JP3289470B2 - 加速度測定装置 - Google Patents
加速度測定装置Info
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- JP3289470B2 JP3289470B2 JP03828594A JP3828594A JP3289470B2 JP 3289470 B2 JP3289470 B2 JP 3289470B2 JP 03828594 A JP03828594 A JP 03828594A JP 3828594 A JP3828594 A JP 3828594A JP 3289470 B2 JP3289470 B2 JP 3289470B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmitter
- receivers
- measuring device
- reference signal
- acceleration measuring
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加速度測定装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電素子などを用いた加速度センサはそ
の構成が簡単なために従来よりよく用いられている。
の構成が簡単なために従来よりよく用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た加速度センサは加工が困難であるという欠点があっ
た。本発明の加速度測定装置はこのような課題に着目し
てなされたものであり、その目的とするところは、加速
度の測定を簡便に行うことができる加速度測定装置を提
供することにある。
た加速度センサは加工が困難であるという欠点があっ
た。本発明の加速度測定装置はこのような課題に着目し
てなされたものであり、その目的とするところは、加速
度の測定を簡便に行うことができる加速度測定装置を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の加速度測定装置は、振幅が急激に減衰す
る振り子運動を行なうように被測定物体に支持されて所
定の基準信号を発信する発信器と、この発信器からの基
準信号を受信すべく配置された複数の受信器と、前記発
信器からの基準信号が前記複数の受信器の各々に到達す
る時間差に基いて、前記複数の受信器に対する前記発信
器の位置を算出し、この発信器の位置の時間変化から前
記被測定物体の加速度を算出する処理手段とを具備す
る。
めに、本発明の加速度測定装置は、振幅が急激に減衰す
る振り子運動を行なうように被測定物体に支持されて所
定の基準信号を発信する発信器と、この発信器からの基
準信号を受信すべく配置された複数の受信器と、前記発
信器からの基準信号が前記複数の受信器の各々に到達す
る時間差に基いて、前記複数の受信器に対する前記発信
器の位置を算出し、この発信器の位置の時間変化から前
記被測定物体の加速度を算出する処理手段とを具備す
る。
【０００５】
【作用】すなわち、本発明の加速度測定装置は、発信器
からの基準信号が複数の受信器の各々に到達する時間差
に基いて、複数の受信器に対する発信器の位置を算出
し、この発信器の位置の時間変化から被測定物体の加速
度を算出する。
からの基準信号が複数の受信器の各々に到達する時間差
に基いて、複数の受信器に対する発信器の位置を算出
し、この発信器の位置の時間変化から被測定物体の加速
度を算出する。
【０００６】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図
である。同図において、円筒形被測定物体ＯＢの上面の
ほぼ中心の支持点には振り子の糸ＰＮの一端が取り付け
られ、その他端には発信器ＳＤが取り付けられている。
また、円筒形被測定物体ＯＢの底面の周囲には３つの受
信器ＲＶ１乃至ＲＶ３が取り付けられている。さらに、
円筒形被測定物体ＯＢ内の振り子周囲の空間には粘性の
ある物質ＡＴが充填されている。
に説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図
である。同図において、円筒形被測定物体ＯＢの上面の
ほぼ中心の支持点には振り子の糸ＰＮの一端が取り付け
られ、その他端には発信器ＳＤが取り付けられている。
また、円筒形被測定物体ＯＢの底面の周囲には３つの受
信器ＲＶ１乃至ＲＶ３が取り付けられている。さらに、
円筒形被測定物体ＯＢ内の振り子周囲の空間には粘性の
ある物質ＡＴが充填されている。
【０００７】さらに、上記支持点ＢＰと、受信器ＲＶ１
乃至ＲＶ３とは処理装置ＰＵに接続されている。上記し
た構成において、支持点ＢＰ及び受信器ＲＶ１乃至ＲＶ
３は被測定物体ＯＢに強く固定されているので、被測定
物体ＯＢ内での相対位置は変動しない。また、振り子の
糸ＰＮは伸び縮みしない糸でできており、発信器ＳＤは
被測定物体ＯＢの移動に伴って支持点ＢＰを中心として
振り子運動を行なう。発信器ＳＤの振り子運動は被測定
物体ＯＢ内に充填された物質ＡＴの粘性によって急速に
減衰する。この場合、振り子の糸ＰＮをピアノ線のよう
な弾性のある物質にすることで、より良い減衰率を得る
ことができ、場合によっては物質ＡＴを省くこともでき
る。
乃至ＲＶ３とは処理装置ＰＵに接続されている。上記し
た構成において、支持点ＢＰ及び受信器ＲＶ１乃至ＲＶ
３は被測定物体ＯＢに強く固定されているので、被測定
物体ＯＢ内での相対位置は変動しない。また、振り子の
糸ＰＮは伸び縮みしない糸でできており、発信器ＳＤは
被測定物体ＯＢの移動に伴って支持点ＢＰを中心として
振り子運動を行なう。発信器ＳＤの振り子運動は被測定
物体ＯＢ内に充填された物質ＡＴの粘性によって急速に
減衰する。この場合、振り子の糸ＰＮをピアノ線のよう
な弾性のある物質にすることで、より良い減衰率を得る
ことができ、場合によっては物質ＡＴを省くこともでき
る。
【０００８】発信器ＳＤからは基準信号となる音や電
波、又は光が出ており、空間を伝わって受信器ＲＶ１乃
至ＲＶ３に到達する。発信器ＳＤと受信器ＲＶ１乃至Ｒ
