JP2663678B2 - 加速度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加速度センサに加速度を印加して、その出
力信号から加速度センサの性能チェック等を行う加速度
測定装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の加速度測定装置は、第３図に示すよう
に、センタ軸31を中心として矢印32方向に公転する回転
アーム33と、この回転アーム33のセンタ軸31から半径ｒ
の端部に取り付けられて矢印34方向に自転する回転テー
ブル35とを備えている。この回転テーブル35の上に供試
体である加速度センサ36が取り付けられ、回転アーム33
の公転速度によって加速度が決められ、回転テーブル35
の自転によって印加周波数が決められ、ある印加周波数
における加速度の大きさを測定するようになっている。
このときの加速度をα、印加周波数ｆおよび半径ｒとす
ると、α＝ｒ（２πｆ）^２の関係である。

また、加速度を測定する別の装置として、第４図に示
すような重力加速度ｇを利用する単振り子方式のものが
ある。この装置では、基端部を天板41に揺動可能に固定
されて垂下された単振り子となる長さｌのレバー42と、
その先端部に固定されたホルダ43とを備えている。ホル
ダ43に供試体である加速度センサ44がセットされ、矢印
45および46の方向に交互に振らせることにより発生する
加速度を測定する。このときの重力加速度ｇ、レバー長
ｌ、印加周波数（周期ともいう）Ｔとの関係は、 のようになる。また、加速度α、重力加速度ｇ、レバー
長ｌ、落差Ｓとの関係は、α＝−（g/l）Ｓとなる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の加速度測定装置では、次の
ような問題があった。

まず、第３図に示す装置では、自転および公転の速度
を独立して可変できるため、一つの印加周波数ｆに対し
て加速度αを独立して可変できる利点はあるものの、回
転部分が自転と公転の２種類存在するため、機械的振動
ノイズが発生しやすく、また、電気摺動接点部が存在す
るため、電気的ノイズが発生しやすい。さらに、装置が
大型化して高価になりやすい。

次に、第４図に示す装置では、低周波数で供試体であ
る加速度センサ44を振らせるためには、又は印加周波数
Ｔを大きくするためには、上記式から がきいてくるため、レバー長ｌを大きくしなければなら
ず、装置が大型化する。また、レバー42の放し方によっ
て加速度αがばらつきやすいこと、および供試体である
加速度センサ44の姿勢を常に一定に保つことが困難なこ
と等であった。

さらには、上記のいずれの加速度測定装置も1Hz以下
の超低周波数領域での測定が極めて困難である。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであ
り、印加周波数が1Hz以下の超低周波数領域であって、
しかも低加速度時の加速度を高精度に測定でき、しかも
安価でコンパクトな加速度測定装置を提供することを目
的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、回転速度および
回転方向の制御が可能なモータを用いて、回転速度およ
び回転方向制御プログラミングによって運動特性を創成
する構成とし、特に1Hz以下の超低周波数、低加速度領
域での加速度を高精度に測定するようにしたものであ
る。

作用 本発明は、上記のような構成により、次のような効果
を有する。すなわち、供試体がセットされる治具部の運
動を、単弦曲線またはサイクロイド曲線などの運動特性
になるように回路上でのプログラミングでモータの回転
速度および回転方向の制御を行うことによって、1Hz以
下の超低周波数領域での加速度測定を装着を大型化する
ことなく実現する。

また、供試体は吊り下げ方式によって所定の運動をす
ることになるため、外部からの振動伝達がなく、0.1G以
下の低加速度でも高精度で測定することができる。さら
に、プログラムだけの操作で供試体のストロークと運動
速度を自由に変化させられるため、周波数と加速度の大
きさを容易に可変できるこいう効果を有する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成を示すものである。
第１図において、１はプーリであり、DCモータ（図示せ
ず）の回転を減速機（図示せず）を介して伝達され、回
転する。また、プーリ１は上記減速機からの出力軸２に
キー３によって固定されている。４はプーリ１に巻き付
けられたワイヤであり、他端にはワイヤ４のたるみを防
止し、かつ運動の安定化をはかるためにウエイト７が設
けられている。５はワイヤ４を案内し、かつ、ウエイト
７の横揺れを防止するためのガイドローラである。６は
供試用加速度センサであり、上記ウエイト７に垂直方向
の加速度を感知するように取り付けられている。

次に上記実施例の動作について説明する。あらかじめ
第２図に示したような正弦曲線などの適正な運動曲線が
供試用加速度センサ６に与えられるように回転速度およ
び回転方向をプログラミングされたDCモータコントロー
ラ（図示せず）からの入力指令により、上記DCモータ、
上記減速機を介してプーリ１が矢印９の方向に往復回転
運動を始め、ワイヤ４を介してウエイト７およびここに
設けられている供試用加速度センサ６を所定の運動特性
で矢印８の方向に往復直線運動をさせる。供試用加速度
センサ６はこの運動によって印加される加速度の大きさ
に応じて出力を出すため、印加加速度に対応する供試用
加速度センサ６の出力値が、オシロスコープやペンレコ
ーダなどの出力装置によって測定されることになる。ま
た、印加周波数はDCモータの回転数を変えることによっ
て決められ、供試用加速度センサ６の垂直方向に動くス
トロークはDCモータの回転時間を変えることによって決
められる。

したがって上記実施例によれば、供試用加速度センサ
６はウエイト７を介してワイヤ４で吊り下げられた構造
となっているため、回転プーリ１からの振動が伝達され
にくく、また、摺動部も存在しないため、供試用加速度
センサ６に対して、きわめて振動の少ない滑らかな所定
の運動曲線を有する運動を実現させることができ、外部
からの振動ノイズの伝達が少なく、1Hz以下の超低周波
数領域で、しかも低加速度時の加速度を高精度に信頼性
高く測定することができるという効果を有する。

また、供試用加速度センサ６の運動特性を、DCモータ
の回転をプログラミングによって制御することによって
創成することができるため、周波数、印加加速度の大き
さおよび運動曲線を、供試体である加速度センサの種類
や必要とする測定値の大きさに応じて様々に変更するこ
とができるという効果も有する。

なお、本実施例ではプーリにワイヤを巻き付けたが、
これは丈夫な糸を用いても一向に構わない。

発明の効果 本発明は上記実施例により明らかなように、所定の運
動特性をDCモータの回転制御のプログラミングにより創
成しているため、プログラムの変更の対応だけで任意の
運動曲線をきわめて容易に作り出すことができ、さらに
周波数、印加加速度の大きさも任意に変えることができ
るという効果を有する。

さらに、測定装置の構成を吊り下げ方式としているの
で、外部からの振動ノイズの伝達が少なく、1Hz以下の
超低周波数領域で、しかも低加速度時の加速度を高精度
に信頼性高く測定することができ、しかも安価でコンパ
クトな加速度測定装置を実現することができるという効
果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における加速度測定装置の正
面図、第２図は供試用加速度センサに与えられる運動特
性の一例を示す特性図、第３図は従来の加速度測定装置
の正面図、第４図は従来の別の加速度測定装置の正面図
である。 １……プーリ、２……出力軸、３……キー、４……ワイ
ヤ、５……ガイドローラ、６……供試用加速度センサ、
７……ウエイト。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】DCモータと、このDCモータを所定の運動曲
   線に従って回転駆動するようにプログラムされたDCモー
   タコントローラと、上記モータから伝達された回転動力
   により回転するプーリと、上記プーリに巻き付けられ
   た、一端がガイドローラに案内され、垂直方向に往復運
   動をすうように設けられたワイヤと、このワイヤの上記
   一端に取り付けられた加速度センサの保持用のウエイト
   を備えた加速度測定装置。