JP2011220841A - 検出器の校正方法、及び検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】防振基礎を使用することなしに検出器の微振動レベルの校正を容易に行なうことができる検出器の校正方法、及び検出装置を提供する。
【解決手段】可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号に応じて可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検出器の校正方法であって、検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、検出器と検出方向が逆向きになるように設置する設置工程(ステップS11)と、検出器のテスト駆動手段に校正信号を入力して、検出器の検出手段からの検出信号と、第2検出器の第2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程(ステップS13)と、検出信号と第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程(ステップS14)と、補正信号を出力する出力工程(ステップS15)と、を有する。
【選択図】図4
【解決手段】可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号に応じて可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検出器の校正方法であって、検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、検出器と検出方向が逆向きになるように設置する設置工程(ステップS11)と、検出器のテスト駆動手段に校正信号を入力して、検出器の検出手段からの検出信号と、第2検出器の第2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程(ステップS13)と、検出信号と第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程(ステップS14)と、補正信号を出力する出力工程(ステップS15)と、を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、検出器の校正方法、及び検出装置に関する。
従来、速度計、加速度計、振動計、地震計などのように振動を検出する検出器が知られており、製品の出荷前において検出誤差を校正する手法が提案されている(特許文献1参照)。
また、こうした検出器においては、検出器のテストコイルに規定レベルの校正信号を入力することでフォースコイルに対して模擬的な振動を与え、出力される波形を確認して検出器の健全性を確認する校正方法が知られている。
かかる校正方法では、地盤の常時微振動(地下深部の脈動、風力、交通、人間の活動等に因る常時振動)と同じくらいの微振動レベルで校正を行う場合、図8(a)に示すように、校正信号と常時微振動とが重畳して分離が困難である。
そこで、常時微振動と同じくらいの微振動レベルで校正を行う場合には、図8(b)に示すように、地盤と検出器との間に防振基礎を設けることで常時微振動を除去する方法が実施されている。
また、こうした検出器においては、検出器のテストコイルに規定レベルの校正信号を入力することでフォースコイルに対して模擬的な振動を与え、出力される波形を確認して検出器の健全性を確認する校正方法が知られている。
かかる校正方法では、地盤の常時微振動(地下深部の脈動、風力、交通、人間の活動等に因る常時振動)と同じくらいの微振動レベルで校正を行う場合、図8(a)に示すように、校正信号と常時微振動とが重畳して分離が困難である。
そこで、常時微振動と同じくらいの微振動レベルで校正を行う場合には、図8(b)に示すように、地盤と検出器との間に防振基礎を設けることで常時微振動を除去する方法が実施されている。
しかしながら、上記の方法では、防振基礎等の別部材を必要とするため、設置作業が煩雑になるという問題があった。
本発明の課題は、防振基礎を使用することなしに検出器の微振動レベルの校正を容易に行なうことができる検出器の校正方法、及び検出装置を提供することである。
本発明の課題は、防振基礎を使用することなしに検出器の微振動レベルの校正を容易に行なうことができる検出器の校正方法、及び検出装置を提供することである。
前記課題を解決するために、
請求項1に記載の発明は、
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検出器の校正方法であって、
前記検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、前記検出器と検出方向が逆向きになるように設置する設置工程と、
前記検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程と、
前記加算工程により生成された補正信号を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする。
請求項1に記載の発明は、
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検出器の校正方法であって、
前記検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、前記検出器と検出方向が逆向きになるように設置する設置工程と、
前記検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程と、
前記加算工程により生成された補正信号を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成された検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検