Ｖ３は処理装置ＰＵに接続されており、基準信号が発信
器ＳＤを出てから各受信器ＲＶに到達するまでの時間差
を検出し、発信器ＳＤと各受信器ＲＶ間の距離を算出す
る。この場合、各受信器ＲＶは同一直線上に無い３個以
上あれば良い。
波、又は光が出ており、空間を伝わって受信器ＲＶ１乃
至ＲＶ３に到達する。発信器ＳＤと受信器ＲＶ１乃至Ｒ
Ｖ３は処理装置ＰＵに接続されており、基準信号が発信
器ＳＤを出てから各受信器ＲＶに到達するまでの時間差
を検出し、発信器ＳＤと各受信器ＲＶ間の距離を算出す
る。この場合、各受信器ＲＶは同一直線上に無い３個以
上あれば良い。
【０００９】又、各受信器ＲＶのみを処理装置ＰＵに接
続し、基準信号が各受信器ＲＶに到達するまでの時間差
を検出し、発信器ＳＤと各受信器ＲＶ間の距離の差分を
算出してもよい。この場合、発信器ＲＶは線対象又は点
対象の位置関係に無い４個以上あれば良い。
続し、基準信号が各受信器ＲＶに到達するまでの時間差
を検出し、発信器ＳＤと各受信器ＲＶ間の距離の差分を
算出してもよい。この場合、発信器ＲＶは線対象又は点
対象の位置関係に無い４個以上あれば良い。
【００１０】処理装置ＰＵは、これらの時間差から物体
内での発信器ＳＤの位置を計算し、これの二回微分によ
って加速度を算出する。以下に、発信器ＳＤの位置を計
算する方法を説明する。発信器ＳＤと３個の受信器ＲＶ
１乃至ＲＶ３を用いた場合は、発信器ＳＤの位置を
（ｘ，ｙ，ｚ）、ＲＶ１の位置を（ｘ１，ｙ１，ｚ
１）、ＲＶ２の位置を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、ＲＶ３の
位置を（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、ＳＤ−ＲＶ１間の距離を
Ｌ１、ＳＤ−ＲＶ２間の距離をＬ２、ＳＤ−ＲＶ３間の
距離をＬ３として、以下の方程式によって（ｘ，ｙ，
ｚ）を算出することができる。
内での発信器ＳＤの位置を計算し、これの二回微分によ
って加速度を算出する。以下に、発信器ＳＤの位置を計
算する方法を説明する。発信器ＳＤと３個の受信器ＲＶ
１乃至ＲＶ３を用いた場合は、発信器ＳＤの位置を
（ｘ，ｙ，ｚ）、ＲＶ１の位置を（ｘ１，ｙ１，ｚ
１）、ＲＶ２の位置を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、ＲＶ３の
位置を（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、ＳＤ−ＲＶ１間の距離を
Ｌ１、ＳＤ−ＲＶ２間の距離をＬ２、ＳＤ−ＲＶ３間の
距離をＬ３として、以下の方程式によって（ｘ，ｙ，
ｚ）を算出することができる。
【００１１】
【数１】
【００１２】なお、４個の受信器ＲＶを用いた場合も公
知の方法によって算出することができる。また、受信信
号から時間差を得るには、パルス等の受信信号中の特定
パターンを比較する手法や、連続した受信信号の位相差
を用いる手法がある。
知の方法によって算出することができる。また、受信信
号から時間差を得るには、パルス等の受信信号中の特定
パターンを比較する手法や、連続した受信信号の位相差
を用いる手法がある。
【００１３】図２は本発明の第２実施例の構成を示す図
であり、上下で発信器を支持する構造となっている。同
図において、ＢＮ１及びＢＮ２は発信器ＳＤを支持する
棒状のバネであり、支持点ＢＰ１及びＢＰ２で被測定物
体ＯＢに固定されている。棒状のバネＢＮの材質はピア
ノ線のように上下方向にはほとんど伸縮せず、水平方向
にはバネとして働くような材質を選ぶ。振幅の減衰度合
は、バネＢＮの材質と共に空間に充填する物質ＡＴを変
えることによって調節できる。また、バネＢＮを適当に
選べば、充填物質ＡＴを用いなくても良い。
であり、上下で発信器を支持する構造となっている。同
図において、ＢＮ１及びＢＮ２は発信器ＳＤを支持する
棒状のバネであり、支持点ＢＰ１及びＢＰ２で被測定物
体ＯＢに固定されている。棒状のバネＢＮの材質はピア
ノ線のように上下方向にはほとんど伸縮せず、水平方向
にはバネとして働くような材質を選ぶ。振幅の減衰度合
は、バネＢＮの材質と共に空間に充填する物質ＡＴを変
えることによって調節できる。また、バネＢＮを適当に
選べば、充填物質ＡＴを用いなくても良い。
【００１４】図３は本発明の第３実施例の構成を示す図
であり、図２のバネＢＮにコイル状のバネを用い、３次
元計測を可能にした実施例である。コイル状のバネＢＮ
を複数本用いて、発信器ＳＤを支持することにより、３
次元的な加速度の計測が可能となる。
であり、図２のバネＢＮにコイル状のバネを用い、３次
元計測を可能にした実施例である。コイル状のバネＢＮ
を複数本用いて、発信器ＳＤを支持することにより、３
次元的な加速度の計測が可能となる。
【００１５】上記したいずれの実施例においても、発信
器ＳＤの位置を求める代わりに、発信器の移動速度ベク
トルを求める方法が使用可能である。この手法では、加
速度を求めるための微分処理が一回少なくて済み、より
正確な加速度が算出可能である。
器ＳＤの位置を求める代わりに、発信器の移動速度ベク
トルを求める方法が使用可能である。この手法では、加
速度を求めるための微分処理が一回少なくて済み、より
正確な加速度が算出可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上、請求項１及び請求項２に記載の発
明によれば、加速度の測定を簡便に行うことができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果
に加えて、よりよい減衰率を得ることができる。
明によれば、加速度の測定を簡便に行うことができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果
に加えて、よりよい減衰率を得ることができる。
【００１７】また、請求項４に記載の発明によれば、請
求項１、２、３のいずれかの効果に加えて、高い分解能
を得ることができる。また、請求項５に記載の発明によ
れば、請求項１、２、３のいずれかの効果に加えて、完
全に送信器を分離することができる。
