JPH09318657A - 加速度計 - Google Patents
加速度計Info
- Publication number
- JPH09318657A JPH09318657A JP13932796A JP13932796A JPH09318657A JP H09318657 A JPH09318657 A JP H09318657A JP 13932796 A JP13932796 A JP 13932796A JP 13932796 A JP13932796 A JP 13932796A JP H09318657 A JPH09318657 A JP H09318657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- pressure
- cylinder
- fluid
- accelerometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】測定精度を向上させるとともに、微振動から大
型の振動までの測定が可能な加速度計を提供する。 【解決手段】ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自
在となし、上記シリンダーには前記ピストンにより分割
されるシリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧
力調整部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手
段、およびピストンの変位量を検出する位置検出手段を
具備させるともに、該位置検出手段からの信号に基づい
て上記圧力調整部を制御する制御部とを配置して加速度
計を構成し、上記ピストンとシリンダーの間隙に流体を
噴出してピストンを静圧支持するとともに、この噴出流
体を上記２つの加圧室に導入し、両加圧室内の圧力を上
記圧力調整部でもって制御することにより外部からの振
動に対してピストンがシリンダー内の所定位置に常に位
置決めされるように自動追従させるとともに、この時の
加圧室内の圧力変化を上記圧力検出手段により検出する
ことで加速度を測定するようにする。
型の振動までの測定が可能な加速度計を提供する。 【解決手段】ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自
在となし、上記シリンダーには前記ピストンにより分割
されるシリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧
力調整部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手
段、およびピストンの変位量を検出する位置検出手段を
具備させるともに、該位置検出手段からの信号に基づい
て上記圧力調整部を制御する制御部とを配置して加速度
計を構成し、上記ピストンとシリンダーの間隙に流体を
噴出してピストンを静圧支持するとともに、この噴出流
体を上記２つの加圧室に導入し、両加圧室内の圧力を上
記圧力調整部でもって制御することにより外部からの振
動に対してピストンがシリンダー内の所定位置に常に位
置決めされるように自動追従させるとともに、この時の
加圧室内の圧力変化を上記圧力検出手段により検出する
ことで加速度を測定するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震、建築物の振
動解析、移動体の加速度測定など、緩やかな微振動から
震度６以上の烈震まで精度の高い測定が可能な加速度計
に関するものである。
動解析、移動体の加速度測定など、緩やかな微振動から
震度６以上の烈震まで精度の高い測定が可能な加速度計
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、地震、建築物の振動解析、移動体
の加速度測定などの測定においては加速度計が使用され
ている。
の加速度測定などの測定においては加速度計が使用され
ている。
【０００３】例えば、図６に示す加速度計は、一端がピ
ポット軸受101 にて支持されるとともにダンパ104 によ
り水平面上で保持された円柱状の振り子102 と、該振り
子102 に固着された円筒状のセンサコイル105 と、該セ
ンサコイル105 の内孔に挿通されたマグネット106 とか
らなり、振り子102 の他端には固定バネ103 が配置され
振り子102 の振動を抑制するようになっていた。そし
て、外部からの振動に対しピポット軸受101 を中心に振
動する振り子102 の速度をマグネット106 から電気信号
として取り出して加速度を測定するようになっていた。
ポット軸受101 にて支持されるとともにダンパ104 によ
り水平面上で保持された円柱状の振り子102 と、該振り
子102 に固着された円筒状のセンサコイル105 と、該セ
ンサコイル105 の内孔に挿通されたマグネット106 とか
らなり、振り子102 の他端には固定バネ103 が配置され
振り子102 の振動を抑制するようになっていた。そし
て、外部からの振動に対しピポット軸受101 を中心に振
動する振り子102 の速度をマグネット106 から電気信号
として取り出して加速度を測定するようになっていた。
