JP2009204538A - Characteristic measuring device and characteristic measuring method of vibration detection sensor - Google Patents
Characteristic measuring device and characteristic measuring method of vibration detection sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009204538A JP2009204538A JP2008048681A JP2008048681A JP2009204538A JP 2009204538 A JP2009204538 A JP 2009204538A JP 2008048681 A JP2008048681 A JP 2008048681A JP 2008048681 A JP2008048681 A JP 2008048681A JP 2009204538 A JP2009204538 A JP 2009204538A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection sensor
- vibration detection
- output
- sensor
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
本発明は圧電素子を備える振動検知センサの特性測定装置及び特性測定方法に関する。更に詳しくは、圧電素子を備える共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサの特性測定装置及び特性測定方法に関する。 The present invention relates to a characteristic measurement apparatus and characteristic measurement method for a vibration detection sensor including a piezoelectric element. More specifically, the present invention relates to a characteristic measurement apparatus and characteristic measurement method for a vibration detection sensor that measures sensor output and capacitance of a resonance type vibration detection sensor including a piezoelectric element.
圧電素子を備える振動検知センサには、目的及び構造等によりいくつか種類が知られている。なかでも、共振型の振動検知センサは、検知目的の周波数帯域で共振する振動体(圧電素子と金属薄板とを貼り合わせた振動体)を備える振動検知センサであり、検知目的とする周波数帯域の振動を選択的に検知できるセンサである。この振動検知センサは、例えば、内燃機関のノッキングセンサとして用いられる。 Several types of vibration detection sensors having piezoelectric elements are known depending on the purpose and structure. In particular, a resonance type vibration detection sensor is a vibration detection sensor including a vibration body (vibration body in which a piezoelectric element and a thin metal plate are bonded) that resonates in a frequency band for detection purposes. It is a sensor that can selectively detect vibration. This vibration detection sensor is used, for example, as a knocking sensor for an internal combustion engine.
また、各種システム内の制御系において一つの部品として振動検知センサを使用する場合、加振された振動に対応したセンサ出力が得られるという本来の機能に加えて、振動検知センサ自体の固有特性も正確にコントロールされていることが求められる。即ち、例えば、適正な静電容量値などが求められることとなる。このため、各種部品を組み上げて完成品となった振動検知センサの特性を個々に最終検査し、要求特性を満たしているか否かを判別する必要がある。特にノッキングセンサ等の量産品はこの検査を多量且つ効率的に行うことが求められている。
上記の圧電素子を備える共振型の振動検知センサとしては下記特許文献1が知られており、また、振動検知センサの検査方法としては下記特許文献2が知られている。
In addition, when a vibration detection sensor is used as one component in a control system in various systems, in addition to the original function of obtaining a sensor output corresponding to the excited vibration, the inherent characteristics of the vibration detection sensor itself are also provided. It must be accurately controlled. That is, for example, an appropriate capacitance value is required. For this reason, it is necessary to finally inspect the characteristics of the vibration detection sensor which is a finished product by assembling various parts, and to determine whether or not the required characteristics are satisfied. In particular, mass-produced products such as knocking sensors are required to perform this inspection in large quantities and efficiently.
The following
上記特許文献1は、圧電素子を備える共振型の振動検知センサについての構造等については開示されているものの、これらの共振型の振動検知センサのセンサ特性を検査する方法やそのための装置についてはなんら開示がない。また、上記特許文献2は、センサ出力の測定方法については記載があるものの、静電容量の測定については検討されていない。
本発明は上記従来の技術に鑑みてなされたものであり、圧電素子を備える共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を効率よく測定できる振動検知センサ特性測定装置及びこれを用いた特性測定方法を提供することを目的とする。
Although the
The present invention has been made in view of the above-described conventional technology, and a vibration detection sensor characteristic measuring apparatus capable of efficiently measuring the sensor output and capacitance of a resonance type vibration detection sensor including a piezoelectric element, and characteristics using the same An object is to provide a measurement method.
これまで発明者らは、別々の装置を用いて連続しない異なる工程で振動検知センサのセンサ出力及び静電容量の測定を行っている。即ち、図9(装置接続概要図)及び図10(測定フロー図)に示すように、振動検知センサ50がアースされていない状態で、振動検知センサ50の静電容量を静電容量測定手段13を用いて測定する。その後、静電容量を測定するための治具から振動検知センサ50を取り外すと共に、センサ出力を測定するための治具であって、振動検知センサ50と加速度センサ15(加速度センサ用アンプ153を併用)とで共用されたグランド(図9の195)を有する治具に振動検知センサ50を取り付ける。次いで、振動検知センサ50から出力されるセンサ出力を出力測定手段12を用いて測定する。
Up to now, the inventors have measured the sensor output and capacitance of the vibration detection sensor in different, non-continuous processes using separate devices. That is, as shown in FIG. 9 (apparatus connection outline diagram) and FIG. 10 (measurement flow diagram), the capacitance of the
このような手順で別装置及び別工程を用いて上記各特性を測定するのは、センサ出力の測定条件と静電容量の測定条件とが相反するためである。即ち、振動検知センサはエンジンブロック等の組み付け対象物をグランドとして利用することを想定して設計され、センサ出力はグランドへアースした状態で測定される。対して、静電容量は測定対象を流れる電流がグランドへアースされると、測定電流がグランドへ流れるために測定できない。このようにセンサ出力と静電容量とは背反する測定条件を要する。 The reason why the above-described characteristics are measured using a separate apparatus and a separate process in such a procedure is that the measurement conditions for sensor output and the measurement conditions for capacitance are contradictory. That is, the vibration detection sensor is designed on the assumption that an assembly object such as an engine block is used as a ground, and the sensor output is measured in a state of being grounded to the ground. On the other hand, the capacitance cannot be measured when the current flowing through the measurement object is grounded to the ground because the measurement current flows to the ground. Thus, the sensor output and the electrostatic capacitance require contradictory measurement conditions.
センサ出力は、単に検知目的の周波数帯域で出力が得られるだけでなく、検知目的である振動の加速度に応じた出力が得られるものであることが好ましい。この場合、振動検知センサのセンサ出力測定では、予め特性が保証された加速度センサ(ピックアップセンサ)を振動検知センサと一体的に加振し、加振された検査振動の加速度を加速度センサによって測定し、得られた振動検知センサからのセンサ出力をピックアップ出力を用いて補正し、加速度の大きさに応じた適正なセンサ出力であるかを判定できることが必要となる。 It is preferable that the sensor output is not only capable of obtaining an output in a frequency band intended for detection, but also capable of obtaining an output corresponding to the acceleration of vibration that is the purpose of detection. In this case, in the sensor output measurement of the vibration detection sensor, an acceleration sensor (pickup sensor) whose characteristics are guaranteed in advance is vibrated integrally with the vibration detection sensor, and the acceleration of the excited inspection vibration is measured by the acceleration sensor. It is necessary to correct the sensor output from the obtained vibration detection sensor using the pickup output and determine whether the sensor output is appropriate according to the magnitude of acceleration.