出器の校正方法であって、
前記検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、前記検出器と検出方向が同じ向きになるように設置する設置工程と、
前記検出器の前記検出手段の出力極性に対し、前記第2検出器の前記第2検出手段の出力極性を反転させる反転工程と、
前記検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程と、
前記加算工程により生成された補正信号を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする。
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成された検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検
出器の校正方法であって、
前記検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、前記検出器と検出方向が同じ向きになるように設置する設置工程と、
前記検出器の前記検出手段の出力極性に対し、前記第2検出器の前記第2検出手段の出力極性を反転させる反転工程と、
前記検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程と、
前記加算工程により生成された補正信号を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の検出器の校正方法において、
前記検出器と前記第2検出器とは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで同一の振動検出特性を有するように構成されていることを特徴とする。
前記検出器と前記第2検出器とは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで同一の振動検出特性を有するように構成されていることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明にかかる検出装置は、
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた第1検出器と、
前記第1検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備え、前記第1検出器と検出方向が逆向きになるように設置された第2検出器と、
前記第1検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記第1検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、
前記加算手段により生成された補正信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた第1検出器と、
前記第1検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備え、前記第1検出器と検出方向が逆向きになるように設置された第2検出器と、
前記第1検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記第1検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、
前記加算手段により生成された補正信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明にかかる検出装置は、
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成された検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた第1検出器と、
前記第1検出器と同一の振動検出特性を有し、前記第1検出器の前記検出手段の出力極性に対して反転した出力極性で第2検出信号を出力する第2検出手段を備え、前記第1検出器と検出方向が同じ向きになるように設置された第2検出器と、
前記第1検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記第1検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、
前記加算手段により生成された補正信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成された検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた第1検出器と、
前記第1検出器と同一の振動検出特性を有し、前記第1検出器の前記検出手段の出力極性に対して反転した出力極性で第2検出信号を出力する第2検出手段を備え、前記第1検出器と検出方向が同じ向きになるように設置された第2検出器と、
前記第1検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記第1検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、
前記加算手段により生成された補正信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の検出装置において、
前記第1検出器と前記第2検出器とは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで同一の振動検出特性を有するように構成されていることを特徴とする。