【０００４】また、図７に示す加速度計は、コイル204
を取着した振り子202 をバネ203 を介して支持部材201
に吊るしたものであり、上下方向の振動に対して振り子
202が上下動することによりコイル204 が下方に配置す
るヨーク205 を横切る時に流れる誘導起電力を測定する
ことで加速度を測定するようになっていた（特開昭５７
−１６６５２６号公報参照）。
を取着した振り子202 をバネ203 を介して支持部材201
に吊るしたものであり、上下方向の振動に対して振り子
202が上下動することによりコイル204 が下方に配置す
るヨーク205 を横切る時に流れる誘導起電力を測定する
ことで加速度を測定するようになっていた（特開昭５７
−１６６５２６号公報参照）。
【０００５】さらに、図８に示す加速度計は、センサ部
分に圧電素子を用いたものであり、振動板301 に板状の
圧電材料302 を張り合わせ、上記圧電材料302 の表面に
電極305 を設けてリード線303 を取着するとともに、上
記振動板301 の中心に振り子304 を固着したもので、振
動板301 の外周を固定した状態で振動（速度）を与える
ことにより振り子304 の振動に伴って撓みを生じる振動
板301 および圧電材料302 の撓み量を電気信号として取
り出すことにより加速度を測定するようになっていた。
分に圧電素子を用いたものであり、振動板301 に板状の
圧電材料302 を張り合わせ、上記圧電材料302 の表面に
電極305 を設けてリード線303 を取着するとともに、上
記振動板301 の中心に振り子304 を固着したもので、振
動板301 の外周を固定した状態で振動（速度）を与える
ことにより振り子304 の振動に伴って撓みを生じる振動
板301 および圧電材料302 の撓み量を電気信号として取
り出すことにより加速度を測定するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６乃至図
８に示す加速度計では次のような課題があった。
８に示す加速度計では次のような課題があった。
【０００７】加速度計に使用されているバネ103,203 、
振動板301 、圧電材料302 の撓み量には限界があり、ま
た、ピポット軸受101 では摺動抵抗が変動し易いことか
ら、測定誤差が指示値に対して±５％程度もあり、測定
精度をこれ以上高めることは難しいものであった。
振動板301 、圧電材料302 の撓み量には限界があり、ま
た、ピポット軸受101 では摺動抵抗が変動し易いことか
ら、測定誤差が指示値に対して±５％程度もあり、測定
精度をこれ以上高めることは難しいものであった。
【０００８】しかも、バネ103,203 、振動板301 、圧電
材料302 等は経年変化を生じるために耐用年数が短いと
いった課題もあった。
材料302 等は経年変化を生じるために耐用年数が短いと
いった課題もあった。
【０００９】また、加速度計に使用されている振り子10
2,202,304 の重さやバネ103,203 のバネ定数は使用状況
に合わせて予め定められた一定値のものしか使用できな
いために測定範囲に限界があった。その為、地震測定の
ように火山性微振動の測定で使用されている加速度計で
は、震度６以上の烈震に耐えられず装置が破損する恐れ
があり、逆に、大型地震の測定で使用されている加速度
計では、測定精度が低いために地震の前兆で示すような
微振動を測定することができなかった。
2,202,304 の重さやバネ103,203 のバネ定数は使用状況
に合わせて予め定められた一定値のものしか使用できな
いために測定範囲に限界があった。その為、地震測定の
ように火山性微振動の測定で使用されている加速度計で
は、震度６以上の烈震に耐えられず装置が破損する恐れ
があり、逆に、大型地震の測定で使用されている加速度
計では、測定精度が低いために地震の前兆で示すような
微振動を測定することができなかった。
【００１０】例えば、最大５００ガル（９８０ガル＝１
Ｇ重力加速度：マグニチュード６．０＝約４００ガル）
の大型地震に対応した加速度計では、測定分解能が５ガ
ル程度で測定誤差が±２５ガルもあるために、１０ガル
以下の微振動を測定することができなかった。その為、
地震測定では測定範囲の異なった複数の加速度計が必要
であり、経済性の悪いものであった。
Ｇ重力加速度：マグニチュード６．０＝約４００ガル）
の大型地震に対応した加速度計では、測定分解能が５ガ
ル程度で測定誤差が±２５ガルもあるために、１０ガル
以下の微振動を測定することができなかった。その為、
地震測定では測定範囲の異なった複数の加速度計が必要
であり、経済性の悪いものであった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自在
となし、上記シリンダーには前記ピストンにより分割さ
れるシリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧力
調整部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手
段、およびピストンの変位量を検出する位置検出手段を
有するとともに、該位置検出手段からの信号に基づいて
上記圧力調整部を制御する制御部とを備えてなり、上記
ピストンとシリンダーの間隙に流体を噴出してピストン