このようなことから、振動検知センサ及び加速度センサの両者が共通のグランドへアースされた測定装置では、センサ出力は測定できても、静電容量を測定することができない。このため、本発明者らは、本願に先駆けて、図8(装置接続概略図)に示すような測定装置10sを案出した。その装置は、前記図9で示した各手段等が、2つの切替手段141及び142を用いて接続されており、センサ出力及び静電容量を測定できる装置である。この装置10sでは、2つの切替手段141及び142を用いることで1つの装置で連続してセンサ出力及び静電容量を測定できる。しかし、この装置10sでは、振動検知センサ50及び加速度センサ15に共用されたグランドとして用いるグランド用配線195がノイズを拾い易く(グランド用配線にノイズが混入し易く)センサ出力が変動し、加振しない状態においてもセンサ出力を生じているかのような挙動が認められたりするという問題があった。
For this reason, in a measuring apparatus in which both the vibration detection sensor and the acceleration sensor are grounded to a common ground, the capacitance cannot be measured even though the sensor output can be measured. For this reason, the present inventors devised a measuring
そして、本発明者らは、上記装置に更なる改良を加えて検討を重ねた結果、本発明(図1等に例示)に示す構成の装置10a及びこれに伴う測定方法を見出した。この装置10aでは、センサ出力及び静電容量を1つの装置で測定できると共に上記ノイズによる問題を生じず、センサ出力と静電容量とを連続的に効率よく測定できることを知見し、本発明を完成させるに至った。
As a result of further studies on the above-described apparatus, the present inventors have found an
即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)圧電素子を有する共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサ特性測定装置であって、
振動検知センサに検査振動を加振する加振手段、
上記振動検知センサからのセンサ出力を測定する出力測定手段、
上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定手段、
上記出力測定手段と上記振動検知センサとの間、且つ上記静電容量測定手段と該振動検知センサとの間、に配置されて上記振動検知センサが上記出力測定手段及び上記静電容量測定手段のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う切替手段、
上記振動検知センサと共に上記加振手段によって加振され、該加振された際の上記検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力する加速度センサ、
上記振動検知センサと上記切替手段とを接続する一対の第1の配線、
上記切替手段と上記出力測定手段とを接続する一対の第2の配線、
上記切替手段と上記静電容量測定手段とを接続する一対の第3の配線、及び、
上記加速度センサと上記出力測定手段とを接続する一対の第4の配線、を備え、
上記振動検知センサが測定可能な状態に配置された場合に、上記第1の配線の一方の配線の一端は該振動検知センサの信号端子と接続されることとなり、該第1の配線の他方の配線の一端は上記振動検知センサのグランドと接続されることとなり、且つ該振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは絶縁されることを特徴とする振動検知センサ特性測定装置。
(2)上記出力測定手段は、上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて、上記振動検知センサのセンサ出力を、上記検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段を備える上記(1)に記載の振動検知センサ特性測定装置。
(3)上記振動検知センサ及び上記加速度センサを共に固定する固定治具を備え、
上記振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは、上記固定治具内で絶縁されている上記(1)又は(2)に記載の振動検知センサ特性測定装置。
(4)上記(1)乃至(3)のうちのいずれかに記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を測定する出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。
(5)上記(2)に記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて上記補正手段により補正して測定する上記出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) A vibration detection sensor characteristic measuring apparatus for measuring a sensor output and capacitance of a resonance type vibration detection sensor having a piezoelectric element,
Vibration means for vibrating inspection vibration to the vibration detection sensor;
Output measuring means for measuring the sensor output from the vibration detection sensor;
Capacitance measuring means for measuring the capacitance of the vibration detection sensor;
The vibration detection sensor is disposed between the output measurement unit and the vibration detection sensor and between the capacitance measurement unit and the vibration detection sensor, and the vibration detection sensor is connected to the output measurement unit and the capacitance measurement unit. Switching means for switching so that only one of them is connected;
An acceleration sensor that is vibrated by the vibration means together with the vibration detection sensor, and outputs a pickup output corresponding to the acceleration of the inspection vibration when the vibration is applied;
A pair of first wires connecting the vibration detection sensor and the switching means;
A pair of second wires connecting the switching means and the output measuring means;
A pair of third wires connecting the switching means and the capacitance measuring means; and
A pair of fourth wires connecting the acceleration sensor and the output measuring means,
When the vibration detection sensor is arranged in a measurable state, one end of one of the first wires is connected to a signal terminal of the vibration detection sensor, and the other of the first wires One end of the wiring is connected to the ground of the vibration detection sensor, and the ground of the vibration detection sensor is insulated from the ground of the acceleration sensor.
(2) The output measuring unit includes a correcting unit that corrects the sensor output of the vibration detection sensor to a value corresponding to the acceleration of the inspection vibration based on the pickup output of the acceleration sensor. Vibration detection sensor characteristics measurement device.
(3) A fixing jig for fixing both the vibration detection sensor and the acceleration sensor is provided.
The vibration detection sensor characteristic measurement device according to (1) or (2), wherein the ground of the vibration detection sensor and the ground of the acceleration sensor are insulated in the fixing jig.
(4) A characteristic measurement method for a vibration detection sensor using the vibration detection sensor characteristic measurement device according to any one of (1) to (3) above,
A capacitance measuring step of measuring the capacitance of the vibration detection sensor using the capacitance measuring means;
An output measuring step of measuring the sensor output of the vibration detection sensor when the inspection vibration is vibrated using the output measuring means;
A switching step of switching the output measuring means or the capacitance measuring means connected to the vibration detection sensor to the other using the switching means,
After performing one of the capacitance measurement step and the output measurement step, the switching step is performed, and then the other step of the capacitance measurement step and the output measurement step is performed. A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor, characterized in that:
(5) A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor using the vibration detection sensor characteristic measurement device according to (2) above,
A capacitance measuring step of measuring the capacitance of the vibration detection sensor using the capacitance measuring means;
Using the output measuring means, the output measuring step of correcting the sensor output of the vibration detection sensor when the inspection vibration is vibrated and correcting the sensor output based on the pickup output of the acceleration sensor; and
A switching step of switching the output measuring means or the capacitance measuring means connected to the vibration detection sensor to the other using the switching means,
After performing one of the capacitance measurement step and the output measurement step, the switching step is performed, and then the other step of the capacitance measurement step and the output measurement step is performed. A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor, characterized in that:
上記(1)の振動検知センサの特性測定装置によれば、1つの装置でありながら、前記ノイズによる問題を生じず、振動検知センサのセンサ出力と静電容量とを連続して測定できる。特に、特性測定装置の治具に振動検知センサをセットした後は、この治具から振動検知センサを取り外すことなく、センサ出力と静電容量とを連続して効率よく測定できる。
上記(2)の振動検知センサの特性測定装置であって、出力測定手段が、ピックアップ出力に基づいてセンサ出力を検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段を備える場合は、加速度に対応してセンサ出力が変化する振動検知センサについても検査を行うことができる。
上記(3)の振動検知センサの特性測定装置であって、振動検知センサ及び加速度センサを共に固定する固定治具を備え、振動検知センサのグランドと加速度センサのグランドとが、固定治具内で絶縁されている場合は、特に簡便な装置及び操作でセンサ出力及び静電容量の両特性を効率よく測定できる。
上記(4)の振動検知センサの特性測定方法によれば、前記ノイズによる問題を生じず、振動検知センサのセンサ出力と静電容量とを連続して測定できる。特に、特性測定装置の治具に振動検知センサをセットした後は、この治具から振動検知センサを取り外すことなく、センサ出力と静電容量とを連続して効率よく測定できる。
上記(5)の振動検知センサの特性測定方法によれば、加速度に対応してセンサ出力が変化する振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を1つの装置で測定できると共に前記ノイズによる問題を生じず、センサ出力と静電容量とを連続して測定できる。特に、特性測定装置の治具に振動検知センサをセットした後は、この治具から振動検知センサを取り外すことなく、センサ出力と静電容量とを連続して効率よく測定できる。
According to the characteristic measuring apparatus for vibration detection sensor of (1) above, the sensor output and the capacitance of the vibration detection sensor can be continuously measured without causing the problem due to the noise even though it is a single apparatus. In particular, after the vibration detection sensor is set on the jig of the characteristic measurement device, the sensor output and the capacitance can be measured efficiently and continuously without removing the vibration detection sensor from the jig.
