signal generated by the collision of only the inner flying object is εin, 1(L1, T), the strain signal generated by the collision of only the outer projectile is εin, 2(L1, T), the distortion signal when the inner projectile and the outer projectile collide at the same time is εin, 1 + 2(L1, T), the following equation is established.
[Equation 70]
εin, 1 + 2(T), εin, 1 + 2(L1, T) is the distortion of the elastic wave pulse incident on the end face irradiated with the beam from the laser vibrometer when the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired, and the distance L from the collision end face.1Is the output signal of the strain gauge attached to. Ε obtained from equation (11.1)in, 1(T), εin, 2(T), εin, 1 + 2(T) and the output signal of the laser displacement meter to be evaluated corresponding to each, dout, 1(T), dout, 2(T), dout, 1 + 2Using (t), measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter to be evaluated in (11) is equivalent to (11) within the frequency and dynamic displacement range where Expression (11.2) is satisfied. .3) To clarify the frequency range and the dynamic displacement range where the expression is satisfied.
[Equation 71]
When the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, Expression (11.5) is satisfied in the frequency range where the expression (11.4) is satisfied and in the dynamic displacement region. The measurement of the dynamic linearity is to clarify the frequency range and dynamic displacement range to be used.
[Equation 73]
(12) A case in which the output of a strain gauge (attached to a plurality of locations in the axial direction) is theoretically corrected to obtain the strain of the elastic wave pulse incident on the end face, and the dynamic linearity of the laser displacement meter is measured.
As a method of calculating a representative value from the output of a plurality of strain gauges attached in the axial direction, the method shown in the above equation (10) (10.7) is used, and the representative position (distance L from the impact end face) is used.1), When the inner flying object is fired alone (εr, 1(L1, T)), when the outer projectile is launched alone (εr, 2(L1, T)), when the inner and outer flying objects collide simultaneously with the metal rod (εr, 1 + 2(L1, T)), the distortion of the elastic wave pulse incident on the laser beam irradiation surface corresponding to each is obtained from the equation (12.1).
[Equation 75]
εr, 1(L1, T), εr, 2(L1, T), εr, 1 + 2(L1, T), the output of the laser displacement meter whose dynamic linearity is to be evaluated is represented by drc out, 1(T), drc out, 2(T), drc out, 1 + 2(T). With this determination, measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter in (12) means that the frequency and the dynamic displacement range satisfy the equation (12.2) and the equation (12.3) Is to clarify the frequency range and the dynamic displacement range in which is satisfied.
[Equation 76]
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, Expression (12.5) is satisfied within the frequency and the dynamic displacement range where Expression (12.4) is satisfied. The dynamic linearity can be measured by clarifying the frequency range and the dynamic displacement range.
[Equation 78]
(13) The output of the strain gauge (attached to one location in the axial direction) is corrected using the result measured by the laser interferometer, the strain of the elastic wave pulse incident on the end face is determined, and the dynamic linearity of the laser displacement meter is measured. If you do.
To check the linearity of the input signal by correcting the output of the strain gauge attached to one location in the axial direction based on the results measured by the laser interferometer to obtain the distortion of the elastic wave pulse incident on the laser irradiation end face This is performed as follows.
[0125]
The speed of movement (vL(T)) is measured and the distortion (εiLThe relationship with (t)) is vL(T) = 2CεiL(T). In (13), in order to verify the linearity of the input signal required by the dynamic linearity verification, when estimating the transient input displacement signal to the laser displacement meter from the strain gauge output, the frequency response of the gauge is estimated. And the dispersion, attenuation, and uncertainty of sound velocity value estimation, etc. of the elastic wave propagation are corrected using the reference laser interferometer output. The distance from the collision end face of the strain gauge attached to one location in the axial direction is L1And Regarding the output signal from the gauge, the case where the inner projectile is fired alone is εL1, out, 1(T), when the outer projectile is fired alone, εL1, out, 2(T), the case where the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired is εL1, out, 1 + 2(T). At this time, the following correction function (G) converts the output signal of the gauge into the distortion of the elastic wave pulse incident on the end face irradiated by the laser from the laser vibrometer.CL(Jω) is obtained.
