JPH0755553A - 測定器 - Google Patents

測定器

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JPH0755553A
JPH0755553A JP20061093A JP20061093A JPH0755553A JP H0755553 A JPH0755553 A JP H0755553A JP 20061093 A JP20061093 A JP 20061093A JP 20061093 A JP20061093 A JP 20061093A JP H0755553 A JPH0755553 A JP H0755553A
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JP
Japan
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vibration
detector
converter
characteristic
signal
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Application number
JP20061093A
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English (en)
Inventor
Hisashi Ishihara
恒 石原
Toshiyuki Komori
敏幸 小森
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は振動検出器と、振動変換器とを調整
するときの周波数特性試験効率を大幅に向上させるとと
もに、振動検出器の交換工事を行なうときの工事費を大
幅に低下させる。 【構成】 振動測定対象となる機器の振動測定動作に先
だって、振動変換器2によって振動検出器1の特性を測
定して補正値テーブルを作成するとともに、この補正テ
ーブルをフロッピーディスク18に記憶させ、振動測定
対象となる機器の振動測定を行なうとき、振動検出器1
によって振動測定対象となる機器の振動を検出して振動
検出信号を生成し、振動変換器2によって前記補正テー
ブルを使用して前記振動検出信号を補正し、予め設定さ
れている伝送信号形式、例えば1−5VDCまたは4−
20mAの計測信号に変換して外部に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発電用のタービンなどの
振動等を測定する測定器に関する。
【0002】
【従来の技術】発電用のタービンなどの振動等を測定す
る振動測定器として、従来、図3に示す測定器が知られ
ている。
【0003】この図に示す振動測定器は振動検出器10
1と、振動変換器102とを備えており、振動検出器1
01によって振動測定対象となる機器の振動を検出して
振動検出信号を生成し、振動変換器102によって前記
振動検出信号を予め設定されている信号形式、例えば1
−5VDCまたは4−20mAの計測信号に変換して外
部に出力する。
【0004】振動検出器101は振動測定対象となる機
器に固定される縦断面E字状のケース103と、このケ
ース103の中央突起上に設けられる永久磁石104
と、この永久磁石104に対し、可動自在に挿通される
筒状のコイル105と、一端が前記ケース103に取り
付けられ、他端が前記コイル105に取り付けられて、
前記ケース103に対し、前記コイル105を可動自在
に支持するバネ106とを備えており、振動測定対象と
なる機器が振動しているとき、この振動およびバネ10
6そのものの固有バネ定数、永久磁石104の磁束密
度、永久磁石104の磁束中をコイル105が横切るス
ピード、その振幅によって決まる起電圧(電圧信号)を
生成し、これを振動変換器102に供給する。
【0005】振動変換器102は前記振動検出器101
から出力される電圧信号を取り込むとともに、積分して
積分信号を生成する積分回路107と、この積分回路1
07から出力される積分信号を取り込むとともに、整流
して直流信号(計測信号)を生成する整流回路108
と、この整流回路108から出力される計測信号を取り
込んで増幅する増幅回路109とを備えており、前記振
動検出器101から出力される電圧信号を取り込むとと
もに、これを積分して整流し、この整流処理によって得