In the vibration measuring sensor characteristic measuring apparatus according to (2) above, when the output measuring means includes a correcting means for correcting the sensor output to a value corresponding to the acceleration of the inspection vibration based on the pickup output, it corresponds to the acceleration. Thus, the vibration detection sensor whose sensor output changes can also be inspected.
The vibration measuring sensor characteristic measuring apparatus according to (3), further comprising a fixing jig for fixing both the vibration detecting sensor and the acceleration sensor, wherein the ground of the vibration detecting sensor and the ground of the acceleration sensor are within the fixing jig. When insulated, both characteristics of sensor output and capacitance can be efficiently measured with a particularly simple apparatus and operation.
According to the characteristic measurement method of the vibration detection sensor of (4) above, the sensor output and the capacitance of the vibration detection sensor can be continuously measured without causing the problem due to the noise. In particular, after the vibration detection sensor is set on the jig of the characteristic measurement device, the sensor output and the capacitance can be measured efficiently and continuously without removing the vibration detection sensor from the jig.
According to the characteristic measurement method of the vibration detection sensor of the above (5), the sensor output and the capacitance of the vibration detection sensor whose sensor output changes according to the acceleration can be measured with one device, and the problem due to the noise occurs. The sensor output and the capacitance can be measured continuously. In particular, after the vibration detection sensor is set on the jig of the characteristic measurement device, the sensor output and the capacitance can be measured efficiently and continuously without removing the vibration detection sensor from the jig.
以下、本発明について図1〜7を参照して説明する。
[1]振動検知センサ特性測定装置
振動検知センサ特性測定装置10a〜10d(図1〜3及び図5参照)は、圧電素子511を備える共振型の振動検知センサ50(図7参照)のセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサ特性測定装置であって、
振動検知センサ50に検査振動を加振する加振手段11、
上記振動検知センサ50からのセンサ出力を測定する出力測定手段12、
上記振動検知センサ50の静電容量を測定する静電容量測定手段13、
上記出力測定手段12と上記振動検知センサ50との間、且つ上記静電容量測定手段13と該振動検知センサ50との間、に配置されて上記振動検知センサ50が上記出力測定手段12及び上記静電容量測定手段13のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う切替手段14、
上記振動検知センサ50と共に上記加振手段11によって加振され、該加振された際の上記検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力する加速度センサ15、
上記振動検知センサ50と上記切替手段14とを接続する一対の第1の配線16、
上記切替手段14と上記出力測定手段12とを接続する一対の第2の配線17、
上記切替手段14と上記静電容量測定手段13とを接続する一対の第3の配線18、及び、
上記加速度センサ15と上記出力測定手段12とを接続する一対の第4の配線19、を備え、
上記振動検知センサ50が測定可能な状態に配置された場合に、上記第1の配線16の一方の配線161の一端161aは該振動検知センサ50の信号端子501と接続されることとなり、該第1の配線16の他方の配線162の一端162aは上記振動検知センサ50のグランド502と接続されることとなり、且つ該振動検知センサ50のグランド502と上記加速度センサ15のグランド152とは絶縁されることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS.
[1] Vibration Detection Sensor Characteristic Measurement Device The vibration detection sensor
Vibration means 11 for vibrating inspection vibration to the
Output measuring means 12 for measuring the sensor output from the
Capacitance measuring means 13 for measuring the capacitance of the
The
An
A pair of
A pair of
A pair of
A pair of
When the
上記「加振手段(11)」は、振動検知センサ50に検査振動を加振する手段である。この加振手段は、複数の周波数に対する振動検知センサ50のセンサ出力を測定(分析)することを目的に、加振する振動の周波数及び加速度を変化させることができるものであることが好ましい。加振手段11の制御方法は限定されず、加振の開始及び終了を人的にコントロールしてもよく、電気的に制御してもよい。電気的に制御する場合、出力測定手段12等の各種手段に行わせてもよく(図3及び図4参照)、統合的な制御手段30(図5及び図6参照)を利用して制御手段30に行わせてもよい。いずれにしても各種手段により指示信号を形成し、この指示信号を加振手段11に送信することにより制御する。
The “excitation means (11)” is a means for exciting the
上記「出力測定手段(12)」は、振動検知センサ50からのセンサ出力を測定する手段である。この出力測定手段12の構成及び特性等は特に限定されず、オシロスコープ等を用いることもできるが、振動検知センサからのセンサ出力を周波数分析し、各振動周波数におけるセンサ出力の有無及びその大きさを出力できる手段であることが好ましい。従って、この出力測定手段12としては、高速フーリエ変換機能をする機器であることが好ましく、高速フーリエ変換器(以下、単に「FFT」ともいう)が好ましい。
The “output measuring means (12)” is a means for measuring the sensor output from the
この出力測定手段12は、入出力機能、演算機能(CPU)及びメモリ機能等を有することで、出力測定手段12に加振手段11の作動指示を与えることができる(図3及び図4参照)。
更に、この出力測定手段12は、加速度センサ15のピックアップ出力に基づいて、振動検知センサ50のセンサ出力を、検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段121(図2、図3及び図5参照)を備えることが好ましい。これにより、加振手段11による振動の加速度に応じた正確なセンサ出力が得られているか否かを判断することができる。
Since the output measuring means 12 has an input / output function, a calculation function (CPU), a memory function, and the like, an operation instruction of the vibration means 11 can be given to the output measuring means 12 (see FIGS. 3 and 4). .
Further, the
上記「静電容量測定手段(13)」は、振動検知センサ50の静電容量を測定する手段である。この静電容量測定手段13は、振動検知センサ50に接続されて、振動検知センサ50全体の静電容量を測定(算出)することができればよい。また、交流電源により静電容量を測定でき、その周波数特性を測定できるものであることが好ましい。従って、交流電流供給機能、電圧測定機能及び位相測定機能を備えるものであることが好ましく、例えば、LCRメーター、インピーダンスアナライザ及びネットワークアナライザ等を用いることができる。
The “capacitance measurement means (13)” is a means for measuring the capacitance of the
上記「切替手段(14)」は、出力測定手段12と振動検知センサ50との間、且つ静電容量測定手段13と振動検知センサ50との間、に配置されて振動検知センサ50が出力測定手段12及び静電容量測定手段13のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う手段である。この切替手段14の構成及び特性等は特に限定されず、この切替手段14としてはリレー及びスイッチ等が挙げられる。リレー及び電気式スイッチ等は電気的に制御でき、手動式スイッチ等は人的に制御できる。これらのうちではリレーが好ましい。リレーの制御方法は特に限定されず、出力測定手段12等の各種手段に行わせてもよく、統合的な制御手段30を利用して制御手段30に行わせてもよい(図3〜図6参照)。いずれにしても各種手段により指示信号を形成し、この指示信号を切替手段14に送信することにより制御する。
The “switching means (14)” is disposed between the output measurement means 12 and the
上記「加速度センサ(15)」は、振動検知センサ50と共に加振手段によって加振され、加振された際の検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力するセンサである。この加速度センサ15には、通常、加速度センサ用アンプ153(図2、図3及び図5参照)が併用される。加速度センサ15は、電荷出力型であってもよく、電圧出力型であってもよい。このうち、電荷出力型はセンサ出力を電荷により行い、加速度センサ用アンプ153として電荷電圧変換アンプ153を介して電圧データに変換して出力される。一方、電圧出力型はセンサ出力を直接的に電圧により行い、電圧データが直接出力されるが、通常、定電流を加速度センサに供給する加速度センサ用アンプ153として定電流供給アンプ153を併用する。
これらのうちでは前者、即ち、電荷出力型加速度センサ15及び電荷電圧変換アンプ153を備える加速度検知手段であることが好ましい。尚、上記加速度センサ用アンプ153を用いる場合、アンプは加速度センサ15と出力測定手段12との間に配設される(図2、図3及び図5参照)。
The “acceleration sensor (15)” is a sensor that is vibrated by the vibration means together with the
Among these, the former, that is, the acceleration detection means including the charge output
上記「第1の配線(16)」、上記「第2の配線(17)」、上記「第3の配線(18)」、及び、上記「第4の配線(19)」は(図1〜3及び図5参照)、各々少なくとも一対の配線を有するが、各々3本以上が1組となった組配線であってもよい。また、各配線は、一対の各々独立した形態の配線(単線)であってもよく、ツインケーブル等のような撚り配線であってもよく、同軸ケーブルなどのような1本のケーブル内に複数の導体が配設された形態の同軸配線であってもよい。更に、各配線は各々、各手段等を直接接続していてもよく、フィルタ等の適宜必要な回路素子を介して間接的に接続していてもよい。 The “first wiring (16)”, the “second wiring (17)”, the “third wiring (18)”, and the “fourth wiring (19)” are shown in FIG. 3 and FIG. 5), each of which has at least a pair of wires, but may be a set of wires each having three or more wires. Each wiring may be a pair of independent wirings (single wires), a twisted wiring such as a twin cable, or the like, and a plurality of cables in one cable such as a coaxial cable. The coaxial wiring in the form in which the conductor is disposed may be used. Further, each wiring may be directly connected to each means or the like, or may be indirectly connected via a necessary circuit element such as a filter.