[Equation 80]
With this determination, the output of the laser displacement meter for evaluating the dynamic linearity when the inner flying object is fired alone is d.CL1 out, 1(T) The output of the laser displacement meter for evaluating the dynamic linearity when the outer projectile is fired alone is dCL1 out, 2(T) The output of the laser displacement meter for evaluating the dynamic linearity when the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired is represented by d.CL1 out, 1 + 2To evaluate the dynamic linearity of the laser displacement meter in (13) as (t), the expression (13.3) is satisfied within the frequency and dynamic displacement range where the expression (13.2) is satisfied. Frequency range and dynamic displacement range.
(Equation 81)
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, the expression (13.5) is satisfied within the frequency and the dynamic displacement range where the expression (13.4) is satisfied. The dynamic linearity can be measured by clarifying the frequency range and the dynamic displacement range.
[Equation 83]
(14) The output of the strain gauge (attached to a plurality of locations in the axial direction) is corrected using the result of measurement by the laser interferometer, the strain of the elastic wave pulse incident on the end face is determined, and the dynamic linearity of the laser displacement gauge is measured. If you do.
The output of multiple strain gauges is corrected based on the results measured by the reference laser interferometer to determine the distortion of the elastic wave pulse incident on the laser irradiation end face, and the linearity of the input signal required for dynamic linearity verification is determined. Ask. Regarding the strain gauge output signal at the representative position obtained by the equation (10.7), the case where the inner projectile is independently fired is ε.N r, 1(L1, T), when the outer projectile is fired alone, εN r, 2(L1, T), the case where the inner projectile and the outer projectile are fired simultaneously is εN r, 1 + 2(L1, T). The output of the laser displacement meter when the inner projectile is fired alone is dCLN out, 1(T) The output of the laser displacement meter when the outer projectile is fired alone is dCLN out, 2(T) The output of the laser displacement meter when the inner projectile and the outer projectile are fired simultaneously is dCLN out, 1 + 2If (t) is satisfied, measuring the dynamic linearity in this (14) means that the expression (14.2) is satisfied within the frequency and the dynamic displacement range where the expression (14.1) is satisfied. The frequency range and the dynamic displacement range will be clarified.
[Equation 85]
In the case where the collision between the inner flying object and the outer flying object is not simultaneous, assuming that the time difference is Δt, Expression (14.4) is established within the frequency and dynamic displacement range where Expression (14.3) is established. To clarify the frequency range and the speed range will measure the dynamic linearity.
[Equation 87]
If the frequency band of the velocity and dynamic displacement generated by the reflection at the end face of the elastic wave pulse propagating inside the round bar is not sufficiently wide, add a piezoelectric substance (piezoelectric film or piezoelectric stack) to the end face. , To increase the frequency. In this case, in consideration of the fact that even if the gauge output is theoretically corrected, the speed of the end face cannot be derived, in each of the above-described embodiments (1) to (14), the laser interferometer is used. For certain (1), (6) to (8), (13), and (14), this piezoelectric substance is used as follows.
[0131]
In the embodiments (1) and (8), the laser of the metal rod is used only when the projectile is fired only from the inner firing tube or when the projectile is fired only from the outer firing tube. The piezoelectric substance attached to the light irradiation end face is driven. In the case where the inner projectile and the outer projectile are simultaneously fired, the piezoelectric material is driven under the same conditions as when they were individually fired.
[0132]
In the embodiments of (6) and (13), the speed of the surface of the piezoelectric material (piezoelectric film) or the surface of the laser light reflecting film (material) driven by the piezoelectric film is measured in the same direction in the axial direction by using the result of measurement by the reference interferometer. The same concept can be used if a correction function is obtained for the gauge output pasted at one position of the distance. In other words, by applying a correction function to the output of the strain gauge, the frequency response of the gauge, the dispersion of the wave, the attenuation of the wave, the uncertainty of the sound velocity value, and the effect of the piezoelectric substance (piezoelectric film) on the reflection of the elastic wave pulse are evaluated. , Becomes a function to correct all.
[0133]
In the modes (7) and (14), the velocity of the surface of the piezoelectric material (piezoelectric film) or the surface of the laser light reflecting film (material) driven by the piezoelectric film is measured by a reference interferometer, and a plurality of axial velocities are measured in the axial direction. The same concept can be used if a correction function is determined for the gauge output attached to the location. In other words, by applying the correction to the output of the strain gauge, the frequency response of the gauge, the dispersion of the wave, the attenuation of the wave, the uncertainty of the sound velocity value, and the effect of the piezoelectric substance (piezoelectric film) on the reflection of the elastic wave pulse are evaluated. , Becomes a function to correct all.