前記第1検出器と前記第2検出器とは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで同一の振動検出特性を有するように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、第2検出器から出力される第2検出信号は、検出器(第1検出器)から出力される検出信号に含まれる常時微振動と同振幅で逆位相の振動を有するため、第1検出器からの検出信号にこれを加算することで、当該第1検出器からの出力に含まれる常時微振動が打ち消されるようになっている。
従って、第1検出器に校正信号を入力した場合、第1検出器から常時微振動の除かれた検出信号(補正信号)が出力されることとなり、防振基礎等の別部材を使用することなしに、常時微振動の影響を排除した検出器の校正を行うことができる。
従って、第1検出器に校正信号を入力した場合、第1検出器から常時微振動の除かれた検出信号(補正信号)が出力されることとなり、防振基礎等の別部材を使用することなしに、常時微振動の影響を排除した検出器の校正を行うことができる。
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
本実施形態の検出装置100は、図1に示すように、加速度等を検出するために使用する検出器(第1検出器)100aと、当該検出器100aを校正するために使用する第2の検出器(第2検出器)100bと、を備えて構成されている。
本実施形態の検出装置100は、図1に示すように、加速度等を検出するために使用する検出器(第1検出器)100aと、当該検出器100aを校正するために使用する第2の検出器(第2検出器)100bと、を備えて構成されている。
検出器100aは、図2に示すように、本体ケース1と、本体ケース1に固着されたマグネット部2と、外乱振動によって変位する振子(可動部)3と、振子3の変位検出を行うための変位検出部4と、振子3を変位可能に支持するための支持バネ5と、変位検出部4からの信号を入力し、振子3を駆動するために入力信号に応じた量の電流を供給するサーボアンプ6と、サーボアンプ6によって供給された電流の量に応じた検出信号を出力する検出信号出力部11a,11bと、検出信号出力部11a,11bから出力された検出信号及び第2の検出器100bから出力された検出信号(第2検出信号)を加算して補正信号を生成する加算器12と、などを備えている。
マグネット部2は、中央に、円形凹状に形成された凹部2aを有し、その凹部2aの中央部には、円柱状の突出部2bが上方へ向けて突設されている。
振子3は、円筒形の周面部3dと、上面側の開口を閉塞する上面部3eと、下面が開放されて形成された凹状の収容部3cと、を備え、有底円筒形状をなしている。周面部3dの下部内側にはフォースコイル3aが巻回され、フォースコイル3aの外側にテストコイル3bが巻回されている。振子3は、図2に示すように、収容部3cにて突出部2bを収容するように本体ケース1a内に配置されている。また、振子3は、その上面部3eの内面と突出部2bの上面とを支持バネ5によって接続することにより、マグネット部2に対して変位可能に支持されている。なお、振子3は、少なくともフォースコイル3a及びテストコイル3bが凹部2a内に収容されるように配置されている。
振子3は、円筒形の周面部3dと、上面側の開口を閉塞する上面部3eと、下面が開放されて形成された凹状の収容部3cと、を備え、有底円筒形状をなしている。周面部3dの下部内側にはフォースコイル3aが巻回され、フォースコイル3aの外側にテストコイル3bが巻回されている。振子3は、図2に示すように、収容部3cにて突出部2bを収容するように本体ケース1a内に配置されている。また、振子3は、その上面部3eの内面と突出部2bの上面とを支持バネ5によって接続することにより、マグネット部2に対して変位可能に支持されている。なお、振子3は、少なくともフォースコイル3a及びテストコイル3bが凹部2a内に収容されるように配置されている。
フォースコイル3aは、サーボアンプ6に接続され、サーボアンプ6からの電流の供給によりマグネット部2の作用によって電磁気力を発生させ、振子3を駆動するものである。
テストコイル3bは、振子3が正常に作動するか否かをテストするためのものであって、校正信号入力部8を介して所定の校正信号を入力することにより、マグネット部2の作用によって電磁気力を発生させ、振子3をテスト駆動するものである。なお、この校正信号は、後述するプロセッサ7にも入力されている。これにより、テストコイル3bは、所定の校正信号により振子3をテスト駆動させるテスト駆動手段として機能する。
テストコイル3bは、振子3が正常に作動するか否かをテストするためのものであって、校正信号入力部8を介して所定の校正信号を入力することにより、マグネット部2の作用によって電磁気力を発生させ、振子3をテスト駆動するものである。なお、この校正信号は、後述するプロセッサ7にも入力されている。これにより、テストコイル3bは、所定の校正信号により振子3をテスト駆動させるテスト駆動手段として機能する。
変位検出部4は、コンデンサとして機能する振子3の上面部3eの外面に取り付けられた可動極板4aと、可動極板4aの上面に対向配置され、本体ケース1の固定部(図示省略)に取り付けられた固定極板4bとからなる。この可動極板4a及び固定極板4bは、それぞれサーボアンプ6へ信号出力を行っている。各極板の電気容量は極板間の距離によってそれぞれ可変し、サーボアンプ6への出力信号のレベルはそれぞれ極板の電気容量により変動する。すなわち、変位検出部4は、可動極板4aと固定極板4bとの間の距離によって可変する静電容量の検出結果が特定可能な変位信号をサーボアンプ6へ出力している。
サーボアンプ6は、電源入力部9を介して外部からの電源供給により動作し、変位検出部4からの変位信号により、振子3の変位量に応じた量の電流をフォースコイル3aへ供給している。詳しくは、サーボアンプ6は、可動極板4a及び固定極板4bの電気容量を比較し、その比較結果に応じた量の電流をフォースコイル3aへ供給する。
このとき、サーボアンプ6は、振子3の変位方向(ずれ方向)とは逆方向の力が発生するように電流の供給を行う。その結果、振子3は零位置である所定の中立位置へ変位することとなる。