更に、振動検知センサ特性測定装置10a〜10dは、振動検知センサ50が測定可能な状態に配置された場合に、下記〈1〉−〈3〉の条件を併せて有する(図1〜3及び図5参照)。即ち、
〈1〉第1の配線16の一方の配線161の一端161aは振動検知センサ50の信号端子501と接続される。この信号端子501は、振動検知センサ50においてセンサ出力が出力される側の端子であり、後述する図7のノッキングセンサ(振動検知センサ)においては端子52と接続されることを意味する。
〈2〉第1の配線16の他方の配線162の一端162aは振動検知センサ50のグランド502と接続される。このグランド502は、後述する図7のノッキングセンサ(振動検知センサ)においてはケーシング54と電気的に接続されることを意味する。
〈3〉振動検知センサ50のグランド502と加速度センサ15のグランド152とは絶縁される(換言すれば、両グランド502,152とが各々独立して設けられる)。
Furthermore, when the
<1> One
<2> One
<3> The
本発明の振動検知センサ特性測定装置は、上記各手段及びセンサ以外に、他の手段及び設備等の他部を備えることができる。他部としては、振動検知センサ50を固定する固定治具21(図2、図3及び図5)が挙げられる。固定治具21は、振動検知センサ50のみを固定するものであってもよいが、加速度センサ15を振動検知センサ50と共に固定する治具であることが好ましい。更に、振動検知センサ50のグランド502と加速度センサ15のグランド152とは、固定治具21内で絶縁されていることがより好ましい。
また、この固定治具21は、振動検知センサ50と加速度センサ15とを共に(一体的に)固定でき且つ加振方向に対して上下方向の同軸に(検査振動の加振方向に対して両センサの重心が同軸上に配置して)固定できるものであることが好ましい。これにより、より正確なセンサ出力の補正を行うことができる。
The vibration detection sensor characteristic measuring apparatus of the present invention can include other means such as other means and equipment in addition to the above means and sensors. As another part, the fixing jig 21 (FIGS. 2, 3 and 5) for fixing the
The fixing
更に、本発明の振動検知センサ特性測定装置は、その他、装置全体を統合的に制御できる制御手段30(図3及び図5)を備えることができる。制御手段30は、入出力部(I/O)31、CPU32、及びメモリ33等を備えることができる。この構成において、入出力部31は、各種手段等からのデータ入力及び制御手段からのデータ出力がなされる部位である。入出力部へインプットとしては、静電容量測定手段13から静電容量のデータ、出力測定手段12からセンサ出力のデータ、加速度センサ15からの加速度データ等が挙げられる。入出力部からのアウトプットとしては、切替手段14へ切り替え指示信号、加振手段11を作動させるための指示信号等が挙げられる。
Furthermore, the vibration detection sensor characteristic measuring apparatus of the present invention can further include a control means 30 (FIGS. 3 and 5) that can control the entire apparatus in an integrated manner. The control means 30 can include an input / output unit (I / O) 31, a
CPU32はメモリ33に記録されたプログラムを実行できるものである。このプログラムとしては、例えば、演算プログラム(例えば、ピックアップ出力を用いたセンサ出力の補正を行うプラグラム等)、比較プログラム(例えば、出力測定装置12から入力されたセンサ出力等の取得値を予め規定された閾値と比較するプログラム等)、信号出力プログラム(例えば、上記比較プログラムにおいて閾値より高い又は低い値が得られた場合に信号出力を行うプラグラム等)が挙げられる。
メモリ33はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、各手段で測定された測定値や、予め設定された閾値や、CPU32の処理過程で生成される各種データや、各種プログラム等を記録できる。
The
The memory 33 is a storage medium capable of storing data, and can record measurement values measured by each means, preset threshold values, various data generated in the process of the
更に、本発明の振動検知センサ特性測定装置は、各振動検知センサ50のロット番号及び製品番号等の映像を取得するための映像取得手段を備えることができる。この映像取得手段に加えて、前述の統合的な制御手段30を備える場合には、映像取得手段で取得された映像を制御手段30へ送信し、制御手段30においてロット番号及び製品番号等を抽出・記録できる。更に、各ロット番号及び製品番号の振動検知センサ50に対応した静電容量データ及びセンサ出力データを関連付けて制御手段30で記憶・活用できる。
Furthermore, the vibration detection sensor characteristic measuring apparatus of the present invention can include image acquisition means for acquiring images such as the lot number and product number of each
[2]振動検知センサの特性測定方法
〈1〉前記(4)の振動検知センサの特性測定方法(図4及び6参照)
前記(4)の振動検知センサの特性測定方法は、本発明の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を測定する出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする。
[2] Method for Measuring Characteristics of Vibration Detection Sensor <1> Method for Measuring Characteristics of Vibration Detection Sensor of (4) (see FIGS. 4 and 6)
The characteristic measurement method of the vibration detection sensor (4) is a characteristic measurement method of the vibration detection sensor using the vibration detection sensor characteristic measurement device of the present invention,
A capacitance measuring step of measuring the capacitance of the vibration detection sensor using the capacitance measuring means;
An output measuring step of measuring the sensor output of the vibration detection sensor when the inspection vibration is vibrated using the output measuring means;
A switching step of switching the output measuring means or the capacitance measuring means connected to the vibration detection sensor to the other using the switching means,
After performing one of the capacitance measurement step and the output measurement step, the switching step is performed, and then the other step of the capacitance measurement step and the output measurement step is performed. It is characterized by performing.
即ち、上記(4)の方法は、〈静電容量測定工程〉と〈出力測定工程〉と〈切替工程〉とを備える。これらの工程のうち、〈静電容量測定工程〉は〈出力測定工程〉よりも前に行ってもよく、〈出力測定工程〉よりも後に行ってもよい。また、各工程は、上記組合せを1回のサイクルとした場合、通常、1つの振動検知センサに対して上記サイクルを1回行うが、1つの振動検知センサに対して2回以上行うこともできる。2回以上を行う場合には、測定値のばらつきを調べたり、各測定値の平均値を測定したりすることができる。 That is, the method (4) includes a <capacitance measurement step>, an <output measurement step>, and a <switching step>. Among these steps, the <Capacitance measurement step> may be performed before the <Output measurement step>, or may be performed after the <Output measurement step>. In addition, in each step, when the above combination is one cycle, the cycle is usually performed once for one vibration detection sensor, but can be performed twice or more for one vibration detection sensor. . When performing two or more times, the dispersion | variation in a measured value can be investigated and the average value of each measured value can be measured.