られた直流信号を増幅して1−5VDCまたは4−20
mADCの計測信号を生成し、これを外部に出力する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測定器においては、次に述べるような問題があ
った。
【0007】すなわち、各振動検出器101毎に、バネ
定数や磁束密度などの固有の特性を持っているため、各
振動検出器101毎に、各振動変換器102を調整し
て、これら各振動検出器101と各振動変換器102と
を常に1対1の関係にしている。
【0008】このため、振動検出器101を交換する場
合、交換対象となる振動検出器101と、この振動検出
器101と対になっている振動変換器102を対にして
交換しなければならない。
【0009】このため、振動検出器101の交換を行な
う際、交換目的ではない振動変換器102をも交換する
ことになり、工事費が高くなってしまうという問題があ
った。
【0010】また、振動変換器102を調整する場合、
加振周波数特性試験によって振動検出器101を振動さ
せてながら、試行錯誤で振動検出器101と、振動変換
器102とを調整しているので、調整に時間がかかり過
ぎるという問題があった。
【0011】本発明は上記の事情に鑑み、振動検出器
と、振動変換器とを調整するときの周波数特性試験効率
を大幅に向上させることができるとともに、振動検出器
の交換工事を行なうときの工事費を大幅に低下させるこ
とができる測定器を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、検出器によって測定対象となる機器の状
態を電気信号に変換し、変換器によって前記電気信号を
予め設定されている形式の信号に変換して出力する測定
器において、前記変換器は、測定動作に先だって前記検
出器が予め設定されている状態にされているとき、前記
検出器から出力される電気信号を取り込んで特性を検出
して外部記憶媒体に記憶させる特性検出部と、この特性
検出部によって検出された特性または外部記憶媒体に記
憶されている特性に基づいて前記検出器から出力される
電気信号を補正するのに必要な補正率を演算する補正率
演算部と、測定動作を行なうとき、前記検出器から出力
される電気信号を取り込むとともに、前記補正率演算部
で得られた補正率に基づいて補正する補正演算部とを備
えたことを特徴としている。
【0013】
【作用】上記の構成において、測定動作に先だって検出
器が予め設定されている状態にされているとき、前記変
換器の特性検出部によって、前記検出器から出力される
電気信号が取り込まれて特性が検出され、これが外部記
憶媒体に記憶されるとともに、補正率演算部によって前
記特性検出部で検出された特性または前記外部記憶媒体
に記憶されている特性に基づき前記検出器から出力され
る電気信号を補正するのに必要な補正率が演算され、測
定動作を行なうとき、補正演算部によって前記検出器か
ら出力される電気信号が取り込まれるとともに、前記補
正率演算部で得られた補正率に基づき補正される。
【0014】
【実施例】図1は本発明による測定器の一実施例を示す
ブロック図である。
【0015】この図に示す測定器は振動検出器1と、振
動変換器2とを備えており、振動測定対象となる機器の
振動測定動作に先だって、振動変換器2によって振動検
出器1の特性が測定されて補正値テーブルが作成され、
振動測定対象となる機器の振動測定を行なうとき、振動
検出器1によって振動測定対象となる機器の振動を検出
して振動検出信号を生成し、振動変換器2によって前記
振動検出信号を前記補正テーブルを使用して補正し、予
め設定されている伝送信号形式、例えば1−5VDCま
たは4−20mAの計測信号に変換して外部に出力す
る。
【0016】振動検出器1は振動測定対象となる機器に
固定される縦断面E字状のケース3と、このケース3の
中央突起上に設けられる永久磁石4と、この永久磁石4
に対し、可動自在に挿通される筒状のコイル5と、一端
が前記ケース3に取り付けられ、他端が前記コイル5に
取り付けられて、前記ケース3に対し、前記コイル5を
可動自在に支持するバネ6とを備えており、振動測定対
象となる機器が振動しているとき、この振動およびバネ
6そのものの固有バネ定数、永久磁石4の磁束密度、永
久磁石4の磁束中をコイル5が横切るスピード、その振
幅によって決まる起電圧(電圧信号)を生成し、これを
振動変換器2に供給する。