このとき、サーボアンプ6は、振子3の変位方向(ずれ方向)とは逆方向の力が発生するように電流の供給を行う。その結果、振子3は零位置である所定の中立位置へ変位することとなる。
このような構成により、振子3に振動が与えられ、振子3が零位置である中立位置からずれると、変位検出部4がこのずれ量を検出する。そして、このずれ量に応じた検出信号がサーボアンプ6に入力されると、サーボアンプ6はフォースコイル3aに電流を流すように機能する。その結果、フォースコイル3aはマグネット部2の作用によって電磁気力を発生して、振子3の変位方向とは逆方向の力が発生し、振子3が再び中立位置に戻る。
フォースコイル3aは、検出信号出力部11a,11bと電気的に接続されており、検出信号出力部11a,11bからは、フォースコイル3aに流れた電流の量に応じた信号が出力される。詳しくは、フォースコイル3aに流れた電流値を計測するために、フォースコイル3aの電流回路に負荷抵抗Rを設け、電圧変換された信号が検出信号出力部11a,11bより出力される。この出力値は、可動極板4aと固定極板4bとの間隔に応じて変化するフォースコイル3aに流れる電流値に対応しているので、この出力値を計測することにより、振子3に加えられた加速度を検出することができる。
これにより、フォースコイル3aは、外乱振動により変位可能な振子3の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段として機能する。
これにより、フォースコイル3aは、外乱振動により変位可能な振子3の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段として機能する。
また、検出信号出力部11a,11bから出力された信号は、加算器12に入力される。加算器12において、検出信号出力部11a,11bから出力された信号は、第2の検出器100bの検出信号出力部11a,11bから出力された第2検出信号と加算されて補正信号が生成されるため、加算器12からは補正信号が出力されることとなる。
これにより、加算器12は、検出器100aからの検出信号と、第2の検出器100bからの第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、生成された補正信号を出力する出力手段と、して機能する。
これにより、加算器12は、検出器100aからの検出信号と、第2の検出器100bからの第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、生成された補正信号を出力する出力手段と、して機能する。
プロセッサ7は、前述した校正信号が入力された場合にこれを検出するものである。プロセッサ7は、特に図示はしないが、所定の演算を行うCPUと、制御を行うためのプログラムやデータが格納されたROMと、作業領域として用いられるRAMと、同期信号を
生成する同期回路とを有している。
プロセッサ7は、例えば、校正信号が入力されたことを検出したときに、第2の検出器100bが検出信号(第2検出信号)を出力するよう要求する要求信号を、要求信号出力部10を介して第2の検出器100bに出力する。第2の検出器100bは、この要求信号に応じて、検出器100aから出力される検出信号と同期した第2検出信号を出力する。
即ち、プロセッサ7は、テストコイル3bへ校正信号を入力した場合に、検出器100aのフォースコイル3a(検出手段)から出力される検出信号と、第2検出器100bのフォースコイル3a(第2検出手段)から出力される第2検出信号とを同期して取得する取得手段として機能する。
また、プロセッサ7は、リミットスイッチLSと電気的に接続されている。プロセッサ7は、例えば、校正信号が入力されたことを検出したときに、リミットスイッチLSを駆動して、オープン状態からクローズ状態へ変位させる。
なお、リミットスイッチLSは、電源入力部9を経由して入力される電源をフォースコイル3aへ供給するためのものである。リミットスイッチLSがクローズ状態である場合に、電源をフォースコイル3aへ供給するようになっている。
生成する同期回路とを有している。
プロセッサ7は、例えば、校正信号が入力されたことを検出したときに、第2の検出器100bが検出信号(第2検出信号)を出力するよう要求する要求信号を、要求信号出力部10を介して第2の検出器100bに出力する。第2の検出器100bは、この要求信号に応じて、検出器100aから出力される検出信号と同期した第2検出信号を出力する。
即ち、プロセッサ7は、テストコイル3bへ校正信号を入力した場合に、検出器100aのフォースコイル3a(検出手段)から出力される検出信号と、第2検出器100bのフォースコイル3a(第2検出手段)から出力される第2検出信号とを同期して取得する取得手段として機能する。
また、プロセッサ7は、リミットスイッチLSと電気的に接続されている。プロセッサ7は、例えば、校正信号が入力されたことを検出したときに、リミットスイッチLSを駆動して、オープン状態からクローズ状態へ変位させる。
なお、リミットスイッチLSは、電源入力部9を経由して入力される電源をフォースコイル3aへ供給するためのものである。リミットスイッチLSがクローズ状態である場合に、電源をフォースコイル3aへ供給するようになっている。
ところで、本実施形態の検出装置100には、前記したように、第2の検出器100bが備えられている。第2の検出器100bは、検出器100aと同一の構成を有するものであるため、具体的な構成の説明は省略するが、検出器100aと同一の駆動機構や、振子3の駆動により生成される検出信号を出力するフォースコイル3a(第2検出手段)を備えており、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで、検出器100aと同一の振動検出特性を有するように(即ち入力に対する出力が同じとなるように)構成されている。
また、第2の検出器100bは、上下逆向きに取り付けられることで、図1に示すように、検出方向が検出器100aと逆向きになるように設置されている。
この第2の検出器100aは、検出器100aの健全性を確認するために検出器100aに校正信号を入力する場合に、当該検出器100aの出力に含まれる常時微振動を打ち消すために使用されるものである。
また、第2の検出器100bは、上下逆向きに取り付けられることで、図1に示すように、検出方向が検出器100aと逆向きになるように設置されている。
この第2の検出器100aは、検出器100aの健全性を確認するために検出器100aに校正信号を入力する場合に、当該検出器100aの出力に含まれる常時微振動を打ち消すために使用されるものである。
ここで、第2の検出器100aを用いて、どのようにして検出器100aの出力に含まれる常時微振動を打ち消すのか説明する。
検出器100a,100bからは、校正信号などの信号の入力がない場合でも、常時微振動が出力されている。そして、同一の振動検出特性の検出器を検出方向が逆向きとなるように取り付けると、常時微振動は同振幅・逆位相の出力となる(図3(a)参照)。このため、これらの出力を加算すれば、互いの常時微振動が打ち消された出力となる(図3(b)参照。)
そこで、検出器100aに校正信号を入力する際に、第2の検出器100bからの第2検出信号を同期させて取得し、検出器100aからの出力に加算すれば、検出器100aの出力に含まれる常時微振動が打ち消されることとなる(図3(c)参照。)。つまり、加算器12からの出力は、検出器100aの出力信号の中から、不要波である常時微振動の除去された補正信号となっている。
検出器100a,100bからは、校正信号などの信号の入力がない場合でも、常時微振動が出力されている。そして、同一の振動検出特性の検出器を検出方向が逆向きとなるように取り付けると、常時微振動は同振幅・逆位相の出力となる(図3(a)参照)。このため、これらの出力を加算すれば、互いの常時微振動が打ち消された出力となる(図3(b)参照。)
そこで、検出器100aに校正信号を入力する際に、第2の検出器100bからの第2検出信号を同期させて取得し、検出器100aからの出力に加算すれば、検出器100aの出力に含まれる常時微振動が打ち消されることとなる(図3(c)参照。)。つまり、加算器12からの出力は、検出器100aの出力信号の中から、不要波である常時微振動の除去された補正信号となっている。
従って、本実施形態の検出装置100によれば、図4に示す校正方法が実行される。
先ず、ステップS11において、作業者は、同一の振動検出特性を有する2つの検出器100a,100bを、検出方向が互いに逆向きになるように設置する(設置工程)。
次いで、ステップS12において、作業者は、一方の検出器(ここでは検出器100aa)に対して校正信号を入力する。
次いで、ステップS13において、検出器100aは、検出器100bから検出信号と同期した第2検出信号を取得する(取得工程)。
次いで、ステップS14において、検出器100aは、検出信号に、検出器100bから取得した第2検出信号を加算し、常時微振動が打ち消された補正信号を生成する(加算工程)。
次いで、ステップS15において、検出器100aは、生成した補正信号を出力する(出力工程)。
先ず、ステップS11において、作業者は、同一の振動検出特性を有する2つの検出器100a,100bを、検出方向が互いに逆向きになるように設置する(設置工程)。
次いで、ステップS12において、作業者は、一方の検出器(ここでは検出器100aa)に対して校正信号を入力する。
次いで、ステップS13において、検出器100aは、検出器100bから検出信号と同期した第2検出信号を取得する(取得工程)。
次いで、ステップS14において、検出器100aは、検出信号に、検出器100bから取得した第2検出信号を加算し、常時微振動が打ち消された補正信号を生成する(加算工程)。
次いで、ステップS15において、検出器100aは、生成した補正信号を出力する(出力工程)。
以上のように、本実施形態の検出装置100及び検出方法によれば、同一の振動検出特性を有する2つの検出器100a,100bを検出方向が逆向きになるように設置し、一方の検出器100aに校正信号を入力して検出信号を出力する場合に、第2の検出器100bからの第2検出信号を同期して取得し、検出器100aからの検出信号と第2検出器100bからの第2検出信号とを加算して補正信号を生成し、生成した補正信号を出力する構成となっている。
このとき第2の検出器100bから出力される第2検出信号は、検出器100aから出力される検出信号に含まれる常時微振動と同振幅で逆位相の振動であるため、検出器100aからの検出信号にこれを加算することで、検出器100aからの出力に含まれる常時微振動が打ち消されるようになっている。
従って、検出器100aに校正信号を入力した場合、検出器100aから常時微振動の除かれた検出信号(補正信号)が出力されることとなり、防振基礎等の別部材を使用することなしに、常時微振動の影響を排除した検出器100aの校正を行うことができることとなる。
このとき第2の検出器100bから出力される第2検出信号は、検出器100aから出力される検出信号に含まれる常時微振動と同振幅で逆位相の振動であるため、検出器100aからの検出信号にこれを加算することで、検出器100aからの出力に含まれる常時微振動が打ち消されるようになっている。
従って、検出器100aに校正信号を入力した場合、検出器100aから常時微振動の除かれた検出信号(補正信号)が出力されることとなり、防振基礎等の別部材を使用することなしに、常時微振動の影響を排除した検出器100aの校正を行うことができることとなる。
[第2実施形態]
次に、本発明にかかる第2実施形態について第1実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明にかかる第2実施形態について第1実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図5に示すように、本実施形態における検出装置200は、加速度等を検出するために使用する検出器(第1検出器)200aと、当該検出器200aを校正するために使用する第2の検出器(第2検出器)200bと、を備えて構成されている。