[0134]
【The invention's effect】
The present invention, in the measurement of speed or dynamic displacement by a laser vibrometer and laser displacement meter, measures whether or not dynamic linearity is established in those measuring devices, and frequency domain in which dynamic linearity is established, A measurement method for clarifying the amplitude region and an apparatus for performing the method can be obtained.
[0135]
This contributes to the establishment of primary standards and secondary standards for laser vibrometers and laser displacement meters, and can contribute to the establishment of international standards in this field. In addition, the reliability of high-frequency vibration measurement in microdevices and micromechatronics has been improved, and the acceleration sensor's primary standard calibration technology can also be improved, and international standards can be created. .
[0136]
In addition, the reliability of the dynamic mechanical mass sensor calibration standards within the company is improved, so that the reliability of dynamic mechanical mass measurement is improved, and noise and signals can be distinguished when using each measuring instrument. It is possible to solve practical problems such as the absence of a metal bar, and to further enhance the usefulness of a metal round bar to which a strain gauge is attached in a measurement technique.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a system for implementing the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of another system for implementing the present invention.
[Explanation of symbols]
1 metal rod
2 First end face
3 flying objects
4 Central launch tube
5 Outer launch tube
6 multiple launch tubes
7 Inside flying object
8 Inside firing device
10. Outer flying object
11 Outside firing device
15 Valve opening and closing control device
16 1st valve
17 First high pressure air source
18 Second valve
19 Second high pressure air source
22 Second end face
23 Laser vibrometer or laser displacement meter
24 Laser Interferometer
25 Strain gauge
26 PC
27 or laser light source
28 light receiving element
29 counter
Claims (52)
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
A laser interferometer and a laser vibrometer to be evaluated are used to measure a motion velocity of a second end face generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end face of the metal bar opposite to the first end face. And measure with
The signal of the laser interferometer and the signal of the laser vibrometer are compared in a time domain or a frequency domain to measure the dynamic linearity of the laser vibrometer. Linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The strain gauge provided on the side of the metal rod is used to measure the velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face, With a laser vibrometer
The dynamic linearity of the laser vibrometer is characterized by measuring the dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing the signal of the strain gauge and the signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain. Sex measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記複数の歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The motion velocity of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is determined by changing the movement speed of the metal bars at different distances from the first end surface. Measured with a plurality of strain gauges provided in and a laser vibrometer to be evaluated,
The dynamic linearity of the laser vibrometer is measured by comparing the signals of the plurality of strain gauges and the signal of the laser vibrometer in the time domain or the frequency domain. Linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The strain gauge provided on the side of the metal rod is used to measure the velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face, With a laser vibrometer
The output of the strain gauge is subjected to a dispersion calculation of the wave according to the propagation theory of the elastic wave pulse, a correction operation according to the attenuation,
A laser vibration measuring unit that measures a dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain. A method for measuring the dynamic linearity of a meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The motion velocity of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is determined by changing the movement speed of the metal bars at different distances from the first end surface. Measured with a plurality of strain gauges provided in and a laser vibrometer to be evaluated,
The output of the plurality of strain gauges, the dispersion of the wave by the propagation theory of the elastic wave pulse, perform a correction operation according to the attenuation,
A laser vibration measuring unit that measures a dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain. A method for measuring the dynamic linearity of a meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The motion velocity of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each collision reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is measured by a strain gauge provided on the side face of the metal rod and a laser interference. Measurement with a laser vibrometer to be evaluated,
Correcting the output of the strain gauge by the signal of the laser interferometer,
A laser vibrometer characterized by measuring a dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain. Dynamic linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ振動計とで計測し、
前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ振動計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The motion speed of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is determined by changing the movement speed of the metal bars at different distances from the first end surface. Measured with a plurality of strain gauges, a laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated
Correct the output of the plurality of strain gauges by the signal of the laser interferometer,
A laser vibrometer characterized by measuring a dynamic linearity of the laser vibrometer by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain. Dynamic linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The dynamic displacement of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal bar opposite to the first end face is determined by a laser interferometer and a laser displacement to be evaluated. Measure with a meter,
By comparing the signal of the laser interferometer and the signal of the laser displacement meter in the time domain or the frequency domain, the dynamic linearity of the laser displacement meter is measured. Linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記歪ゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