求項１、２、３のいずれかの効果に加えて、高い分解能
を得ることができる。また、請求項５に記載の発明によ
れば、請求項１、２、３のいずれかの効果に加えて、完
全に送信器を分離することができる。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例の構成を示す図である。
ＯＢ…被測定物体、ＢＰ…支持点、ＳＤ…発信器、ＲＶ
１乃至ＲＶ３…受信器、ＰＮ…振り子の糸、ＡＴ…充填
物質、ＰＵ…処理装置。
１乃至ＲＶ３…受信器、ＰＮ…振り子の糸、ＡＴ…充填
物質、ＰＵ…処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 茂 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 曽根原 登 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−6765（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−197662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−111065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−143965（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333043（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−77673（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96865（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229120（ＪＰ，Ａ) 特表 平９−503583（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/00 - 15/18
Claims (5)
- 【請求項１】 振幅が急激に減衰する振り子運動を行な
うように被測定物体に支持されて所定の基準信号を発信
する発信器と、 この発信器からの基準信号を受信すべく配置された複数
の受信器と、 前記発信器からの基準信号が前記複数の受信器の各々に
到達する時間差に基いて、前記複数の受信器に対する前
記発信器の位置を算出し、この発信器の位置の時間変化
から前記被測定物体の加速度を算出する処理手段と、 を具備したことを特徴とする加速度測定装置。 - 【請求項２】 前記発信器は、一端が前記非測定物体に
取り付けられた振り子の糸の他端に設けられ、前記複数
の受信器は前記非測定物体に固定されていることを特徴
とする請求項１記載の加速度測定装置。 - 【請求項３】 前記振り子の糸が弾性物質によって形成
されていることを特徴とする請求項２記載の加速度測定
装置。 - 【請求項４】 前記送信器及び前記複数の受信器が前記
処理手段に接続され、前記処理手段は、前記基準信号が
前記送信器から前記複数の受信器に到達するまでの時間
差に基いて前記送信器と前記複数の受信器間の距離を算
出することを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに
記載の加速度測定装置。 - 【請求項５】 前記受信器のみが前記処理手段に接続さ
れ、前記処理手段は、前記基準信号が前記送信器から前
記複数の受信器に到達するまでの時間差に基いて前記送
信器と前記複数の受信器間の距離の差分を算出すること
を特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の加速
度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03828594A JP3289470B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 加速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03828594A JP3289470B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 加速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244068A JPH07244068A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3289470B2 true JP3289470B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=12521045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03828594A Expired - Fee Related JP3289470B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 加速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289470B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110967522B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-10-30 | 厦门大学 | 一种风场梯度的测量方法 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP03828594A patent/JP3289470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07244068A (ja) | 1995-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |