JPH0695043B2 - 回転する物体の固有振動特性の測定方法および回路装置 - Google Patents
回転する物体の固有振動特性の測定方法および回路装置Info
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- JPH0695043B2 JPH0695043B2 JP62117215A JP11721587A JPH0695043B2 JP H0695043 B2 JPH0695043 B2 JP H0695043B2 JP 62117215 A JP62117215 A JP 62117215A JP 11721587 A JP11721587 A JP 11721587A JP H0695043 B2 JPH0695043 B2 JP H0695043B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、無接触容量性行程測定を用いて、軸を中心に
回転する長手方向に延びる物体の固有振動特を測定する
ために、少なくとも２つの測定センサを、各測定電極と
物体間の距離を表わす個々の容量値を受けるように配設
すると共に、上記物体自体がその周囲領域に対し総合容
量を形成するようにして該物体の固有振動特性を測定す
る方法並びに該方法を実施するための回路装置に関す
る。特に本発明は、電気的に分離されておって、近似的
に不導体からなる回転する物体における連続的な無接触
変位量測定方法に関する。
回転する長手方向に延びる物体の固有振動特を測定する
ために、少なくとも２つの測定センサを、各測定電極と
物体間の距離を表わす個々の容量値を受けるように配設
すると共に、上記物体自体がその周囲領域に対し総合容
量を形成するようにして該物体の固有振動特性を測定す
る方法並びに該方法を実施するための回路装置に関す
る。特に本発明は、電気的に分離されておって、近似的
に不導体からなる回転する物体における連続的な無接触
変位量測定方法に関する。
従来技術 例えば、真空状態にあって、高速で回転する気体超遠心
分離機の機械的な動測定においては、同時に、多数（10
ないし30）の平面で長い回転体の運動を検出する必要が
ある。変位量もしくは離間間隔信号の時間的相関は非常
に重要であるので、使用されるすべての測定系は同時に
且つ連続して動作しなければならない。しかしながら、
遠心分離機が測定目標物体である場合には、回転体の大
部分を非導電性の材料で構成することができ、全ての要
素（金属部分をも含む）を、運転中、基準電位の電源に
通電接続せずに、回転体とそれを受ける収容部もしくは
受容器とが構成する容量だけを介して基準電位に対する
結合を実現できるようにする点で困難に遭遇している。
即ち、測定物体による測定信号の相互影響が回避できな
いと言う問題である。
分離機の機械的な動測定においては、同時に、多数（10
ないし30）の平面で長い回転体の運動を検出する必要が
ある。変位量もしくは離間間隔信号の時間的相関は非常
に重要であるので、使用されるすべての測定系は同時に
且つ連続して動作しなければならない。しかしながら、
遠心分離機が測定目標物体である場合には、回転体の大
部分を非導電性の材料で構成することができ、全ての要
素（金属部分をも含む）を、運転中、基準電位の電源に
通電接続せずに、回転体とそれを受ける収容部もしくは
受容器とが構成する容量だけを介して基準電位に対する
結合を実現できるようにする点で困難に遭遇している。
即ち、測定物体による測定信号の相互影響が回避できな
いと言う問題である。
近似的に非導電性である物体における測定は、該物体が
真空内に存在し容量変化を基に動作し得る装置を用いて
のみ甘受し得る費用で実施可能である。例えば、DISA社
の容量性変位量（離間距離）測定装置が知られている
が、この装置は、新世代の遠心分離機の開発の当初に成
功裡に用いられたものであった。この装置においては、
行程変動が容量変化として検知され、そして問題の「変
化量もしくは離間間隔容量」は発振器振動回路の構成要
素となっているところから、周波数変調の形態で適当な
評価回路に供給される。発振器は、４ないし6MHzの周波
数領域で動作する。しかしながら、実際の周波数は排他
的に、瞬時的に測定された間隔（変位量）によってのみ
決定されるものではなく、測定センサの構造形態、発振
器における構成要素のばらつき、接続ケーブルの長さお
よび位置、測定センサ／同調部／発振器の位置並びに周
囲温度のような数多くの寄生影響成分が重畳されてい
る。
真空内に存在し容量変化を基に動作し得る装置を用いて
のみ甘受し得る費用で実施可能である。例えば、DISA社
の容量性変位量（離間距離）測定装置が知られている
が、この装置は、新世代の遠心分離機の開発の当初に成
功裡に用いられたものであった。この装置においては、
行程変動が容量変化として検知され、そして問題の「変
化量もしくは離間間隔容量」は発振器振動回路の構成要
素となっているところから、周波数変調の形態で適当な
評価回路に供給される。発振器は、４ないし6MHzの周波
数領域で動作する。しかしながら、実際の周波数は排他
的に、瞬時的に測定された間隔（変位量）によってのみ
決定されるものではなく、測定センサの構造形態、発振
器における構成要素のばらつき、接続ケーブルの長さお
よび位置、測定センサ／同調部／発振器の位置並びに周
囲温度のような数多くの寄生影響成分が重畳されてい
る。
各測定対象に対し唯一の測定装置を用いる場合には、短
時間測定であって本来の測定の直前に個々の校正が実施
される限りにおいて、測定結果の正確性に対する上述の
ような全ての影響因子の影響は極く僅かで済む。
時間測定であって本来の測定の直前に個々の校正が実施
される限りにおいて、測定結果の正確性に対する上述の
ような全ての影響因子の影響は極く僅かで済む。
しかしながら多くの装置を、通電接続はされておらず、
単に容量的に結合されている測定物体に対して用いる場
合には、全ての発振器は、共通の結合容量を構成する回
転体容器を介して互いに影響し合う。発振器が、用いら
れている復調器の伝達帯域幅内に入るような混合信号を
発生する周波数で動作する場合には、これら発振器によ
り、測定物体に起源を有しない出力信号が発生してしま
う。このように、従来の装置においては、一般に誤り情
報を排除することはできない。
単に容量的に結合されている測定物体に対して用いる場
合には、全ての発振器は、共通の結合容量を構成する回
転体容器を介して互いに影響し合う。発振器が、用いら
れている復調器の伝達帯域幅内に入るような混合信号を
発生する周波数で動作する場合には、これら発振器によ
り、測定物体に起源を有しない出力信号が発生してしま
う。このように、従来の装置においては、一般に誤り情
報を排除することはできない。
更に、現在入手し得る測定装置においては、時定数が長
く、そのため、しばしば、大きな時間消費を伴う事後校
正が必要とされ、そして運転中の遠心分離機での校正に
は大きな危険が結び付く。
く、そのため、しばしば、大きな時間消費を伴う事後校
正が必要とされ、そして運転中の遠心分離機での校正に
は大きな危険が結び付く。
発明の目的 本発明の課題は、構造上寄生的な影響因子を、例えば、
測定結果に対する測定装置の相互間の影響し合いによ
り、総合的に良好な長期間安定特性並びに高い感度を有
する変位量測定系が得られるように小さく保持すること
ができるように構成された冒頭に述べた方法および該方
法を実施するための装置を提供することにある。
測定結果に対する測定装置の相互間の影響し合いによ
り、総合的に良好な長期間安定特性並びに高い感度を有
する変位量測定系が得られるように小さく保持すること
ができるように構成された冒頭に述べた方法および該方
法を実施するための装置を提供することにある。
従って、特に、非導電性材料から形成され、動作中、単
に回転体／受容器間の結合容量を介してのみ基準電位源
に接続される高速遠心分離回転体の変位量測定用の測定
装置を提供するものである。この場合、同時に多数の装
置が同じ測定物体に対して動作し、大きな動作領域にお
いても良好な測定精度が得られ、運転時間との関係にお
ける校正費用を最限度にし、測定物体の校正過程に要す
る労力を軽減し、測定結果に対する構造上寄生的な影響
の可能性を可能な限り低く抑え、そして総合的に変位量
測定装置に良好な長い時定数を持たせるように考慮を払
う。
に回転体／受容器間の結合容量を介してのみ基準電位源
に接続される高速遠心分離回転体の変位量測定用の測定
装置を提供するものである。この場合、同時に多数の装
置が同じ測定物体に対して動作し、大きな動作領域にお
いても良好な測定精度が得られ、運転時間との関係にお
ける校正費用を最限度にし、測定物体の校正過程に要す
る労力を軽減し、測定結果に対する構造上寄生的な影響
の可能性を可能な限り低く抑え、そして総合的に変位量
測定装置に良好な長い時定数を持たせるように考慮を払
う。
発明の構成 本発明の目的は、特許請求の範囲第１項の所謂特徴部分
に記載の構成により解決される。
に記載の構成により解決される。
特許請求の範囲第２項以下には、本発明の方法を実施す
ることができる回路装置並びにその有利な実施態様が記
述してある。
ることができる回路装置並びにその有利な実施態様が記
述してある。
本発明による容量性変位量測定装置においても、従来、
既に長くから知られているように、高周波搬送波が用い
られ、この搬送波は、測定センサ／測定物体表面間の距
離の変動に起因する容量変化により変調されるが、他の
測定装置とは異なり周波数変調（FM）が行われるのでは
なく、水晶発振器クラスの安定した周波数での振幅変調
（AM）が行われるのである。
既に長くから知られているように、高周波搬送波が用い
られ、この搬送波は、測定センサ／測定物体表面間の距
離の変動に起因する容量変化により変調されるが、他の
測定装置とは異なり周波数変調（FM）が行われるのでは
なく、水晶発振器クラスの安定した周波数での振幅変調
（AM）が行われるのである。
要求されているように測定物体を介しての装置の相互影
響を回避するためには、下記の２つの条件を厳格に守る
必要がある。
響を回避するためには、下記の２つの条件を厳格に守る
必要がある。
即ち、変位量情報を評価するための復調器の帯域幅が、
個々の測定センサに用いられている発振器の周波数の差
よりも相当に小さくなければならないこと並びに同一の
物体に対して同じ搬送波周波数の２つまたは３つ以上の
測定装置を同時に用いてはならないという条件である。
個々の測定センサに用いられている発振器の周波数の差
よりも相当に小さくなければならないこと並びに同一の
物体に対して同じ搬送波周波数の２つまたは３つ以上の
測定装置を同時に用いてはならないという条件である。
周波数変調（FM）装置で得られる結果を達成するばかり
ではなく、さらにそれを凌駕する結果を達成するため
に、 遮蔽された測定センサの感度を、予め定められた最大直
径における寄生漂遊容量に対する作用コンデンサ表面の
比を最適化することにより増加すること、 測定センサ／電子装置間の間隔を可能な限り短くして中
実の要素を使用することによりフランジ接続における好
ましくない影響の可能性を減少することにより電気的安
定性を高めること、 特殊加工処理を施した二重壁のハウジングを使用し、外
側のハウジングの表面を化学的に処理する（εを小さく
する）ことによりエネルギ消費ならびに周囲からの影響
を最小にすることにより熱的安定性を改善すること、 構造上の手段により外部HF場に起因する望ましくない影
響ならびに固有の影響に対する遮蔽の強化、 HF電力段の出力振動回路の一部を同時に形成する最適な
感度を有する容量性ブリッジに外部測定センサを接続す
ること、 温度補償された（TK＝０）構成要素を使用すること、 等価な復調器構成要素（整流ダイオードおよびターリン
トントランジスタ）を用いると共に片方の半ブリッジ回
路を用いて、測定センサの全動作領域に亘りブリッジ
（AGC）に供給される高周波信号振幅の安定化を計るこ
と、および 精度の減少を伴うことなく、遠隔場所で評価することが
できるように、出力信号を評価のための供給信号として
産業ベースで処理することが要求される。
ではなく、さらにそれを凌駕する結果を達成するため
に、 遮蔽された測定センサの感度を、予め定められた最大直
径における寄生漂遊容量に対する作用コンデンサ表面の
比を最適化することにより増加すること、 測定センサ／電子装置間の間隔を可能な限り短くして中
実の要素を使用することによりフランジ接続における好
ましくない影響の可能性を減少することにより電気的安
定性を高めること、 特殊加工処理を施した二重壁のハウジングを使用し、外
側のハウジングの表面を化学的に処理する（εを小さく
する）ことによりエネルギ消費ならびに周囲からの影響
を最小にすることにより熱的安定性を改善すること、 構造上の手段により外部HF場に起因する望ましくない影
響ならびに固有の影響に対する遮蔽の強化、 HF電力段の出力振動回路の一部を同時に形成する最適な
感度を有する容量性ブリッジに外部測定センサを接続す
ること、 温度補償された（TK＝０）構成要素を使用すること、 等価な復調器構成要素（整流ダイオードおよびターリン
トントランジスタ）を用いると共に片方の半ブリッジ回
路を用いて、測定センサの全動作領域に亘りブリッジ
（AGC）に供給される高周波信号振幅の安定化を計るこ
と、および 精度の減少を伴うことなく、遠隔場所で評価することが
できるように、出力信号を評価のための供給信号として
産業ベースで処理することが要求される。
大きな時間消費ならびに装置上の費用に鑑みて交替制で
操業される遠心分離機の回転体の最終試験において本発
明による変位量測定装置を大きい装備数で使用すること
により、次のような利点を達成することができた。
操業される遠心分離機の回転体の最終試験において本発
明による変位量測定装置を大きい装備数で使用すること
により、次のような利点を達成することができた。
遠心分離回転体における変位量測定における実質的に全
てのエラーの可能性がシステム構成上排除される。
てのエラーの可能性がシステム構成上排除される。
測定精度が高場される。
現場での最小限度の校正により大きな時間節減が達成さ
れる。
れる。
再校正の必要なく長期間に亘り結果の再生が可能であ
る。
る。
装置の費用が軽減される。
装置の設置ならびに連続運転における費用が軽減される
（費用の伴う校正機構は要求されない）。
（費用の伴う校正機構は要求されない）。
実施例 以下、第１図ないし第３図に示した本発明の実施例を参
照し詳細に説明する。
照し詳細に説明する。
例えばアルミニウムのような良好な導電性材料から形成
されている第１図に略示した（参照数字12の個所で接地
されている）収容部１内で、近似的に無摩擦で支承され
て電位に結合されていない回転体２が高速で回転する。
この収容部もしくは容器１内には、真空条件３が形成さ
れている。このような幾何学的形態に基づき、回転体２
および収容部もしくは容器１は円筒状のコンデンサ10を
形成する。回転体２の運動を検出するために、容量性測
定電極４が、絶縁された気密の碍管５を介して回転子２
に対し所定の間隔で設けられており、その結果として、
これら測定電極４は、回転体２に対して容量（９）Ｃx1
ないしＣxnを形成し、そしてこれら容量の容量値が、測
定物体である回転体２に対する個々のセンサ4,5,6の個
々の間隔（変位量）を表わす尺度となる。そこで、共通
の基準電位11を有する複数の交流発電機８で、それぞれ
の内部抵抗（７）R1ないしＲｎを介してこれらセンサ4,
5,6に対し給電を行うと、回転体２に向いコンデンサ
（９）Ｃx1ないしＣxnを介して電流I1ないしＩｎが流
れ、該回転体２から共通の円筒状コンデンサＣZy1（1
0）を介して容器１へと流れる。この容器１はまた、交
流発電機（１）の基準電位11に接続されている。このコ
ンデンサ10を流れる電流Ｉは従って、個々のセンサ電流
Ｉx1ないしＩxnの和に等しく、電圧降下Ｕを惹起する。
されている第１図に略示した（参照数字12の個所で接地
されている）収容部１内で、近似的に無摩擦で支承され
て電位に結合されていない回転体２が高速で回転する。
この収容部もしくは容器１内には、真空条件３が形成さ
れている。このような幾何学的形態に基づき、回転体２
および収容部もしくは容器１は円筒状のコンデンサ10を
形成する。回転体２の運動を検出するために、容量性測
定電極４が、絶縁された気密の碍管５を介して回転子２
に対し所定の間隔で設けられており、その結果として、
これら測定電極４は、回転体２に対して容量（９）Ｃx1
ないしＣxnを形成し、そしてこれら容量の容量値が、測
定物体である回転体２に対する個々のセンサ4,5,6の個
々の間隔（変位量）を表わす尺度となる。そこで、共通
の基準電位11を有する複数の交流発電機８で、それぞれ
の内部抵抗（７）R1ないしＲｎを介してこれらセンサ4,
5,6に対し給電を行うと、回転体２に向いコンデンサ
（９）Ｃx1ないしＣxnを介して電流I1ないしＩｎが流
れ、該回転体２から共通の円筒状コンデンサＣZy1（1
0）を介して容器１へと流れる。この容器１はまた、交
流発電機（１）の基準電位11に接続されている。このコ
ンデンサ10を流れる電流Ｉは従って、個々のセンサ電流
Ｉx1ないしＩxnの和に等しく、電圧降下Ｕを惹起する。
ここで、最初から２つの交流発電機８の信号路について
のみ考察すると、次式が成り立つ。
のみ考察すると、次式が成り立つ。
ＵG1＝I1 ＊R1＋U1＝I1 ＊R1＋Ｕx1＋Ｕ ＵG2＝I2 ＊R2＋U2＝I2 ＊R2＋Ｕx2＋Ｕ 測定信号としては、単に電圧U1およびU2だけが評価処理
に利用可能であるだけであり、これら電圧は、本来関心
のある測定量Ｕx1およびＵx2ならびに円筒状コンデンサ
ＣZy1を経る２つの共通の電圧Ｕから合成されるもので
ある。これら信号は、上記共通の結合コンデンサＣZy1
における２つのAC電流の加算により互いに影響し合う。
搬送周波数（１および２）が互いに近接している場
合には、これら交流信号の重畳でビード信号が発生す
る。元測定信号に対する影響は、周波数ならびに振幅の
比に大きく依存する。従って、振幅ならびに周波数を制
御する。多くの場合、結果的に生ずる振動は、周期的で
正弦波振動から合成された場合でも周期的関数とはなら
ない。容量性測定系の搬送周波数ｎにおける差に従っ
て、測定物体に起源を有しない信号が発生される。これ
ら信号は有効信号から識別することはできない。
に利用可能であるだけであり、これら電圧は、本来関心
のある測定量Ｕx1およびＵx2ならびに円筒状コンデンサ
ＣZy1を経る２つの共通の電圧Ｕから合成されるもので
ある。これら信号は、上記共通の結合コンデンサＣZy1
における２つのAC電流の加算により互いに影響し合う。
搬送周波数（１および２）が互いに近接している場
合には、これら交流信号の重畳でビード信号が発生す
る。元測定信号に対する影響は、周波数ならびに振幅の
比に大きく依存する。従って、振幅ならびに周波数を制
御する。多くの場合、結果的に生ずる振動は、周期的で
正弦波振動から合成された場合でも周期的関数とはなら
ない。容量性測定系の搬送周波数ｎにおける差に従っ
て、測定物体に起源を有しない信号が発生される。これ
ら信号は有効信号から識別することはできない。
第２図は、正しい測定結果を得ることができる本発明に
よる方法を実施するための等価回路を示す。容量性測定
センサ（4,5,6）には、それぞれ、共通の基準電位11を
有する電子装置（28もしくはＥ）E1,E2,…,Eｎが設けら
れ、これら電子装置は、それぞれ１つの発電機Ｇおよび
信号処理回路Ｓを備えている。
よる方法を実施するための等価回路を示す。容量性測定
センサ（4,5,6）には、それぞれ、共通の基準電位11を
有する電子装置（28もしくはＥ）E1,E2,…,Eｎが設けら
れ、これら電子装置は、それぞれ１つの発電機Ｇおよび
信号処理回路Ｓを備えている。
測定結果に対する容量ＣZyk1（10）の影響は、測定セン
サ4,5,6に異なった搬送周波数1,2,…，ｎを割当
てると共に他方また、信号処理回路S1,S2,…,Sｎに遮断
周波数ｇを有する低域ろ波特性を与えることにより除
去される。その場合、搬送周波数1,2,…，ｎ相互
間の差もしくは間隔Δｎは、限界周波数ｇよりも常
に相当大きくなるようにすることが前提条件である。
サ4,5,6に異なった搬送周波数1,2,…，ｎを割当
てると共に他方また、信号処理回路S1,S2,…,Sｎに遮断
周波数ｇを有する低域ろ波特性を与えることにより除
去される。その場合、搬送周波数1,2,…，ｎ相互
間の差もしくは間隔Δｎは、限界周波数ｇよりも常
に相当大きくなるようにすることが前提条件である。
遮断周波数ｇに対する設計基準が、センサ4,5,6の評
価処理すべき有効信号の周波数領域を形成する。
価処理すべき有効信号の周波数領域を形成する。
測定センサ4,5,6から到来する信号はまた、寄生ビート
周波数x1，x2，…，xnを含んでいるが、しかしな
がら、これら周波数は全て信号処理回路Ｓの遮断周波数
ｇよりも上に位置し、従って評価に介入することはな
い。
周波数x1，x2，…，xnを含んでいるが、しかしな
がら、これら周波数は全て信号処理回路Ｓの遮断周波数
ｇよりも上に位置し、従って評価に介入することはな
い。
第３図は、発電機Ｇならびに信号処理回路系Ｓを有して
いる電子装置28もしくはＥの一実施例を示すブロックダ
イヤグラムである。水晶安定高周波（HF）発振器８は、
振幅調整器13を介してHF終段14に給電を行い、この終段
14には容量性ブリッジ回路15が接続されている。尚、測
定センサ4,5,6は、４つのブリッジコンデンサのうちの
１つをそれぞれ形成している。復調器16で、各半ブリッ
ジから、即ちブリッジの固定の辺ならびにセンサ4,5,6
を介して可変である辺から、出力信号ＵＭ（17）および
ＵＲ（18）が発生される。固定のブリッジ辺の電圧ＵＲ
（18）は、高い安定性を有する基準電圧24が印加される
調整器13を介してHF振幅を安定化するのに用いられると
共に、測定物体２に対する間隔（変位量）の変動に起因
する測定センサ4,5,6の容量変化によって惹起される電
圧ＵＭ（17）と共に、差動増幅器19を介して本来の有効
信号を発生する。接地回路の形成を回避するために、信
号は回路20で電気的に分離されて、U/I（電圧／電流）
変換器21に供給される。この変換器21に印加される電圧
はその出力端から電流として取出すことができる。適当
な外部成端抵抗器23により、電流信号は、大きな距離22
に亘り妨害を受けることなく伝送された後に再び電圧に
変換されて爾後の処理に利用することができる。
いる電子装置28もしくはＥの一実施例を示すブロックダ
イヤグラムである。水晶安定高周波（HF）発振器８は、
振幅調整器13を介してHF終段14に給電を行い、この終段
14には容量性ブリッジ回路15が接続されている。尚、測
定センサ4,5,6は、４つのブリッジコンデンサのうちの
１つをそれぞれ形成している。復調器16で、各半ブリッ
ジから、即ちブリッジの固定の辺ならびにセンサ4,5,6
を介して可変である辺から、出力信号ＵＭ（17）および
ＵＲ（18）が発生される。固定のブリッジ辺の電圧ＵＲ
（18）は、高い安定性を有する基準電圧24が印加される
調整器13を介してHF振幅を安定化するのに用いられると
共に、測定物体２に対する間隔（変位量）の変動に起因
する測定センサ4,5,6の容量変化によって惹起される電
圧ＵＭ（17）と共に、差動増幅器19を介して本来の有効
信号を発生する。接地回路の形成を回避するために、信
号は回路20で電気的に分離されて、U/I（電圧／電流）
変換器21に供給される。この変換器21に印加される電圧
はその出力端から電流として取出すことができる。適当
な外部成端抵抗器23により、電流信号は、大きな距離22
に亘り妨害を受けることなく伝送された後に再び電圧に
変換されて爾後の処理に利用することができる。
信号発生ならびに信号処理に対する温度影響を回避する
ために、ハウジング28は２つのハウジング部分から構成
される。内側のハウジングは、温度調整器25を介して一
定の値に保持される。この目的で、温度調整器25はセン
サ26を介してハウジングの現在温度を検知し、高安定の
基準電圧24と比較する。この調整器の出力は内部ハウジ
ングの平面加熱装置27に供給される。
ために、ハウジング28は２つのハウジング部分から構成
される。内側のハウジングは、温度調整器25を介して一
定の値に保持される。この目的で、温度調整器25はセン
サ26を介してハウジングの現在温度を検知し、高安定の
基準電圧24と比較する。この調整器の出力は内部ハウジ
ングの平面加熱装置27に供給される。
試験および校正の目的で使用者には、動作状態で試験や
校正を行うことを可能にするのに必要な補助手段31が設
けられている。
校正を行うことを可能にするのに必要な補助手段31が設
けられている。
電子装置全体は、外部給電装置30から給電される。この
種の装置の設置場所は非常に多様であり、従って、電源
装置30に対する接続ケーブルの長さは非常に異なり得る
ので、付加的に内部多重電源装置29が設けられ、この電
源装置29により、給電導体における損失が補償され、ま
た、緩衝増幅器20に対し独立の供給電圧を発生すること
ができる。
種の装置の設置場所は非常に多様であり、従って、電源
装置30に対する接続ケーブルの長さは非常に異なり得る
ので、付加的に内部多重電源装置29が設けられ、この電
源装置29により、給電導体における損失が補償され、ま
た、緩衝増幅器20に対し独立の供給電圧を発生すること
ができる。
発明の効果 本発明によれば、遠心分離回転体における変位量測定に
おいて実質的に全べての測定誤りがシステム構成形態自
体により排除され、測定精度が高めれら、校正に要する
時間を最小限度に節減でき、長期間に亘り測定結果の再
生が可能であるばかりでなく、装置および機器に要する
費用が大きく節減される等の効果が得られる。
おいて実質的に全べての測定誤りがシステム構成形態自
体により排除され、測定精度が高めれら、校正に要する
時間を最小限度に節減でき、長期間に亘り測定結果の再
生が可能であるばかりでなく、装置および機器に要する
費用が大きく節減される等の効果が得られる。
第１図は、本発明の方法を実施するための回路装置を略
示する図、第２図は第１図の回路装置の等価回路図、そ
して第３図は本発明の実施において用いられる電子装置
の構成を示すブロックダイヤグラムである。 １……収容部、２……回転体、4,5,6……センサ、８…
…交流発電機、13……振幅調整器、14……終段、15……
容量性ブリッジ回路、16……復調器、19……差動増幅
器、20……緩衝増幅器、21……U/I（電圧／電流）変換
器、23……外部成端抵抗器、25……温度調整器、26……
センサ、27……平面加熱装置、E,28……ハウジング、29
……内部多重電源装置、30……外部給電装置、31……補
助手段、Ｇ……発電機、Ｓ……信号処理回路。
示する図、第２図は第１図の回路装置の等価回路図、そ
して第３図は本発明の実施において用いられる電子装置
の構成を示すブロックダイヤグラムである。 １……収容部、２……回転体、4,5,6……センサ、８…
…交流発電機、13……振幅調整器、14……終段、15……
容量性ブリッジ回路、16……復調器、19……差動増幅
器、20……緩衝増幅器、21……U/I（電圧／電流）変換
器、23……外部成端抵抗器、25……温度調整器、26……
センサ、27……平面加熱装置、E,28……ハウジング、29
……内部多重電源装置、30……外部給電装置、31……補
助手段、Ｇ……発電機、Ｓ……信号処理回路。
Claims (9)
- 【請求項１】無接触容量性変位量測定を用いて、軸を中
心に回転する長手方向に延びる物体の固有振動特性を測
定するために、各測定電極と物体間の距離を表わす個々
の容量値を検知するように配設された少なくとも２つの
測定センサを用い、前記物体自体がその周囲領域に対し
総合容量を形成するようにして該物体の固有振動特性を
測定する方法において、 ａ）各測定センサ（4,5,6）を予め定められた搬送周波
数（ｎ）で作動し、 ｂ）前記すべての搬送周波数（ｎ）を互いに所定の大
きさだけ異なり得るように選択し、 ｃ）前記測定センサ（4,5,6）の信号を、それぞれ、低
域ろ波特性および同じ遮断周波数（ｇ）を有する信号
処理回路系（Ｓ）に通し、そして ｄ）すべての搬送周波数（ｎ）相互間の間隔（Δ
ｎ）を前記遮断周波数（ｇ）より大きく選定するこ
とを特徴とする回転物体の固有振動特性の測定方法。 - 【請求項２】無接触容量性変位量測定を用いて、軸を中
心に回転する長手方向に延びる物体の固有振動特性を測
定するために、少なくとも２つの測定センサを、各測定
電極と物体間の距離を表わす個々の容量値を検知するよ
うに配設すると共に、前記物体自体がその周囲領域に対
し総合容量を形成するようにして該物体の固有振動特性
を測定する装置において、物体（２）を収容部（１）か
ら導電的に分離して配設し、該収容部（１）は前記物体
の周囲領域を形成し、測定センサ（4,5,6）を前記物体
（２）に対して定められた間隔で、前記収容部（１）に
対して絶縁状態で取付け、共通の基準電位（11）を有す
る発電機（Ｇ）から前記測定センサ（4,5,6）に給電
し、前記収容部（１）にも前記基準電位（11）を印加
し、そして測定センサ（4,5,6）毎に１つの信号処理回
路系（Ｓ）を設けたことを特徴とする回転する物体の固
有振動特性を測定するための回路装置。 - 【請求項３】信号処理回路系（Ｓ）が同じ遮断周波数
（ｇ）を有するように同じ構成で実現されている特許
請求の範囲第２項記載の回転物体の固有振動特性の測定
用回路装置。 - 【請求項４】信号処理回路系（Ｓ）が、測定センサ（4,
5,6）に対して配設された発電機（Ｇ）と共に、共通の
基準電位（11）が印加されるハウジング（28）内に収容
されている特許請求の範囲第２項または第３項記載の回
転物体の固有振動特性の測定用回路装置。 - 【請求項５】発電機（Ｇ）が搬送周波数（1,…，
ｎ）を有する高周波発振器（８）を備え、該発振器は
振幅調整器（13）を介して高周波数の終段を付勢し、該
終段（14）に、ブリッジコンデンサとして各測定センサ
（4,5,9）を有する容量ブリッジ（15）を接続し、そし
て、復調器（16）が各ブリッジ辺から出力信号（ＵＭ,U
Ｒ）もしくは（17,18）を発生する特許請求の範囲第２
項ないし第４項のいずれかに記載の回転物体の固有振動
特性の測定用回路装置。 - 【請求項６】復調器（16）が、差動増幅器（19）、分離
増幅器（20）およびU/I変換器（21）と共に信号処理回
路系（Ｓ）を形成する特許請求の範囲第２項または第５
項のいずれかに記載の回転物体の固有振動特性の測定用
回路装置。 - 【請求項７】固定のブリッジ辺の電圧（ＵＲ）が調整器
（13）を介して高周波信号振幅の安定化に用いられる特
許請求の範囲第２項または第６項のいずれかに記載の回
転物体の固有振動特性の測定回路装置。 - 【請求項８】調整器（13）に非常に安定した基準電圧
（23）が印加される特許請求の範囲第２項または第７項
のいずれかに記載の回転物体の固有振動特性の測定用回
路装置。 - 【請求項９】温度安定化手段（25−27）を設けた第２項
ないし第８項のいずれかに記載の回転物体の固有振動特
性の測定用回路装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863616390 DE3616390A1 (de) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Verfahren und schaltungsanordnung zur messung des eigenschwingverhaltens eines rotierenden koerpers |
| DE3616390.2 | 1986-05-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278415A JPS62278415A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0695043B2 true JPH0695043B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=6300902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62117215A Expired - Lifetime JPH0695043B2 (ja) | 1986-05-15 | 1987-05-15 | 回転する物体の固有振動特性の測定方法および回路装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4769594A (ja) |
| JP (1) | JPH0695043B2 (ja) |
| AU (1) | AU595878B2 (ja) |
| CA (1) | CA1267950A (ja) |
| DE (1) | DE3616390A1 (ja) |
| GB (1) | GB2192285B (ja) |
| NL (1) | NL194213C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9107467U1 (ja) * | 1991-06-18 | 1992-10-22 | Mesacon Gesellschaft Fuer Messtechnik Mbh, 4600 Dortmund, De | |
| DE4227052C1 (de) * | 1992-08-13 | 1994-03-10 | Schmidt Werner Dr | Sensorsystem zur berührungsfreien Abtastung von Etiketten |
| DE4317401C2 (de) * | 1993-05-26 | 1995-11-30 | Siemens Ag | Verfahren zum Überwachen eines drehbaren Bauteils |
| DE4442238C1 (de) * | 1994-11-28 | 1996-04-04 | Precitec Gmbh | Verfahren zur thermischen Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere mittels Laserstrahlung |
| US6259246B1 (en) * | 1999-05-04 | 2001-07-10 | Eaton Corporation | Load sensing apparatus and method |
| US6431000B1 (en) * | 2000-05-23 | 2002-08-13 | General Electric Company | Method and apparatus for high cycle fatigue life test |