Evaluation of the dynamic displacement of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face, by using a strain gauge provided on the side face of the metal rod, Measure with the target laser displacement meter,
By comparing the signal of the strain gauge and the signal of the laser displacement meter in the time domain or the frequency domain, the dynamic linearity of the laser displacement gauge is measured. Sex measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記複数の歪みゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The dynamic displacement of the second end face caused when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is changed by the metal rods having different distances from the first end face. Measured with a plurality of strain gauges provided on the side and a laser displacement meter to be evaluated,
The dynamic linearity of the laser displacement gauge is measured by comparing the signals of the plurality of strain gauges and the signal of the laser displacement gauge in the time domain or the frequency domain. Linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
Evaluation of the dynamic displacement of the second end face generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face, by using a strain gauge provided on the side face of the metal rod, Measure with the target laser displacement meter,
The output of the strain gauge is subjected to a dispersion calculation of the wave according to the propagation theory of the elastic wave pulse, a correction operation according to the attenuation,
A laser displacement measuring device that measures the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge with a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain. A method for measuring the dynamic linearity of a meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行い、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The dynamic displacement of the second end face caused when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end face of the metal rod opposite to the first end face is changed by the metal rods having different distances from the first end face. Measured with a plurality of strain gauges provided on the side and a laser displacement meter to be evaluated,
The output of the plurality of strain gauges, the dispersion of the wave by the propagation theory of the elastic wave pulse, perform a correction operation according to the attenuation,
A laser displacement measuring device that measures the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge with a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain. A method for measuring the dynamic linearity of a meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、金属棒側面に設けた歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
A strain gauge provided on a side surface of the metal rod, wherein a dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface opposite to the first end surface of the metal bar is provided; Measure with the interferometer and the laser displacement meter to be evaluated,
Correcting the output of the strain gauge by the signal of the laser interferometer,
A laser displacement meter characterized by measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain. Dynamic linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージと、レーザ干渉計と、評価対象となるレーザ変位計とで計測し、
前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正し、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較することにより、レーザ変位計の動的線形性を計測することを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測方法。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod at the same time or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. Raise,
The dynamic displacement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is determined by moving the metal bars at different distances from the first end surface. Measure with a plurality of strain gauges provided on the side, a laser interferometer, and a laser displacement meter to be evaluated,
Correct the output of the plurality of strain gauges by the signal of the laser interferometer,
A laser displacement meter characterized by measuring the dynamic linearity of the laser displacement meter by comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain. Dynamic linearity measurement method.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定するレーザ干渉計、及び評価対象となるレーザ振動計と、
前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較する比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A laser interferometer for measuring a movement velocity of a second end face generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end face of the metal bar opposite to the first end face, and a laser vibration to be evaluated And
A laser characterized by comprising a measurement unit that compares the signal of the laser interferometer and the signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain, and measures the dynamic linearity of the laser vibrometer. Dynamic linearity measurement device for vibrometer.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、
前記歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A strain gauge provided on a side surface of the metal rod, for measuring a movement speed of a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; and A laser vibrometer to be evaluated;
The signal of the strain gauge and the signal of the laser vibrometer are compared with each other in a time domain or a frequency domain, and the laser vibrometer is characterized by comprising a measuring unit for measuring dynamic linearity of the laser vibrometer. Dynamic linearity measurement device.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、
前記複数の歪ゲージの信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
Measuring the velocity of movement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; A plurality of strain gauges provided on the side of the rod, and a laser vibrometer to be evaluated,
Laser vibration measuring means for comparing a signal of the plurality of strain gauges and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain to measure dynamic linearity of the laser vibrometer. Dynamic linearity measurement device of the meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、
前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段を備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A strain gauge provided on a side surface of the metal rod, for measuring a movement speed of a second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; and A laser vibrometer to be evaluated;
Calculation means for performing a correction calculation according to the dispersion of the wave, the attenuation of the output of the strain gauge according to the theory of elastic wave pulse propagation,
A signal obtained by correcting and calculating the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer are compared in a time domain or a frequency domain, and a measuring unit is provided for measuring dynamic linearity of the laser vibrometer. Laser vibrometer dynamic linearity measurement device.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ振動計と、
前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
Measuring the velocity of movement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; A plurality of strain gauges provided on the side of the rod, and a laser vibrometer to be evaluated,
Arithmetic means for performing output correction of the outputs of the plurality of strain gauges according to the dispersion theory and attenuation of the wave by the propagation theory of the elastic wave pulse,
A signal obtained by correcting and calculating the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer in a time domain or a frequency domain, and measuring means for measuring dynamic linearity of the laser vibrometer. Dynamic linearity measurement device of laser vibrometer.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ振動計と、
前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A strain gauge provided on a side surface of the metal rod, for measuring a movement velocity of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; and A laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated,
Correction means for correcting the output of the strain gauge by the signal of the laser interferometer,
A signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer are compared with each other in a time domain or a frequency domain, and a measuring unit that measures dynamic linearity of the laser vibrometer is provided. Laser vibrometer dynamic linearity measurement device.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の運動速度を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ振動計と、
前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ振動計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ振動計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ振動計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
Measuring the speed of movement of the second end surface generated when the elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches the second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; A plurality of strain gauges provided on the rod side surface, and a laser interferometer, and a laser vibrometer to be evaluated,
Correction means for correcting the output of the plurality of strain gauges by the signal of the laser interferometer,
A signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser vibrometer are compared with each other in a time domain or a frequency domain, and a measuring unit that measures dynamic linearity of the laser vibrometer is provided. Laser vibrometer dynamic linearity measurement device.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定するレーザ干渉計、及び評価対象となるレーザ変位計と、
前記レーザ干渉計の信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A laser interferometer for measuring a dynamic displacement of a second end face generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end face of the metal bar opposite to the first end face, and a laser to be evaluated A displacement meter,
A laser displacement measuring device for comparing a signal of the laser interferometer with a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain to measure dynamic linearity of the laser displacement meter. Dynamic linearity measurement device of the meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、
前記歪ゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A strain gauge provided on a side surface of the metal bar, for measuring a dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; And a laser displacement meter to be evaluated,
A laser displacement meter comprising: a measuring unit for comparing a signal of the strain gauge with a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain to measure dynamic linearity of the laser displacement gauge. Dynamic linearity measurement device.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、
前記複数の歪みゲージの信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is measured. A plurality of strain gauges provided on the side of the metal rod, and a laser displacement meter to be evaluated,
A laser comprising: a plurality of strain gauge signals and a signal from the laser displacement meter, which are compared in a time domain or a frequency domain, and measuring means for measuring dynamic linearity of the laser displacement gauge. Dynamic linearity measurement device for displacement meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、
前記歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A strain gauge provided on a side surface of the metal bar, for measuring a dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; And a laser displacement meter to be evaluated,
Calculation means for performing a correction calculation according to the dispersion of the wave, the attenuation of the output of the strain gauge according to the theory of elastic wave pulse propagation,
Measuring means for comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain to measure dynamic linearity of the laser displacement gauge. Dynamic linearity measurement device for laser displacement meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及び評価対象となるレーザ変位計と、
前記複数の歪ゲージの出力を弾性波パルスの伝播理論によって波動の分散、減衰に応じた補正演算を行う演算手段と、
前記歪ゲージの出力を補正演算した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is measured. A plurality of strain gauges provided on the side of the metal rod, and a laser displacement meter to be evaluated,
Arithmetic means for performing output correction of the outputs of the plurality of strain gauges according to the dispersion theory and attenuation of the wave by the propagation theory of the elastic wave pulse,
Measuring means for comparing a signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser displacement meter in a time domain or a frequency domain to measure dynamic linearity of the laser displacement gauge. Dynamic linearity measurement device for laser displacement meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、金属棒側面に設けた歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ変位計と、
前記歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A strain gauge provided on a side surface of the metal bar, for measuring a dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface; And a laser interferometer, and a laser displacement meter to be evaluated,
Correction means for correcting the output of the strain gauge by the signal of the laser interferometer,
A signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser displacement meter are compared with each other in a time domain or a frequency domain, and measurement means for measuring dynamic linearity of the laser displacement gauge is provided. Dynamic displacement measuring device for laser displacement meter.
前記各衝突により発生した弾性波パルスが金属棒の前記第１端面の反対側の第２端面に到達したときに生じる第２端面の動的変位を測定する、該第１端面から各々異なる距離の金属棒側面に設けた複数の歪ゲージ、及びレーザ干渉計、並びに評価対象となるレーザ変位計と、
前記複数の歪ゲージの出力を前記レーザ干渉計の信号により補正する補正手段と、
前記歪ゲージの出力を補正した信号と、前記レーザ変位計の信号とを、時間領域または周波数領域で比較し、レーザ変位計の動的線形性を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ変位計の動的線形性計測装置。Only the first flying object, only the second flying object, and both the first and second flying objects collide with the first end surface of the metal rod simultaneously or with a slight time difference, and an elastic wave pulse is generated inside the metal rod. A firing device to generate,
A dynamic displacement of a second end surface generated when an elastic wave pulse generated by each of the collisions reaches a second end surface of the metal bar opposite to the first end surface is measured. A plurality of strain gauges provided on the metal rod side surface, and a laser interferometer, and a laser displacement meter to be evaluated,
Correction means for correcting the output of the plurality of strain gauges by the signal of the laser interferometer,
A signal obtained by correcting the output of the strain gauge and a signal of the laser displacement meter are compared with each other in a time domain or a frequency domain, and measurement means for measuring dynamic linearity of the laser displacement gauge is provided. Dynamic displacement measuring device for laser displacement meter.
前記金属球に発射タイミングを精密に制御した飛翔体を衝突させ、金属棒内部に弾性波パルスを発生させることを特徴とする、請求項１５〜請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置。Attaching a metal ball in contact with the first end face of the metal rod,
The laser vibration according to any one of claims 15 to 21, wherein a flying object whose firing timing is precisely controlled collides with the metal ball to generate an elastic wave pulse inside the metal rod. Dynamic linearity measuring device of meter.
前記金属球に発射タイミングを精密に制御した飛翔体を衝突させ、金属棒内部に弾性波パルスを発生させることを特徴とする、請求項２２〜請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置。Attaching a metal ball in contact with the first end face of the metal rod,
The laser displacement according to any one of claims 22 to 28, wherein a flying object whose firing timing is precisely controlled collides with the metal ball to generate an elastic wave pulse inside the metal rod. Dynamic linearity measuring device of meter.
前記圧電物質を前記弾性波パルスの第２端面での反射過程の所定の時期に駆動する圧電物質駆動手段を備え、
金属棒単体で発生できる棒端面の速度の周波数帯域幅が不足しているときに、前記圧電物質駆動手段の駆動により周波数帯域幅を広帯域化することを特徴とする、請求項１５〜請求項２１のいずれか一つに記載のレーザ振動計の動的線形性計測装置。Attaching a piezoelectric substance to a second end face of the metal rod;
A piezoelectric substance driving unit that drives the piezoelectric substance at a predetermined time during a reflection process of the elastic wave pulse at the second end face,
22. The method according to claim 15, wherein when the frequency bandwidth of the speed of the rod end surface which can be generated by the metal rod alone is insufficient, the frequency bandwidth is broadened by driving the piezoelectric material driving means. The dynamic linearity measuring device for a laser vibrometer according to any one of the above.
前記圧電物質を前記弾性波パルスの第２端面での反射過程の所定の時期に駆動する圧電物質駆動手段を備え、
金属棒単体で発生できる棒端面の動的変位の周波数帯域幅が不足しているときに、前記圧電物質駆動手段の駆動により周波数帯域幅を広帯域化することを特徴とする、請求項２２〜請求項２８のいずれか一つに記載のレーザ変位計の動的線形性計測装置。Attaching a piezoelectric substance to a second end face of the metal rod;
A piezoelectric substance driving unit that drives the piezoelectric substance at a predetermined time during a reflection process of the elastic wave pulse at the second end face,
23. The method according to claim 22, wherein when the frequency bandwidth of the dynamic displacement of the rod end surface which can be generated by the metal rod alone is insufficient, the frequency bandwidth is broadened by driving the piezoelectric material driving means. Item 30. The dynamic linearity measurement device for a laser displacement meter according to any one of items 28.
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