また、複数の振動検知センサを連続的に測定するに際しては、第1の振動検知センサについての上記サイクルを少なくとも1回終えた後は、振動検知センサを入れ替え、第2の振動検知センサに対して、同様のサイクルを行う。
尚、複数の振動検知センサを連続的に測定するに際しては、〈出力測定工程、切替工程、静電容量測定工程〉、〈静電容量測定工程、切替工程、出力容量測定工程〉、〈出力測定工程、切替工程、静電容量測定工程〉、…の順で行うこともできる。この場合は、切替工程の工程数を減らすことができる。
Further, when continuously measuring a plurality of vibration detection sensors, after at least one cycle of the first vibration detection sensor is completed, the vibration detection sensor is replaced, and the second vibration detection sensor , Do the same cycle.
When continuously measuring a plurality of vibration detection sensors, <output measurement step, switching step, capacitance measurement step>, <capacitance measurement step, switching step, output capacitance measurement step>, <output measurement Steps, switching steps, capacitance measuring steps>,... In this case, the number of switching steps can be reduced.
〈2〉前記(5)の振動検知センサの特性測定方法
前記(5)の振動検知センサの特性測定方法は、前記(2)に記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて上記補正手段により補正して測定する上記出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする。
<2> Method for Measuring Characteristics of Vibration Detection Sensor of (5) The method of measuring characteristics of the vibration detection sensor of (5) is the characteristics of the vibration detection sensor using the vibration detection sensor characteristic measuring device described in (2). A measuring method,
A capacitance measuring step of measuring the capacitance of the vibration detection sensor using the capacitance measuring means;
Using the output measuring means, the output measuring step of correcting the sensor output of the vibration detection sensor when the inspection vibration is vibrated and correcting the sensor output based on the pickup output of the acceleration sensor; and
A switching step of switching the output measuring means or the capacitance measuring means connected to the vibration detection sensor to the other using the switching means,
After performing one of the capacitance measurement step and the output measurement step, the switching step is performed, and then the other step of the capacitance measurement step and the output measurement step is performed. It is characterized by performing.
上記(5)の方法は、上記(4)の方法に対して、〈出力測定工程〉において上記「補正」を行う点において異なるが、〈静電容量測定工程〉と〈出力測定工程〉と〈切替工程〉とを備えることにおいては同じである。従って、上記(4)の方法における各工程の順序は、上記(5)の方法においてもそのまま適用できる。 The method (5) differs from the method (4) in that the “correction” is performed in the <output measurement step>, but the <capacitance measurement step>, <output measurement step>, and < Switching step> is the same. Therefore, the order of the steps in the method (4) can be applied to the method (5) as it is.
尚、上記(5)の方法では、前述のように出力測定手段が補正手段を有しているために、上記補正は出力測定工程で行われるが、前述のように、統合的な制御手段30等を有する振動検知センサの特性測定装置を用いる場合には、各工程とは独立して制御手段30として使用するPC等においてバックグランド処理で補正を行うことができる。 In the method (5), since the output measuring means has the correcting means as described above, the correction is performed in the output measuring step. However, as described above, the integrated control means 30 is used. In the case of using a vibration detection sensor characteristic measuring apparatus having the above, correction can be performed by background processing in a PC or the like used as the control means 30 independently of each process.
[3]共振型の振動検知センサ
本発明の特性測定装置及び特性測定方法において用いられることとなる圧電素子を備える共振型の振動検知センサを、以下に図7を用いて説明する。
図7は、圧電素子511を備える共振型の振動検知センサ50の一例であるノッキングセンサの一部断面図である。ノッキングセンサは、自動車のエンジンブロック等に配設してエンジンのノッキングを検知する目的で利用され、また、そのための構造を有する。この振動検知センサ(ノッキングセンサ)50は、振動体51、端子52、端子ホルダ53、ケーシング54及びカバー部材55を備える。
[3] Resonance-type vibration detection sensor A resonance-type vibration detection sensor including a piezoelectric element to be used in the characteristic measurement apparatus and characteristic measurement method of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a knocking sensor that is an example of a resonance type
振動体51は、中央部に第1貫通孔を有する円板状をなす金属薄板512と、中央部に第1貫通孔より大径の貫通孔を有する円板状をなし、表裏面に一対の電極が形成された圧電素子511とを備え、第1貫通孔の中心軸と第2貫通孔の中心軸とが一致するように、金属薄板512と圧電素子511とを積層・接着した構成を有する。圧電素子511を構成する一対の電極のうちの一方の電極は、後述するように、振動検知センサ50がエンジンブロックに配設された際には、ケーシング54を介してエンジンブロックにアースされ、他方の電極は、端子52を介して振動検知センサ50の外部へ接続される。
The vibrating
端子52は、略L字形状に成形された帯状金属板からなる導体であり、樹脂製の端子ホルダ53と射出成形により一体化されている。一方、端子ホルダ53は、開口部531を有し、中央部が上方に膨出した逆皿状に形成された円形平面形状をなし、端子52と共に振動検知素子51を上方から覆うように配置される。端子52は、端子ホルダ53内に配置されると共に、その一端側はカバー部材55のコネクタ部551内に位置するよう端子ホルダ53内から突出され、他端側は開口部531内に位置するよう端子ホルダ53内から突出される。そして、端子52の他端は結線用ワイヤ56の一端と電気的に接続される。結線用ワイヤ56の他端は振動体51の上側に位置する圧電素子511の一方の電極(上方側の電極)と接合されると共に電気的に接続される。
The terminal 52 is a conductor made of a strip-shaped metal plate formed in a substantially L shape, and is integrated with a
ケーシング54は、上方に振動体51を内部に収容する収容部541を有すると共に、下方にエンジンブロックと螺合するためのねじ部547が形成された取付部542を有する。また、収容部541の内底中央には取付部542内に進入するねじ孔を有する。
そして、振動体51は、その貫通孔(圧電素子511及び金属薄板512のそれぞれ形成された貫通孔)に挿通されたねじ部材543を上記ねじ孔にねじ込み、ワッシャ544及びナット545等を利用して、収容部541の内底から離間された所定高さ位置に固定して収容される。尚、振動体51を構成する圧電素子511の他方の電極(下方側の電極)は、金属薄板512、上記ワッシャ544、ナット545及びねじ部材547並びに取付部542を介してエンジンブロックと電気的に接続されてアースされる。
The
Then, the vibrating
カバー部材55は、コネクタを有する樹脂成形体であり、端子ホルダ53を上方から覆うように配置されると共に、Oリング等のシール部材57を介してケーシング54内で支持される。ケーシング54の上外縁部546は内側にかしめられて、カバー部材55の上表面を抑え込むことにより、ケーシング54、振動体51、端子52、端子ホルダ53及びカバー部材55が一体化されてかしめ結合される。
The
この振動検知センサ50は、取付部542の外表面に形成されたねじ部547をエンジンブロックに螺刻された取付孔に螺合して、エンジンでノッキングを発生した場合には、振動体51が振動を受け、それにより振動体51を構成する圧電素子511が歪んで電荷を発生し、この電荷が電気信号として端子52から振動検知センサ50の外へと出力される。
尚、上記端子52は本装置では前述の信号端子501と接続され、ケーシング54は本装置では前述のグランド502と接続されることとなる。
In the
The terminal 52 is connected to the
以下、本発明を更に具体的に説明する。
[第1の実施形態]
[1]振動検知センサの特性測定装置
本発明の第1の実施形態について、図3、図4及び図7を参照して説明する。
本実施形態に係る振動検知センサの振動検知センサ特性測定装置10cは、共振型のノッキングセンサ50の静電容量とセンサ出力との2つの特性を測定するための装置である。また、振動検知センサ特性測定装置10cは、加振手段11、出力測定手段(FFT)12、補正手段121、静電容量測定手段(LCRメーター)13、切替手段(リレー)14、加速度センサ用アンプ(電荷電圧変換アンプ)153、固定治具21及び制御手段30を備えてなる。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
[First Embodiment]
[1] Device for Measuring Characteristics of Vibration Detection Sensor A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
The vibration detection sensor
(1)振動検知センサ、加速度センサ及び固定治具
振動検知センサ50として、図7に示す構造(即ち、前記[3]に述べた)のノッキングセンサを用いた。加速度センサ15としては、電荷出力型の加速度センサを用いた。この加速度センサ15は、加速度センサ用アンプ153として電荷電圧変換アンプ153を併用した。
(1) Vibration detection sensor, acceleration sensor, and fixing jig As the
また、振動検知センサ50と加速度センサ15とを一体に保持するために固定治具21を用いた。固定治具21は、上段211及び下段213を有し、上段211と下段213とで絶縁された構造を有する金属製治具である。そして、上段211に振動検知センサ50を固定するねじ孔を有し、振動検知センサ50をエンジンブロックに取り付けるのと同様に、振動検知センサ50の取付部542に設けられたねじ部547を固定治具21のねじ孔に螺合することで、振動検知センサ50が固定治具21に固定される。一方、加速度センサ15は、固定治具21の下段213に対応する形状に形成された収容部を有し、その収容部内に接合して固定される。
また、この固定治具21内において、上段211と下段213とが樹脂製の絶縁プレート212を介して絶縁しており、これにより上段211に固定される振動検知センサ50と下段213に固定される加速度センサ15とは絶縁され、従って、振動検知センサのグランド端子502と、加速度センサのグランウンド端子152とは絶縁されている。
更に、振動検知センサ50と加速度センサ15とは、固定治具21によって一体的に固定され、更に、加振方向に対して上下方向の同軸に(検査振動の加振方向に対して両センサの重心が同軸上に配置される)固定されている。
The fixing
Further, in the fixing
Furthermore, the
上記振動検知センサ50は、第1の配線16によりリレー(切替手段)14と接続されている。第1の配線16の一方の配線161の一端(振動検知センサ側の端)161aは、振動検知センサ50のコネクタ部551とコネクタ接続されて端子52(即ち、信号端子501)と接続される。一方、第1の配線16のうちの他方の配線162の一端162aは、固定治具21に固着された接続部に接続され、固定治具21を介して取付部542へ接続される。尚、第1の配線16の各他端はリレー14へ接続されている。
The
上記加速度センサ15は、同軸ケーブルからなる一対の第4の配線19と接続される。第4の配線19の一方の配線191は、加速度センサ15のグランド152と接続され、第4の配線19の他方の配線192は、加速度センサ15内の信号端子151と接続される。第4の配線19の各他端は、上記電荷電圧変換アンプ153を介してFFT(出力測定手段)12に接続されている。
The
(2)加振手段11
加振手段11として、加振する振動の周波数及び加速度を所定範囲で走査できる加振器11を用いた。加振器11は、予めプログラミングされた各周波数及び各加速度で稼働されて、振動検知センサ50及び加速度センサ15に対して加振する。
また、加振器11は、図3に示すように、下記出力測定手段(FFT)12により制御される。
(2) Excitation means 11
As the vibration means 11, a
Further, as shown in FIG. 3, the
(3)出力測定手段12
出力測定手段12として、高速フーリエ変換器(単に「FFT」ともいう)12を用いた。このFFT12は、補正手段121を備え、加振器11へと信号出力を行うことができるように接続され、且つ加速度センサ15と加速度センサ用アンプ(電荷電圧変換アンプ)153を介して、同軸ケーブルからなる第4の配線19により接続されている。
更に、第4の配線19による加速度センサ15との接続にあっては、第4の配線19の一方の配線191と加速度センサ15の信号端子151とが接続され、且つ第4の配線19の他方の配線192と加速度センサ15のグランド152とが接続されている。
上記補正手段121は、加速度センサ15のピックアップ出力を受信して、このピックアップ出力に基づいて、FFT12で受信されたノッキングセンサ50のセンサ出力を、検査振動の加速度に応じた値に補正して出力する。
更に、FFT12は、リレー(切替手段)14と、第2の配線17で接続されている。
また、FFT12は、制御手段30へセンサ出力データを出力できるように接続されている。
(3) Output measuring means 12
As the output measuring means 12, a fast Fourier transformer (also simply referred to as "FFT") 12 was used. The
Further, in connection with the
The correction means 121 receives the pickup output of the
Further, the
The
(4)静電容量測定手段13
静電容量測定手段13として、LCRメーター13を用いた。LCRメーターは、リレー(切替手段)14と、第3の配線18で接続されている。更に、LCRメーター13は、制御手段30へ静電容量データを出力できるように接続されている。
(4) Capacitance measuring means 13
An
(5)切替手段14
切替手段14はとして、入力接点を2点、出力接点を4点、有するリレー14を用いた。更に、2点の入力接点は、振動検知センサ50と前述(1)に示したように第1の配線16により接続される。更に、上記出力接点4点のうちの2点は、上記LCRメーター13と接続され、上記出力接点4点のうちの残りの2点は、上記FFT12と接続されている。
そして、リレー14の切り替え動作は、2点の入力接点と2点の出力接点とを接続するように切り替えられる。即ち、振動検知センサ50とLCRメーター13とが接続され、振動検知センサ50とFFT12とは接続されない第1の状態と、振動検知センサ50とLCRメーター13とが接続されず、振動検知センサ50とFFT12とが接続される第2の状態と、のいずれかに切り替えられる。更に、この切り替え動作は、制御手段30により行われる。
(5) Switching means 14
As the switching means 14, a relay 14 having two input contacts and four output contacts was used. Further, the two input contacts are connected to the
The switching operation of the relay 14 is switched so as to connect two input contacts and two output contacts. That is, the
(6)制御手段30
制御手段30として、入出力部(I/O)31と、CPU32と、メモリ33(HDD及びRAMの2つのメモリを含んでいる)と、を有するコンピューターを用いた。制御手段30のI/O31はリレー14へ出力可能に接続されている。更に、I/O31はFFT12及びLCRメーター13から入力可能に接続されている。
(6) Control means 30
As the control means 30, a computer having an input / output unit (I / O) 31, a
[2]振動検知センサの特性測定方法
この第1の実施形態の振動検知センサの特性測定装置10cを用いて、振動検知センサの特性測定を行った(図4参照)。
まず、制御手段30により、リレー(切替手段)14に対して、振動検知センサ50とLCRメーター13とを接続するように指示信号を出力して、リレー14を切り替える(切り替え工程)。
[2] Vibration Detection Sensor Characteristic Measuring Method The vibration detection sensor characteristic measurement was performed using the vibration detection sensor
First, the control means 30 outputs an instruction signal to connect the
その後、振動検知センサ50の静電容量の測定をLCRメーターを用いて行う。得られた静電容量データは制御手段30へと出力される(静電容量測定工程)。
Thereafter, the capacitance of the
次いで、制御手段30により、リレー(切替手段)14に対して、振動検知センサ50とFFT(出力測定手段)12とを接続するように指示信号を出力して、リレー14を切り替える(切り替え工程)。
Next, the control means 30 outputs an instruction signal so as to connect the
その後、FFT12により加振器11が作動されて、振動検知センサ50及び加速度センサ15に対して加振を行う。加振は、周波数及び加速度を変化させながら行う。その間、振動検知センサ50で取得されるセンサ出力はFFT12へと出力される。また、加速度センサ15で取得されるピックアップ出力もFFT12へと出力される。そして、FFT12内の補正手段121により、振動検知センサ50からのセンサ出力は、加速度センサ15からのピックアップ出力による加速度値に応じたセンサ出力に補正され、制御手段30へと出力される(出力測定工程)。
Thereafter, the
次いで、制御手段30では、LCRメーター13から入力された静電容量データと、制御手段30が備えるメモリ33内に記憶された所定の範囲に設定された第1許容範囲データとを比較し、静電容量データが第1許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段30はOK判定(振動検知センサを合格品とする)を出力する。一方、静電容量データが第1許容範囲データの範囲外である場合には、NG判定(振動検知センサを不合格品とする)を出力する。
更に、FFT12から入力されたセンサ出力データと、制御手段30が備えるメモリ33内に記憶された所定の範囲に設定された第2許容範囲データとを比較し、センサ出力データが第2許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段30はOK判定(振動検知センサを合格品とする)を出力する。一方、センサ出力データが第2許容範囲データの範囲外である場合には、NG判定(振動検知センサを不合格品とする)を出力する。
このルーチンを繰り返すことにより、複数の振動検知センサ50の静電容量とセンサ出力とを連続的に効率よく測定する。
Next, the control unit 30 compares the capacitance data input from the
Further, the sensor output data input from the
By repeating this routine, the capacitances and sensor outputs of the plurality of
[第2の実施形態]
[1]振動検知センサの特性測定装置
この本発明の第2の実施形態について、図5、図6及び図7を参照して説明する。
本実施形態に係る振動検知センサの振動検知センサ特性測定装置10dは、第1の実施形態の振動検知センサ特性測定装置10c(図3参照)と以下の〈1〉〜〈4〉の4点で異なる。即ち、
〈1〉装置10cではFFT12が補正手段121を有するのに対して、装置10dではFFT12が補正手段を有さないこと、
〈2〉装置10cではFFT12内の補正手段121がデータ補正を行うのに対して、装置10dでは制御手段30がデータ補正を行うこと、
〈3〉装置10cでは加速度センサ15のピックアップ出力がFFT12へ出力されるのに対して、装置10dでは加速度センサ15のピックアップ出力が制御手段30へと出力されること、
〈4〉装置10cではFFT12が加振器11の動作指示を行うのに対して、装置10dでは制御手段30が加振器11の動作指示を行うこと、
[Second Embodiment]
[1] Device for Measuring Characteristics of Vibration Detection Sensor A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The vibration detection sensor
<1> In the
<2> In the
<3> While the pickup output of the
<4> In the
[2]振動検知センサの特性測定方法
この第2の実施形態の振動検知センサの特性測定装置10dを用いて、振動検知センサの特性測定を行った(図6参照)。
まず、制御手段30により、リレー(切替手段)14に対して、振動検知センサ50とLCRメーター13とを接続するように指示信号を出力して、リレー14を切り替える(切り替え工程)。
[2] Method for Measuring Characteristics of Vibration Detection Sensor Using the vibration detection sensor
First, the control means 30 outputs an instruction signal to connect the
その後、振動検知センサ50の静電容量の測定をLCRメーターを用いて行う。得られた静電容量データは制御手段30へと出力される(静電容量測定工程)。
Thereafter, the capacitance of the
次いで、制御手段30により、リレー(切替手段)14に対して、振動検知センサ50とFFT(出力測定手段)12とを接続するように指示信号を出力して、リレー14を切り替える(切り替え工程)。更に、その後、制御手段30により加振器11が作動させる。
Next, the control means 30 outputs an instruction signal so as to connect the
加振器11は振動検知センサ50及び加速度センサ15に対して加振を行う。加振は、周波数及び加速度を変化させながら行う。その間、振動検知センサ50で取得されるセンサ出力はFFT12へ出力され周波数分析を行った上で、制御手段30へと出力される(出力測定工程)。また、加速度センサ15で取得されるピックアップ出力は制御手段30へと出力される。
The
次いで、制御手段30では、LCRメーター13から入力された静電容量データと、制御手段30が備えるメモリ33内に記憶された所定の範囲に設定された第1許容範囲データとを比較し、静電容量データが第1許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段30はOK判定(振動検知センサを合格品とする)を出力する。一方、静電容量データが第1許容範囲データの範囲外である場合には、NG判定(振動検知センサを不合格品とする)を出力する。
更に、FFT12から入力されたセンサ出力データと、加速度センサ15から入力されたピックアップ出力と、を用いてセンサ出力データを加速度に応じた出力値へと補正した補正後センサ出力データにする。そして、制御手段30が備えるメモリ33内に記憶された所定の範囲に設定された第2許容範囲データと補正後センサ出力データとを比較し、センサ出力データが第2許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段30はOK判定(振動検知センサを合格品とする)を出力する。一方、センサ出力データが第2許容範囲データの範囲外である場合には、NG判定(振動検知センサを不合格品とする)を出力する。
このルーチンを繰り返すことにより、複数の振動検知センサ50の静電容量とセンサ出力とを連続的に効率よく測定する。
Next, the control unit 30 compares the capacitance data input from the
Further, sensor output data input from the
By repeating this routine, the capacitances and sensor outputs of the plurality of
10a〜10c;本発明の振動検知センサ特性測定装置、
10s;参考例の振動検知センサ特性測定装置、
11;加振手段、
12;出力測定手段、
13;静電容量測定手段、
14;切替手段、141;切替手段、142;切替手段、
15;加速度センサ、152;グランド、153;加速度センサ用アンプ(電荷電圧変換アンプ)、
16;第1の配線、161;第1の配線の1の配線、161a;第1の配線の1の配線の一端、162;第1の配線の2の配線、162a;第1の配線の2の配線の一端、
17;第2の配線、
18;第3の配線、
19;第4の配線、195;共用されたグランド用配線、
21;固定治具、211;固定治具上段、212;絶縁プレート、213;固定治具下段、
30;制御手段、31;入出力部、33;メモリ、
50;振動検知センサ、501;信号端子、502;グランド、
51;振動体、511;圧電素子、512;金属薄板、
52;端子、
53;端子ホルダ、531;開口部、
54;ケーシング、541;収容部、542;取付部、543;ねじ部材、544;ワッシャ、545;ナット、546;上外縁部、547;ねじ部、
55;カバー部材、551;コネクタ、
56;結線用ワイヤ、
57;シール部材。
10a to 10c; vibration detection sensor characteristic measuring device of the present invention,
10 s; vibration detection sensor characteristic measuring device of reference example,
11: Excitation means,
12; Output measuring means,
13; capacitance measuring means,
14; switching means, 141; switching means, 142; switching means,
15; acceleration sensor, 152; ground, 153; acceleration sensor amplifier (charge-voltage conversion amplifier),
16; 1st wiring, 161; 1 wiring of 1st wiring, 161a; 1 end of 1 wiring of 1st wiring, 162; 2 wirings of 1st wiring, 162a; 2 of 1st wiring One end of the wiring,
17; second wiring,
18; third wiring,
19; fourth wiring, 195; shared ground wiring,
21; Fixing
30; control means; 31; input / output unit; 33; memory;
50; Vibration detection sensor, 501; Signal terminal, 502; Ground,
51; vibrator, 511; piezoelectric element, 512; metal thin plate,
52; terminal,
53; terminal holder, 531; opening,
54; casing, 541; housing portion, 542; attachment portion, 543; screw member, 544; washer, 545; nut, 546; upper outer edge portion, 547;
55; cover member, 551; connector,
56; wire for connection,
57; a sealing member.