を静圧支持するとともに、この噴出流体を上記２つの加
圧室に導入し、両加圧室内の圧力を上記圧力調整部でも
って制御することにより外部からの振動に対してピスト
ンがシリンダー内の所定位置に常に位置決めされるよう
に自動追従させるとともに、この時の加圧室内の圧力変
化を上記圧力検出手段により検出することで加速度を測
定する加速度計を構成したものである。
題に鑑み、ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自在
となし、上記シリンダーには前記ピストンにより分割さ
れるシリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧力
調整部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手
段、およびピストンの変位量を検出する位置検出手段を
有するとともに、該位置検出手段からの信号に基づいて
上記圧力調整部を制御する制御部とを備えてなり、上記
ピストンとシリンダーの間隙に流体を噴出してピストン
を静圧支持するとともに、この噴出流体を上記２つの加
圧室に導入し、両加圧室内の圧力を上記圧力調整部でも
って制御することにより外部からの振動に対してピスト
ンがシリンダー内の所定位置に常に位置決めされるよう
に自動追従させるとともに、この時の加圧室内の圧力変
化を上記圧力検出手段により検出することで加速度を測
定する加速度計を構成したものである。
【００１２】また、本発明は、上記加圧室内の圧力変化
から加速度を測定する代わりに、制御部から送られる信
号より加速度を測定する加速度計を構成したものであ
る。
から加速度を測定する代わりに、制御部から送られる信
号より加速度を測定する加速度計を構成したものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１４】図１は本発明に係る加速度計を示す斜視
図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図でありあり、ピストン
１をシリンダー２内に遊嵌して移動自在となし、上記シ
リンダー２のピストン１側面と対向する一方の壁面に
は、ピストン１とシリンダー２との間隙に流体を噴出す
るための流体噴出孔１２を設けるとともに、シリンダー
２の他方の壁面には検出ヘッド９を設置し、これと対向
するピストン１側面にリニアスケール１０を設けること
により位置検出手段としての位置エンコーダ１１を構成
し、ピストン１の位置を検出するようにしてある。
図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図でありあり、ピストン
１をシリンダー２内に遊嵌して移動自在となし、上記シ
リンダー２のピストン１側面と対向する一方の壁面に
は、ピストン１とシリンダー２との間隙に流体を噴出す
るための流体噴出孔１２を設けるとともに、シリンダー
２の他方の壁面には検出ヘッド９を設置し、これと対向
するピストン１側面にリニアスケール１０を設けること
により位置検出手段としての位置エンコーダ１１を構成
し、ピストン１の位置を検出するようにしてある。
【００１５】また、シリンダー２の両端部にはピストン
１により分割される２つの加圧室３、４内の圧力を制御
するための圧力調整部５、６を設けるとともに、上記各
加圧室３、４内の圧力を測定するための圧力検出手段と
して圧力センサ７、８をそれぞれ配設してある。
１により分割される２つの加圧室３、４内の圧力を制御
するための圧力調整部５、６を設けるとともに、上記各
加圧室３、４内の圧力を測定するための圧力検出手段と
して圧力センサ７、８をそれぞれ配設してある。
【００１６】上記圧力調整手段５、６は、加圧室３、４
と連通するノズル５１、６１と、該ノズル５１、６１の
噴出側に配置した圧力調整体としての圧力調整板５２、
６２と、該圧力調整板５２、６２を駆動させてノズル５
１、６１との距離ｄ1 、ｄ2を可変にするための圧電ア
クチュエータ５３、６３を備えるとともに、上記ノズル
５１、６１の周囲に流体を供給するための流体供給孔５
４、６４と、供給された流体を逃がすための排出孔５
５、６５を備えている。ただし、上記圧電アクチュエー
タ５３、６３は多数の圧電素子を積層した構造をしたも
のであり、電圧を印加することで積層方向（矢印）に微
小に伸縮運動させるようにしてある。
と連通するノズル５１、６１と、該ノズル５１、６１の
噴出側に配置した圧力調整体としての圧力調整板５２、
６２と、該圧力調整板５２、６２を駆動させてノズル５
１、６１との距離ｄ1 、ｄ2を可変にするための圧電ア
クチュエータ５３、６３を備えるとともに、上記ノズル
５１、６１の周囲に流体を供給するための流体供給孔５
４、６４と、供給された流体を逃がすための排出孔５
５、６５を備えている。ただし、上記圧電アクチュエー
タ５３、６３は多数の圧電素子を積層した構造をしたも
のであり、電圧を印加することで積層方向（矢印）に微
小に伸縮運動させるようにしてある。
【００１７】その為、この圧力調整部５、６では、加圧
室３、４内の流体がノズル５１、６１から噴出し、流体
供給孔５４、６４からの流体と合わさって圧力調整板５
２、６２により抵抗を受けながら排出孔５５、６５より
排出されることになる。そして、圧電アクチュエータ５
３、６３を伸ばしてノズル５１、６１と圧力調整板５
２、６２との距離ｄ1 、ｄ2 を小さくすると、ノズル５
１、６１の開口度が小さくなるために噴出流体に対する
抵抗が大きくなり、加圧室３、４の圧力を高くすること
ができ、逆に、圧電アクチュエータ５３、６３を縮めて
上記距離ｄ1 、ｄ2 を大きくすると、ノズル５１、６１
の開口度が大きくなるために噴出流体に対する抵抗が小
さくなり、加圧室３、４の圧力を低くすることができ
る、というように圧電アクチュエータ５３、６３への通
電を制御して伸縮駆動させることにより、加圧室３、４
内の圧力を制御するようになっている。なお、図示して
いないが、圧電アクチュエータ５３、６３の直線性を向
上させるために、バネ等を用いて圧電アクチュエータ５
３、６３の収縮方向に予圧を加えておいても良い。
室３、４内の流体がノズル５１、６１から噴出し、流体
供給孔５４、６４からの流体と合わさって圧力調整板５
２、６２により抵抗を受けながら排出孔５５、６５より
排出されることになる。そして、圧電アクチュエータ５
３、６３を伸ばしてノズル５１、６１と圧力調整板５
２、６２との距離ｄ1 、ｄ2 を小さくすると、ノズル５
１、６１の開口度が小さくなるために噴出流体に対する
抵抗が大きくなり、加圧室３、４の圧力を高くすること
ができ、逆に、圧電アクチュエータ５３、６３を縮めて
上記距離ｄ1 、ｄ2 を大きくすると、ノズル５１、６１
の開口度が大きくなるために噴出流体に対する抵抗が小
さくなり、加圧室３、４の圧力を低くすることができ
る、というように圧電アクチュエータ５３、６３への通
電を制御して伸縮駆動させることにより、加圧室３、４
内の圧力を制御するようになっている。なお、図示して
いないが、圧電アクチュエータ５３、６３の直線性を向
上させるために、バネ等を用いて圧電アクチュエータ５
３、６３の収縮方向に予圧を加えておいても良い。
【００１８】次に、図１、２に示す加速度計の動作につ
いて説明する。まず、流体供給孔１２よりピストン１と
シリンダー２との間隙に流体を噴出させてピストン１を
シリンダ２内で静圧支持させる。この噴出流体は２つの
加圧室３、４内にそれぞれ流れ込み、両加圧室３、４の
圧力を高めるように作用するが、各圧力調整部５、６に
よって一定圧となるように調整される。その為、ピスト
ン１はシリンダー２の中央に位置決めされることにな
る。
いて説明する。まず、流体供給孔１２よりピストン１と
シリンダー２との間隙に流体を噴出させてピストン１を
シリンダ２内で静圧支持させる。この噴出流体は２つの
加圧室３、４内にそれぞれ流れ込み、両加圧室３、４の
圧力を高めるように作用するが、各圧力調整部５、６に
よって一定圧となるように調整される。その為、ピスト
ン１はシリンダー２の中央に位置決めされることにな
る。
【００１９】即ち、ピストン１の位置決めは図３に示す
ように、位置エンコーダ１１を構成する検出ヘッド９よ
り検知した信号を制御部２０を構成するデバイダ２１で
高密度のパルス列に分解して位置カウンタ２２により絶
対位置情報とし、予め設定したパルスカウンタ２３の位
置決め情報と比較して、サーボ増幅器２４により直流電
源２５から圧力調整部５、６を構成する圧電アクチュエ
ータ５３、６３への通電を制御するようにしてある。そ
して、位置カウンタ２２と入力パルスカウンタ２３の位
置決め情報が同一または両者の差がある範囲の中に入れ
ば、圧電アクチュエータ５３、６３への通電と同一とし
てピストン１を静止させ位置決めすることができる。な
お、シリンダー２内におけるピストン１の静止位置は各
圧力調整部５、６の流体供給孔５４、６４に供給する流
体圧を調整することで適宜設定することができる。
ように、位置エンコーダ１１を構成する検出ヘッド９よ
り検知した信号を制御部２０を構成するデバイダ２１で
高密度のパルス列に分解して位置カウンタ２２により絶
対位置情報とし、予め設定したパルスカウンタ２３の位
置決め情報と比較して、サーボ増幅器２４により直流電
源２５から圧力調整部５、６を構成する圧電アクチュエ
ータ５３、６３への通電を制御するようにしてある。そ
して、位置カウンタ２２と入力パルスカウンタ２３の位
置決め情報が同一または両者の差がある範囲の中に入れ
ば、圧電アクチュエータ５３、６３への通電と同一とし
てピストン１を静止させ位置決めすることができる。な
お、シリンダー２内におけるピストン１の静止位置は各
圧力調整部５、６の流体供給孔５４、６４に供給する流
体圧を調整することで適宜設定することができる。
【００２０】次に、この状態で加速度計に振動を与える
と、相対的にピストン１がシリンダー２内を移動しよう
とするが、位置エンコーダ１１からピストン１の位置ず
れに相当する信号が制御部２０に送られ、該制御部２０
からの信号に基づいて各圧力調整部５、６を調整してピ
ストン１をシリンダー２の中央に常に位置決めするよう
に自動追従させることができる。
と、相対的にピストン１がシリンダー２内を移動しよう
とするが、位置エンコーダ１１からピストン１の位置ず
れに相当する信号が制御部２０に送られ、該制御部２０
からの信号に基づいて各圧力調整部５、６を調整してピ
ストン１をシリンダー２の中央に常に位置決めするよう
に自動追従させることができる。
【００２１】即ち、外部から振動に対してシリンダー２
が右方向に移動すると、相対的にピストン１が左方向に
移動することになるため、検出ヘッド９から信号が送ら
れて位置カウンタ２２の差圧分が負になり、加圧室３側
の圧力を高めるように圧力調整部５の圧電アクチュエー
タ５３が駆動し、シリンダー２の移動に対しピストン１
を自動追従させてシリンダー２内の中央に位置めし、逆
に、外部から振動に対してシリンダー２が左方向に移動
すると、相対的にピストン１が右方向に移動することに
なるため、検出ヘッド９から信号が送られて位置カウン
タ２２の差圧分が正になり、加圧室４側の圧力を高める
ように圧力調整部６の圧電アクチュエータ６３が駆動
し、シリンダー２の移動に対しピストン１を自動追従さ
せてシリンダー２内の中央に位置決めする、というよう
にシリンダー２の移動に対してピストン１を自動追従さ
せるようになっている。なお、サーボ増幅器２４は追従
応答要素（比例Ｐ、積分Ｉ、微分Ｄ）を内包する増幅器
で、位置カウンタ２２の差分を電圧作動型の圧電アクチ
ュエータ５３、６３駆動用に電圧を高めるためのもので
ある。
が右方向に移動すると、相対的にピストン１が左方向に
移動することになるため、検出ヘッド９から信号が送ら
れて位置カウンタ２２の差圧分が負になり、加圧室３側
の圧力を高めるように圧力調整部５の圧電アクチュエー
タ５３が駆動し、シリンダー２の移動に対しピストン１
を自動追従させてシリンダー２内の中央に位置めし、逆
に、外部から振動に対してシリンダー２が左方向に移動
すると、相対的にピストン１が右方向に移動することに
なるため、検出ヘッド９から信号が送られて位置カウン
タ２２の差圧分が正になり、加圧室４側の圧力を高める
ように圧力調整部６の圧電アクチュエータ６３が駆動
し、シリンダー２の移動に対しピストン１を自動追従さ
せてシリンダー２内の中央に位置決めする、というよう
にシリンダー２の移動に対してピストン１を自動追従さ
せるようになっている。なお、サーボ増幅器２４は追従
応答要素（比例Ｐ、積分Ｉ、微分Ｄ）を内包する増幅器
で、位置カウンタ２２の差分を電圧作動型の圧電アクチ
ュエータ５３、６３駆動用に電圧を高めるためのもので
ある。
【００２２】そして、外部からの振動時における加圧室
３、４内の圧力を圧力センサ７、８により測定して圧力
差Ｐを算出し、この圧力差Ｐならびにピストン１の質量
ｍと受圧面１ａの面積Ｓを以下に示す数１に代入するこ
とで外部振動に対する加速度を測定することができる。
３、４内の圧力を圧力センサ７、８により測定して圧力
差Ｐを算出し、この圧力差Ｐならびにピストン１の質量
ｍと受圧面１ａの面積Ｓを以下に示す数１に代入するこ
とで外部振動に対する加速度を測定することができる。
【００２３】
【数１】
【００２４】このように、本発明に係る加速度計は、外
部振動を該外部振動に対して移動しようとするピストン
１を所定位置に位置決めするために加圧室３、４に供給
する圧力に置き換えて測定するようにしたものであり、
簡単に加速度を測定することができる。
部振動を該外部振動に対して移動しようとするピストン
１を所定位置に位置決めするために加圧室３、４に供給
する圧力に置き換えて測定するようにしたものであり、
簡単に加速度を測定することができる。
【００２５】また、本発明に係る加速度計は、各加圧室
３、４内の圧力を調整することにより広範囲にわった測
定が可能で、例えば、地震測定のように従来微振動用と
大型震度用の２種類以上の加速度計が必要であったもの
を一つの加速度計で微振動から震度６以上の烈震まで測
定することができる。
３、４内の圧力を調整することにより広範囲にわった測
定が可能で、例えば、地震測定のように従来微振動用と
大型震度用の２種類以上の加速度計が必要であったもの
を一つの加速度計で微振動から震度６以上の烈震まで測
定することができる。
【００２６】しかも、ピストン１をシリンダー２内で静
圧支持する構造としてあるために動作抵抗や動作反力が
極めて小さく、また、摺動や屈曲部分がないことから経
年変化もないことから測定誤差を極力抑えることができ
るとともに、長期間にわたって優れた位置決め再現性
（繰り返し性）が得られることから高精度の測定が可能
である。
圧支持する構造としてあるために動作抵抗や動作反力が
極めて小さく、また、摺動や屈曲部分がないことから経
年変化もないことから測定誤差を極力抑えることができ
るとともに、長期間にわたって優れた位置決め再現性
（繰り返し性）が得られることから高精度の測定が可能
である。
【００２７】その為、図４に示すように、本発明に係る
加速度計を３軸に配置し、それぞれの情報をコンピュー
タ等に接続することで、南北方向（Ｘ）と東西方向
（Ｙ）、上下方向（Ｚ）の振動をリアルタイムに検知し
て地震等の振動をベクトルスカラ量として把握、解析す
ることができるため、地盤に内在する断層の規模・方位
等の観測や地盤の密度分布、あるいは地中の断層や地
質、地下水の状態、さらには建造物における欠陥構造の
チェック等に好適に使用することができる。
加速度計を３軸に配置し、それぞれの情報をコンピュー
タ等に接続することで、南北方向（Ｘ）と東西方向
（Ｙ）、上下方向（Ｚ）の振動をリアルタイムに検知し
て地震等の振動をベクトルスカラ量として把握、解析す
ることができるため、地盤に内在する断層の規模・方位
等の観測や地盤の密度分布、あるいは地中の断層や地
質、地下水の状態、さらには建造物における欠陥構造の