【0017】この場合、起電圧の値は振動振幅値と、振
動周波数とに基づいて次式に示す値となる。
【0018】E0 =k・A・f E0 :起電圧の値。
【0019】k:定数。
【0020】A:振動振幅の値。
【0021】f:振動周波数の値。
【0022】振動変換器2はA/D変換回路10と、ス
イッチ11と、テーブルセレクタ回路12と、振動振幅
テーブル13と、理想補正率演算テーブル14と、補正
演算回路15と、出力ポート回路16とを備えており、
振動測定対象となる機器の振動測定動作に先だって、振
動検出器1の特性を測定して補正値テーブルを作成し、
振動測定対象となる機器の振動測定を行なうとき、振動
検出器1から出力される電圧信号を取り込むとともに、
前記補正テーブルを使用して前記電圧信号を補正し、予
め設定されている信号形式、例えば1−5VDCまたは
4−20mAの計測信号に変換して外部に出力する。
【0023】A/D変換回路10は前記振動検出器1か
ら出力される電圧信号を取り込むとともに、これを予め
設定されているサンプリング周期でサンプリングしなが
らA/D変換(アナログ/デジタル変換)してデジタル
形式の計測信号を生成し、これをスイッチ11に供給す
る。
【0024】スイッチ11は加振周波数特性試験を行な
って前記振動検出器1の特性と、振動変換器1の特性と
を調整するとき、前記A/D変換回路10から出力され
る計測信号をテーブルセレクタ回路12に導き、また振
動測定対象となる機器の振動測定を行なうとき、前記A
/D変換回路10から出力される計測信号を補正演算回
路15に導く。
【0025】テーブルセレクタ回路12は外部から入力
される振動条件信号に基づいて前記スイッチ11から出
力される計測信号を各振動振幅毎に分けて振動振幅テー
ブル13に供給する。
【0026】振動振幅テーブル13は各振動振幅毎に区
分された複数の記憶テーブル17を備えており、前記テ
ーブルセレクタ回路12から各振動振幅毎に出力される
各振動周波数の計測信号を取り込んで対応する記憶テー
ブル17に格納したり、バックアップ用のデータとして
外部のフロッピーディスク18に格納したり、このフロ
ッピーディスク18に格納されている各振動振幅毎の計
測信号を読み出してこれを各記憶テーブル17に格納し
たりする。そして、各記憶テーブル17に記憶されてい
る各振動振幅毎の計測信号を読み出して理想補正率演算
テーブル14に供給する。
【0027】理想補正率演算テーブル14は前記振動振
幅テーブル13から出力される各振動振幅毎の計測信号
を取り込むとともに、これらの各計測信号の周波数特性
に基づいて前記振動検出器1の特性を補正するのに必要
な理想的な補正率を演算し、この補正率を補正演算回路
15に供給する。
【0028】補正演算回路15は加振周波数特性試験が
終了したとき、前記理想補正率演算テーブル14から出
力される補正率を取り込んで記憶し、この後振動測定対
象となる機器の振動測定を行なうとき、前記スイッチ1
1から出力される計測信号を取り込むとともに、記憶し
ている補正率に基づいて前記計測信号を補正して出力ポ
ート回路16に供給する。
【0029】出力ポート回路16は前記補正演算回路1
5から出力される補正済みの計測信号を取り込むととも
に、予め設定されている伝送信号形式、例えば例えば1
−5VDCまたは4−20mAの計測信号に変換して外
部に出力する。
【0030】次に、図2に示すブロック図を参照しなが
ら、この実施例の調整動作と、計測動作と、振動検出器
1の交換動作とを順次、説明する。
【0031】<調整動作>まず、振動測定対象となる機
器の振動測定動作に先だって、振動検出器1の特性測定
処理と、振動変換器2の補正率演算処理とが行われる。
【0032】この特性測定処理および補正率演算処理で
は、外部に設けられた加振制御装置20によって予め設
定されている複数の振動振幅値のうち、最も小さい値の
振動振幅値が選択されるとともに、最も低い振動周波数
値が選択されて、これら振動振幅値および振動周波数値
を示す振動条件信号が生成され、これが加振機21と、
振動変換器2のテーブルセレクタ回路12とに供給され
る。
【0033】これにより、加振機21によって振動力が
生成されて振動検出器1が振動させられ、この振動検出
器1から電圧信号(振動検出信号)が出力されて、これ
が振動変換器2に供給される。
【0034】また、この動作と並行して、振動変換器2
のA/D変換回路10によって前記振動検出器1から出
力される電圧信号がA/D変換されてデジタル形式の計
測信号が生成されるとともに、スイッチ11によってこ
れが取り込まれてテーブルセレクタ回路12に供給され
る。
【0035】そして、このテーブルセレクタ回路12に
よって前記加振制御装置20から出力される振動条件信
号に基づき前記スイッチ11から出力される計測信号が
対応する振動振幅に振り分けられて振動振幅テーブル1
3の対応する記憶テーブル17に記憶される。
【0036】この後、加振制御装置20によって加振機
21および振動変換器2のテーブルセレクタ回路12が
制御されて、これら加振機21および振動変換器2のテ
ーブルセレクタ回路12が同一振動振幅値に保持された
まま、振動周波数のみが上昇させられ、これによって得
られた各振動周波数の計測信号が振動振幅テーブル13
の対応する記憶テーブル17に時系列的に記憶される。
【0037】そして、この振動振幅において、各振動周
波数における振動検出器1の特性測定が終了すれば、加
振制御装置20によって加振機21および振動変換器2
のテーブルセレクタ回路12が制御されて、次の振動振
幅値が選択された後、上述した処理が実行されて各振動
周波数の計測信号が振動振幅テーブル13の前記振動振
幅値に対応する次の記憶テーブル17に時系列的に記憶
される。
【0038】以下、加振制御装置20によって加振機2
1および振動変換器2のテーブルセレクタ回路12が制
御されて、振動振幅値が順次、切り替えられて各振動振
幅値毎に、各振動周波数の計測信号が収集され、対応す
る記憶テーブル17に時系列的に記憶される。
【0039】そして、この特性測定処理が終了すれば、
各記憶テーブル17に格納されている計測信号がバック
アップ用のデータとしてフロッピーディスク18に転送
されて格納されるとともに、理想補正率演算テーブル1
4によって振動振幅テーブル13の各記憶テーブル17
に格納されている各振動振幅毎の計測信号が取り込ま
れ、これらの各計測信号の周波数特性に基づき、前記振
動検出器1の特性を補正するのに必要な理想的な補正率
が演算され、この補正率が補正演算回路15に供給され
て記憶される。
【0040】<計測動作>そして、上述した調整動作が
終了して計測動作が開始されれば、振動測定対象となる
機器の振動に伴って、振動検出器1から電圧信号が出力
され、これが振動変換器2に供給される。
【0041】そして、振動変換器2のA/D変換回路1
0によって前記振動検出器1から出力される電圧信号が
A/D変換されてデジタル形式の計測信号が生成される
とともに、スイッチ11によってこれが取り込まれて補
正演算回路15に供給される。
【0042】これにより、補正演算回路15によって前
記スイッチ11から出力される計測信号が取り込まれる
とともに、記憶している補正率に基づいて前記計測信号
が補正されて出力ポート回路16に供給され、ここで予
め設定されている伝送信号形式、例えば例えば1−5V
DCまたは4−20mAの計測信号に変換されて外部に
出力される。
【0043】<振動検出器1の交換動作>また、何等か
の理由により、振動検出器1を交換する必要が生じたと
きには、振動測定対象となる機器から交換対象となる振
動検出器1が取り外された後、前記機器に新たな振動検
出器1が取り付けられるとともに、この振動検出器1と
既設の振動変換器2とが結線される。
【0044】次いで、新たな振動検出器1の特性データ
がバックアップされているフロッピーディスク18内に
格納されている各振動振幅値毎に、各振動周波数の計測
信号が前記振動変換器2の振動振幅テーブル13にダウ
ンロードされる。
【0045】これによって、この振動変換器2の理想補
正率演算テーブル14によって振動振幅テーブル13の
各記憶テーブル17に格納されている各振動振幅毎の計
測信号が取り込まれ、これらの各計測信号の周波数特性
に基づき、前記振動検出器1の特性を補正するのに必要
な理想的な補正率が演算され、この補正率が補正演算回
路15に供給されて記憶される。
【0046】このようにこの実施例においては、振動測
定対象となる機器の振動測定動作に先だって、振動変換
器2によって振動検出器1の特性が測定されて補正値テ
ーブルが作成され、振動測定対象となる機器の振動測定
を行なうとき、振動検出器1によって振動測定対象とな
る機器の振動を検出して振動検出信号を生成し、振動変
換器2によって前記補正テーブルを使用して前記振動検
出信号を補正し、予め設定されている伝送信号形式、例
えば1−5VDCまたは4−20mAの計測信号に変換
して外部に出力するようにしたので、振動検出器1と、
振動変換器2とを調整するときの周波数特性試験効率を
大幅に向上させることができる。
【0047】また、この実施例においては、振動変換器
2に設けられたA/D変換回路10によって振動検出器
1から出力されるアナログ形式の電圧信号をデジタル形
式の計測信号に変換した後、デジタル処理して補正率を
演算するようにしているので、前記補正率を外部のフロ
ッピーディスク18などに保存することができるととも
に、振動検出器1と、振動変換器2との組み合わせを1
対nの関係にし、これによって振動検出器1および振動
変換器2の互換性を大幅に向上させることができ、振動
検出器1の交換工事を行なうときの工事費を大幅に低下
させることができる。
【0048】また、上述した実施例においては、電磁誘
導の原理を応用した振動の振幅を測定する振動測定器を
例にとって、本発明による測定器を説明しているが、他
の測定原理を用いた測定器、例えば電磁誘導の原理を応
用して機械的な動きを測定する伸び計など、他の測定器
にも同じ考え方を適用するようにしても良い。
【0049】この場合、機械的な動きを測定する測定器
では、前もって実施する試験において、検出器固有の特
性を求め、この特性と別に設定された理想的な補正特性
から検出器固有の補正特性を求め、この補正特性を変換
器に与えて、当該検出器と組み合わせるようにすれば良
い。
【0050】これによって、検出器と変換器との互換性
を確保することができる。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動検出器と、振動変換器とを調整するときの周波数特性
試験効率を大幅に向上させることができるとともに、振
動検出器の交換工事を行なうときの工事費を大幅に低下
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による測定器の一実施例を示すブロック
図である。
【図2】図1に示す測定器の動作例を示す模式図であ
る。
【図3】従来から知られている振動測定器の回路例を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 振動検出器(検出器) 2 振動変換器(変換器) 3 ケース 4 永久磁石 5 コイル 6 バネ 10 A/D変換回路 11 スイッチ 12 テーブルセレクタ回路(特性検出部) 13 振動振幅テーブル(特性検出部) 14 理想補正率演算テーブル(補正率演算部) 15 補正演算回路(補正演算部) 16 出力ポート回路 18 フロッピーディスク(外部記憶媒体)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出器によって測定対象となる機器の状
    態を電気信号に変換し、変換器によって前記電気信号を
    予め設定されている形式の信号に変換して出力する測定
    器において、 前記変換器は、 測定動作に先だって前記検出器が予め設定されている状
    態にされているとき、前記検出器から出力される電気信
    号を取り込んで特性を検出して外部記憶媒体に記憶させ
    る特性検出部と、 この特性検出部によって検出された特性または外部記憶
    媒体に記憶されている特性に基づいて前記検出器から出
    力される電気信号を補正するのに必要な補正率を演算す
    る補正率演算部と、 測定動作を行なうとき、前記検出器から出力される電気
    信号を取り込むとともに、前記補正率演算部で得られた
    補正率に基づいて補正する補正演算部と、 を備えたことを特徴とする測定器。
JP20061093A 1993-08-12 1993-08-12 測定器 Pending JPH0755553A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105203203A (zh) * 2015-09-07 2015-12-30 中国科学院地质与地球物理研究所 一种基于磁场的微振动测量装置及其测量方法
JP6276484B1 (ja) * 2016-06-03 2018-02-07 株式会社テイエルブイ センサ装置及びセンサの補正方法

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