| US7019538B2 (en) * | 2003-01-28 | 2006-03-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrostatic capacitance sensor type measurement apparatus |
| DE102006001671B4 (de) * | 2006-01-12 | 2010-09-30 | Siemens Ag | Vorrichtung mit einem bewegten und einem stationären System |
| US9568301B2 (en) * | 2014-04-11 | 2017-02-14 | General Electric Company | Systems and methods for capacitive proximity sensing |
| JP6324648B1 (ja) * | 2017-10-20 | 2018-05-16 | 株式会社東陽テクニカ | プローブ |
| CN114001815A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 湖南道依茨动力有限公司 | 振幅测量装置和方法、可读存储介质和车辆 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2241108C2 (de) * | 1971-03-03 | 1974-09-26 | Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8000 Muenchen | Vorrichtung zum berührungsfreien Erfassen der Geschwindigkeit eines Drehkörpers |
| US3990005A (en) * | 1974-09-03 | 1976-11-02 | Ade Corporation | Capacitive thickness gauging for ungrounded elements |
| DE2848173C3 (de) * | 1978-11-07 | 1994-02-24 | Teldix Gmbh | Sensoranordnung |
| GB2071852A (en) * | 1980-03-12 | 1981-09-23 | Rolls Royce | Capacitance frequency modulation probe for blade tip clearance measurement |
-
1986
- 1986-05-15 DE DE19863616390 patent/DE3616390A1/de active Granted
-
1987
- 1987-03-30 NL NL8700739A patent/NL194213C/nl not_active IP Right Cessation
- 1987-04-28 GB GB8709975A patent/GB2192285B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-11 AU AU72692/87A patent/AU595878B2/en not_active Expired
- 1987-05-14 CA CA000537138A patent/CA1267950A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-14 US US07/049,430 patent/US4769594A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-15 JP JP62117215A patent/JPH0695043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2192285B (en) | 1990-04-04 |
| JPS62278415A (ja) | 1987-12-03 |
| GB2192285A (en) | 1988-01-06 |
| AU7269287A (en) | 1987-11-19 |
| NL8700739A (nl) | 1987-12-01 |
| DE3616390A1 (de) | 1987-11-19 |
| DE3616390C2 (ja) | 1988-07-07 |
| CA1267950A (en) | 1990-04-17 |
| US4769594A (en) | 1988-09-06 |
| NL194213C (nl) | 2001-09-04 |
| NL194213B (nl) | 2001-05-01 |
| AU595878B2 (en) | 1990-04-12 |
| GB8709975D0 (en) | 1987-06-03 |
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