Claims (5)
振動検知センサに検査振動を加振する加振手段、
上記振動検知センサからのセンサ出力を測定する出力測定手段、
上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定手段、
上記出力測定手段と上記振動検知センサとの間、且つ上記静電容量測定手段と該振動検知センサとの間、に配置されて上記振動検知センサが上記出力測定手段及び上記静電容量測定手段のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う切替手段、
上記振動検知センサと共に上記加振手段によって加振され、該加振された際の上記検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力する加速度センサ、
上記振動検知センサと上記切替手段とを接続する一対の第1の配線、
上記切替手段と上記出力測定手段とを接続する一対の第2の配線、
上記切替手段と上記静電容量測定手段とを接続する一対の第3の配線、及び、
上記加速度センサと上記出力測定手段とを接続する一対の第4の配線、を備え、
上記振動検知センサが測定可能な状態に配置された場合に、上記第1の配線の一方の配線の一端は該振動検知センサの信号端子と接続されることとなり、該第1の配線の他方の配線の一端は上記振動検知センサのグランドと接続されることとなり、且つ該振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは絶縁されることを特徴とする振動検知センサ特性測定装置。 A vibration detection sensor characteristic measurement device for measuring a sensor output and capacitance of a resonance type vibration detection sensor including a piezoelectric element,
Vibration means for vibrating inspection vibration to the vibration detection sensor;
Output measuring means for measuring the sensor output from the vibration detection sensor;
Capacitance measuring means for measuring the capacitance of the vibration detection sensor;
The vibration detection sensor is disposed between the output measurement unit and the vibration detection sensor and between the capacitance measurement unit and the vibration detection sensor, and the vibration detection sensor is connected to the output measurement unit and the capacitance measurement unit. Switching means for switching so that only one of them is connected;
An acceleration sensor that is vibrated by the vibration means together with the vibration detection sensor, and outputs a pickup output corresponding to the acceleration of the inspection vibration when the vibration is applied;
A pair of first wires connecting the vibration detection sensor and the switching means;
A pair of second wires connecting the switching means and the output measuring means;
A pair of third wires connecting the switching means and the capacitance measuring means; and
A pair of fourth wires connecting the acceleration sensor and the output measuring means,
When the vibration detection sensor is arranged in a measurable state, one end of one of the first wires is connected to a signal terminal of the vibration detection sensor, and the other of the first wires One end of the wiring is connected to the ground of the vibration detection sensor, and the ground of the vibration detection sensor is insulated from the ground of the acceleration sensor.
上記振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは、上記固定治具内で絶縁されている請求項1又は2に記載の振動検知センサ特性測定装置。 A fixing jig for fixing both the vibration detection sensor and the acceleration sensor;
The vibration detection sensor characteristic measuring apparatus according to claim 1, wherein a ground of the vibration detection sensor and a ground of the acceleration sensor are insulated in the fixing jig.
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を測定する出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。 A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor using the vibration detection sensor characteristic measurement device according to any one of claims 1 to 3,
A capacitance measuring step of measuring the capacitance of the vibration detection sensor using the capacitance measuring means;
An output measuring step of measuring the sensor output of the vibration detection sensor when the inspection vibration is vibrated using the output measuring means;
A switching step of switching the output measuring means or the capacitance measuring means connected to the vibration detection sensor to the other using the switching means,
After performing one of the capacitance measurement step and the output measurement step, the switching step is performed, and then the other step of the capacitance measurement step and the output measurement step is performed. A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor, characterized in that:
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて上記補正手段により補正して測定する上記出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。 A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor using the vibration detection sensor characteristic measurement device according to claim 2,
A capacitance measuring step of measuring the capacitance of the vibration detection sensor using the capacitance measuring means;
Using the output measuring means, the output measuring step of correcting the sensor output of the vibration detection sensor when the inspection vibration is vibrated and correcting the sensor output based on the pickup output of the acceleration sensor; and
A switching step of switching the output measuring means or the capacitance measuring means connected to the vibration detection sensor to the other using the switching means,
After performing one of the capacitance measurement step and the output measurement step, the switching step is performed, and then the other step of the capacitance measurement step and the output measurement step is performed. A method for measuring characteristics of a vibration detection sensor, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008048681A JP2009204538A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Characteristic measuring device and characteristic measuring method of vibration detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008048681A JP2009204538A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Characteristic measuring device and characteristic measuring method of vibration detection sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009204538A true JP2009204538A (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41146954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008048681A Pending JP2009204538A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Characteristic measuring device and characteristic measuring method of vibration detection sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009204538A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101081372B1 (en) | 2009-12-31 | 2011-11-08 | 우진 일렉트로나이트(주) | Analyzing system of shock sensor and method for adjusting a sensitivity of shock sensor |
KR101106029B1 (en) * | 2009-12-09 | 2012-01-17 | 주식회사 한국가스기술공사 | test apparatus of vibration sensor |
KR101245810B1 (en) | 2011-06-28 | 2013-03-20 | 케이티엠엔지니어링(주) | Fixing apparatus for piezoelectric sensor and method for manufacturing the same |
CN103323192A (en) * | 2013-06-19 | 2013-09-25 | 杭州盘古自动化系统有限公司 | Motor detection device and detection method based on sound waves |
-
2008
- 2008-02-28 JP JP2008048681A patent/JP2009204538A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101106029B1 (en) * | 2009-12-09 | 2012-01-17 | 주식회사 한국가스기술공사 | test apparatus of vibration sensor |
KR101081372B1 (en) | 2009-12-31 | 2011-11-08 | 우진 일렉트로나이트(주) | Analyzing system of shock sensor and method for adjusting a sensitivity of shock sensor |
KR101245810B1 (en) | 2011-06-28 | 2013-03-20 | 케이티엠엔지니어링(주) | Fixing apparatus for piezoelectric sensor and method for manufacturing the same |
CN103323192A (en) * | 2013-06-19 | 2013-09-25 | 杭州盘古自动化系统有限公司 | Motor detection device and detection method based on sound waves |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7292048B2 (en) | Method and apparatus for measuring a dielectric response of an electrical insulating system | |
US7936175B2 (en) | Full function test for in situ test of sensors and amplifiers | |
JP2009204329A (en) | Circuit board inspecting system and inspection method | |
US20120319854A1 (en) | Method of measuring contact failure and contact failure measuring device | |
US10267755B2 (en) | Method for inspecting crystal unit by analyzing frequency characteristics of impedance | |
JP6940436B2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
CN104729539A (en) | Measurement system including accessory with internal calibration signal | |
JP2009204538A (en) | Characteristic measuring device and characteristic measuring method of vibration detection sensor | |
JP2008122364A (en) | Device for specifying environmental state | |
JP2008051566A (en) | Partial discharge measuring method for mold type instrument transformer by ae sensor | |
JP2007132684A (en) | Insulation resistance measurement device | |
US6622559B2 (en) | Acceleration sensor | |
JPH10227700A (en) | Vibration and temperature detecting integral sensor | |
US7847571B2 (en) | Semiconductor test system with self-inspection of electrical channel for Pogo tower | |
US20180120148A1 (en) | Method And Apparatus For Detection Of Broken Piezo Material Of An Ultrasonic Transducer Of An Ultrasonic Stack | |
TWI744920B (en) | Testing device | |
US20190143610A1 (en) | Method And Apparatus For Detection Of Loose Stack Joints And Cracked Components Of Ultrasonic Stacks | |
CN110007370A (en) | A kind of general Seismic Detector system and its control method | |
JP2007329055A (en) | Fitting state inspection method of connecting member and fitting state inspection device | |
JPWO2019035323A1 (en) | Signal processing system and signal processing method | |
JP7139217B2 (en) | Impulse test equipment | |
CN220985852U (en) | Testing device and testing system for preamplifier of capacitor microphone | |
JP6057127B2 (en) | Battery pack insulation resistance test method | |
TWI490486B (en) | System of built-in self-test for sensing element and method thereof | |
JP2007178339A (en) | Continuity testing method and testing device thereof |