検出器200a,200bは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで、互いに同一の振動検出特性を有するように構成され、検出器200a,200bの検出方向が同じ向きとなるように設置されている。
そして、本実施形態の第2の検出器200bは、検出器200aと同一の駆動機構や、振子3の駆動により生成される検出信号を出力するフォースコイル3a(第2検出手段)を備え、この第2検出手段は、検出器200aの検出手段の出力極性に対し、配線が逆にされることで出力極性が反転されている。
このため、本実施形態の検出装置200においては、検出器200bからの出力は180度ずれた(逆位相の)信号に変換されることとなり(図6(a)参照)、加算器12にて、この逆位相の信号を検出器200aからの出力に加算することで、結果として、検出器200aからの出力に含まれる常時微振動を除去した補正信号が生成されるようになっている(図6(b)参照)。
検出器200a,200bは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで、互いに同一の振動検出特性を有するように構成され、検出器200a,200bの検出方向が同じ向きとなるように設置されている。
そして、本実施形態の第2の検出器200bは、検出器200aと同一の駆動機構や、振子3の駆動により生成される検出信号を出力するフォースコイル3a(第2検出手段)を備え、この第2検出手段は、検出器200aの検出手段の出力極性に対し、配線が逆にされることで出力極性が反転されている。
このため、本実施形態の検出装置200においては、検出器200bからの出力は180度ずれた(逆位相の)信号に変換されることとなり(図6(a)参照)、加算器12にて、この逆位相の信号を検出器200aからの出力に加算することで、結果として、検出器200aからの出力に含まれる常時微振動を除去した補正信号が生成されるようになっている(図6(b)参照)。
従って、本実施形態の検出装置200によれば、図7に示す校正方法が実行される。
先ず、ステップ21において、作業者は、2つの検出器200a,200bを、検出方向が同じ向きになるように設置する。
次いで、ステップS22において、作業者は、一方の検出器(ここでは200b)の出力極性を反転させる(反転工程)。
次いで、ステップS23において、作業者は、一方の検出器(ここでは検出器200aa)のテストコイル3bに対して校正信号を入力する。
次いで、ステップS24において、校正信号の入力された検出器200aは、他方の検出器200bから、自身の出力と同期した検出信号を取得する(取得工程)。
次いで、ステップS25において、検出器200aは、2つの検出信号を加算して補正信号を生成する(加算工程)。
次いで、ステップS26において、検出器200aは、生成された補正信号を出力し(出力工程)する。
先ず、ステップ21において、作業者は、2つの検出器200a,200bを、検出方向が同じ向きになるように設置する。
次いで、ステップS22において、作業者は、一方の検出器(ここでは200b)の出力極性を反転させる(反転工程)。
次いで、ステップS23において、作業者は、一方の検出器(ここでは検出器200aa)のテストコイル3bに対して校正信号を入力する。
次いで、ステップS24において、校正信号の入力された検出器200aは、他方の検出器200bから、自身の出力と同期した検出信号を取得する(取得工程)。
次いで、ステップS25において、検出器200aは、2つの検出信号を加算して補正信号を生成する(加算工程)。
次いで、ステップS26において、検出器200aは、生成された補正信号を出力し(出力工程)する。
以上より、本実施形態の検出装置200によれば、第1実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、2つの検出器200a,200bが、同一の振動検出特性を有するように構成され、検出方向が同じ向きになるように設置されている為、何れか一方が破損した場合でも他方で振動検出の代用が可能である。従って、検出装置200は、検出器100aと比較して利便性が高く、運用上より好ましい。
なお、上記第2実施形態においては、配線を逆にすることで出力極性を反転させていたが、例えば移相器等を用いて逆位相の信号に変換することとしても良い。
また、上記第1及び第2実施形態では、検出器としてサーボ機構を利用して振動を検出する装置を例示して説明しているが、サーボ機構は必須ではない。
また、上記第1及び第2実施形態では、2つの検出器のうち、検出器100a及び200aに校正信号を入力するものとして説明しているが、検出器100b、200bに校正信号を入力しても同様の校正方法が実施可能である。
また、上記第1及び第2実施形態では、2つの検出器のうち、検出器100a及び200aに校正信号を入力するものとして説明しているが、検出器100b、200bに校正信号を入力しても同様の校正方法が実施可能である。
100、200 検出装置
100a、200a 検出器(第1検出器)
100b、200b 第2の検出器(第2検出器)
3 振子(可動部)
3a フォースコイル(検出手段、第2検出手段)
3b テストコイル(テスト駆動手段)
4 変位検出部
6 サーボアンプ
7 プロセッサ(取得手段)
8 校正信号入力部
9 電源入力部
10 要求信号出力部
10b 検出器
11a,11b 検出信号出力部
12 加算器(加算手段)
100a、200a 検出器(第1検出器)
100b、200b 第2の検出器(第2検出器)
3 振子(可動部)
3a フォースコイル(検出手段、第2検出手段)
3b テストコイル(テスト駆動手段)
4 変位検出部
6 サーボアンプ
7 プロセッサ(取得手段)
8 校正信号入力部
9 電源入力部
10 要求信号出力部
10b 検出器
11a,11b 検出信号出力部
12 加算器(加算手段)
Claims (6)
- 外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検出器の校正方法であって、
前記検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、前記検出器と検出方向が逆向きになるように設置する設置工程と、
前記検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程と、
前記加算工程により生成された補正信号を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする検出器の校正方法。 - 外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成された検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた検出器の校正方法であって、
前記検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備える第2検出器を、前記検出器と検出方向が同じ向きになるように設置する設置工程と、
前記検出器の前記検出手段の出力極性に対し、前記第2検出器の前記第2検出手段の出力極性を反転させる反転工程と、
前記検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算工程と、
前記加算工程により生成された補正信号を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする検出器の校正方法。 - 前記検出器と前記第2検出器とは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで同一の振動検出特性を有するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の検出器の校正方法。
- 外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた第1検出器と、
前記第1検出器と同一の振動検出特性を有し、第2検出信号を出力する第2検出手段を備え、前記第1検出器と検出方向が逆向きになるように設置された第2検出器と、
前記第1検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記第1検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、
前記加算手段により生成された補正信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする検出装置。 - 外乱振動により変位可能な可動部の駆動により生成された検出信号を出力する検出手段と、所定の校正信号により前記可動部をテスト駆動させるテスト駆動手段と、を備えた第1検出器と、
前記第1検出器と同一の振動検出特性を有し、前記第1検出器の前記検出手段の出力極性に対して反転した出力極性で第2検出信号を出力する第2検出手段を備え、前記第1検出器と検出方向が同じ向きになるように設置された第2検出器と、
前記第1検出器の前記テスト駆動手段に校正信号を入力して、前記第1検出器の前記検出手段からの検出信号と、前記第2検出器の前記2検出手段からの第2検出信号とを同期して取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記検出信号と前記第2検出信号とを加算して補正信号を生成する加算手段と、
前記加算手段により生成された補正信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする検出装置。 - 前記第1検出器と前記第2検出器とは、感度、固有振動数、及び減衰定数を等しくすることで同一の振動検出特性を有するように構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010090499A JP2011220841A (ja) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | 検出器の校正方法、及び検出装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103822768B (zh) * | 2014-03-19 | 2016-06-01 | 浙江大学 | 一种超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法 |
CN107560814A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-09 | 浙江省计量科学研究院 | 激光测振仪的可靠性试验系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07225244A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Toyota Motor Corp | 加速度センサの故障検出装置 |
JP2005208994A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Kayaba Ind Co Ltd | サーボコントローラ装置及びその信号校正マップの作成方法 |
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- 2010-04-09 JP JP2010090499A patent/JP2011220841A/ja active Pending
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