チェック等に好適に使用することができる。
【００２８】なお、本発明に係る加速度計はピストン１
および圧力調整板５２、６２の追従性を高める上で比重
が小さく、かつ高剛性を有する材質により形成すること
が好ましく、表層部にアルマイト処理を施したアルミニ
ウムやステンレスなどの金属、さらにはアルミナ、ジル
コニア、炭化珪素、窒化珪素などを主成分とするセラミ
ックスで形成すれば良い。
および圧力調整板５２、６２の追従性を高める上で比重
が小さく、かつ高剛性を有する材質により形成すること
が好ましく、表層部にアルマイト処理を施したアルミニ
ウムやステンレスなどの金属、さらにはアルミナ、ジル
コニア、炭化珪素、窒化珪素などを主成分とするセラミ
ックスで形成すれば良い。
【００２９】また、本発明に係る加速度計は、必ずしも
圧力センサ７、８を必要とするものではなく、例えば、
制御部２０からの信号より加速度を測定することもでき
る。
圧力センサ７、８を必要とするものではなく、例えば、
制御部２０からの信号より加速度を測定することもでき
る。
【００３０】即ち、制御部２０からの信号は外部振動に
対して移動しようとするピストン１を所定位置に位置決
めするように圧力調整部５、６に送られる信号であるた
め、外部振動における加速度と制御部２０から送られる
信号との間には比例関係がある。その為、予め振動と該
振動に対する制御部２０から信号との間の関係を求めて
おくことにより外部振動に対する加速度を容易に測定す
ることができる。
対して移動しようとするピストン１を所定位置に位置決
めするように圧力調整部５、６に送られる信号であるた
め、外部振動における加速度と制御部２０から送られる
信号との間には比例関係がある。その為、予め振動と該
振動に対する制御部２０から信号との間の関係を求めて
おくことにより外部振動に対する加速度を容易に測定す
ることができる。
【００３１】
【実施例】図１、２の本発明に係る加速度計を用い、性
能特性について実験を行った。
能特性について実験を行った。
【００３２】本発明に係る加速度計は、ピストン１、シ
リンダー２および圧力調整板５２、６２をアルミナ純度
が９９．０％のアルミナセラミックスにより形成すると
ともに、ピストン１は受圧面積ｓが６cm2 の角柱体とし
た。なお、上記ピストン１の質量ｍを測定したところ
０．０１２kgであった。そして、この加速度計を振動試
験器にかけて加速度の測定を行った。
リンダー２および圧力調整板５２、６２をアルミナ純度
が９９．０％のアルミナセラミックスにより形成すると
ともに、ピストン１は受圧面積ｓが６cm2 の角柱体とし
た。なお、上記ピストン１の質量ｍを測定したところ
０．０１２kgであった。そして、この加速度計を振動試
験器にかけて加速度の測定を行った。
【００３３】結果は図５に示す通りである。
【００３４】この結果、１〜１０００〔ガル〕の測定範
囲において測定が可能であることが判った。また、当初
予定した最小分解能１ガルに対して０．１ガル以下の微
振動での測定も可能であった。
囲において測定が可能であることが判った。また、当初
予定した最小分解能１ガルに対して０．１ガル以下の微
振動での測定も可能であった。
【００３５】これらより本発明に係る加速度計を用いれ
ば、非常に広範囲の測定が可能であることが判る。
ば、非常に広範囲の測定が可能であることが判る。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る加速度計
は、ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自在とな
し、上記シリンダーには前記ピストンにより分割される
シリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧力調整
部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手段、お
よびピストンの変位量を検出する位置検出手段を有する
とともに、該位置検出手段からの信号に基づいて上記圧
力調整部を制御する制御部とを備えてなり、上記ピスト
ンとシリンダーの間隙に流体を噴出してピストンを静圧
支持するとともに、この噴出流体を上記２つの加圧室に
導入し、両加圧室内の圧力を上記圧力調整部でもって制
御することにより外部からの振動に対してピストンがシ
リンダー内の所定位置に常に位置決めされるように自動
追従させるとともに、この時の加圧室内の圧力変化を上
記圧力検出手段により検出することで加速度を測定する
か、あるいは制御部から送られる信号より加速度を測定
するようにしたことにより、非常に緩やかな微振動から
震度６以上の烈震までの幅広い測定が可能であり、ま
た、ピストンをシリンダー内で静圧支持する構造として
あるために動作抵抗や動作反力が極めて小さく、また、
摺動や屈曲部分がないことから経年変化もないことから
高精度の測定が可能である。その為、本発明に係る加速
度計を用いれば、移動体の加速度測定や建築物の振動解
析から地震測定まで様々な用途での利用が可能である。
は、ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自在とな
し、上記シリンダーには前記ピストンにより分割される
シリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧力調整
部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手段、お
よびピストンの変位量を検出する位置検出手段を有する
とともに、該位置検出手段からの信号に基づいて上記圧
力調整部を制御する制御部とを備えてなり、上記ピスト
ンとシリンダーの間隙に流体を噴出してピストンを静圧
支持するとともに、この噴出流体を上記２つの加圧室に
導入し、両加圧室内の圧力を上記圧力調整部でもって制
御することにより外部からの振動に対してピストンがシ
リンダー内の所定位置に常に位置決めされるように自動
追従させるとともに、この時の加圧室内の圧力変化を上
記圧力検出手段により検出することで加速度を測定する
か、あるいは制御部から送られる信号より加速度を測定
するようにしたことにより、非常に緩やかな微振動から
震度６以上の烈震までの幅広い測定が可能であり、ま
た、ピストンをシリンダー内で静圧支持する構造として
あるために動作抵抗や動作反力が極めて小さく、また、
摺動や屈曲部分がないことから経年変化もないことから
高精度の測定が可能である。その為、本発明に係る加速
度計を用いれば、移動体の加速度測定や建築物の振動解
析から地震測定まで様々な用途での利用が可能である。
【図１】本発明に係る加速度計を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明の加速度計に備えるピストンの制御部を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図４】本発明に係る加速度計を用いた振動測定システ
ムを示す模式図である。
ムを示す模式図である。
【図５】本発明に係る加速度計の性能特性を示すグラフ
である。
である。
【図６】従来の加速度計を示す斜視図である。
【図７】従来の加速度計を示す正面図である。
【図８】従来の加速度計を示す側面図である。
１ ・・・ピストン ２ ・・・シリンダ ３、４・・・加圧室 ５、６・・・圧力調整部 ７、８・・・圧力センサ ９ ・・・検出ヘッド 10 ・・・リニアスケール 11 ・・・位置エンコーダ 12 ・・・流体噴出孔 20 ・・・制御部 21 ・・・デバイダ 22 ・・・位置カウンタ 23 ・・・設定カウンタ 24 ・・・サーボ増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自
在となし、上記シリンダーには前記ピストンにより分割
されるシリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧
力調整部と、上記加圧室内の圧力を測定する圧力検出手
段、およびピストンの変位量を検出する位置検出手段を
有するとともに、該位置検出手段からの信号に基づいて
上記圧力調整部を制御する制御部とを備えてなり、上記
ピストンとシリンダーの間隙に流体を噴出してピストン
を静圧支持するとともに、この噴出流体を上記２つの加
圧室に導入し、両加圧室内の圧力を上記圧力調整部でも
って制御することにより外部からの振動に対してピスト
ンがシリンダー内の所定位置に常に位置決めされるよう
に自動追従させるとともに、この時の加圧室内の圧力変
化を上記圧力検出手段により検出することで加速度を測
定するようにしたことを特徴とする加速度計。 - 【請求項２】ピストンをシリンダー内に遊嵌して移動自
在となし、上記シリンダーには前記ピストンにより分割
されるシリンダー内の２つの加圧室の圧力を制御する圧
力調整部と、上記ピストンの変位量を検出する位置検出
手段を有するとともに、該位置検出手段からの信号に基
づいて上記圧力調整部を制御する制御部とを備えてな
り、上記ピストンとシリンダーの間隙に流体を噴出して
ピストンを静圧支持するとともに、この噴出流体を上記
２つの加圧室に導入し、両加圧室内の圧力を上記圧力調
整部でもって制御することにより外部からの振動に対し
てピストンがシリンダー内の所定位置に常に位置決めさ
れるように自動追従させるとともに、この時に制御部か
ら送られる信号より加速度を測定するようにしたことを
特徴とする加速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13932796A JPH09318657A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13932796A JPH09318657A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 加速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318657A true JPH09318657A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15242739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13932796A Pending JPH09318657A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09318657A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006129821A1 (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Ngk Insulators, Ltd. | 物体の通過検出装置 |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP13932796A patent/JPH09318657A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006129821A1 (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Ngk Insulators, Ltd. | 物体の通過検出装置 |
| US7707887B2 (en) | 2005-05-31 | 2010-05-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Passage detection apparatus of object |
| US8100013B2 (en) | 2005-05-31 | 2012-01-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Passage detection apparatus of object |
| JP4863993B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2012-01-25 | 日本碍子株式会社 | 物体の通過検出装置 |
| US8528408B2 (en) | 2005-05-31 | 2013-09-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Passage detection apparatus of object |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0338688B1 (en) | Accelerometer | |
| JPH06183561A (ja) | 移動ステージ装置 | |
| Polk et al. | Recommended practices in thrust measurements | |
| US20080276706A1 (en) | Rotation Speed Sensor | |
| Suzuki et al. | Semiconductor capacitance-type accelerometer with PWM electrostatic servo technique | |
| Aktakka et al. | A microactuation and sensing platform with active lockdown for in situ calibration of scale factor drifts in dual-axis gyroscopes | |
| JP2000074616A (ja) | 表面追従型測定機 | |
| EP2286110B1 (en) | A vibration sensor and a system to isolate vibrations | |
| US7600429B2 (en) | Vibration spectrum sensor array having differing sensors | |
| Aktakka et al. | A six-axis micro platform for in situ calibration of MEMS inertial sensors | |
| EP1794598B1 (en) | Methods and apparatus for reducing vibration rectification errors in closed-loop accelerometers | |
| JP3089399B2 (ja) | ３成分地震計 | |
| TWI797364B (zh) | 基板固持器總成以及具有基板高度位置控制的噴墨印表機 | |
| DeVoe et al. | A fully surface-micromachined piezoelectric accelerometer | |
| JPH09318657A (ja) | 加速度計 | |
| EP2555038A1 (en) | Variable spectral element | |
| JP3398244B2 (ja) | 非接触型測長器 | |
| US6622114B1 (en) | Method for determining the weight of a probe of a coordinate measuring machine | |
| JP2788162B2 (ja) | 非接触型測長器 | |
| JP4301914B2 (ja) | アクティブ制御パルス推力測定装置 | |
| Tirole et al. | Three-dimensional silicon electrostatic linear microactuator | |
| JPH08267329A (ja) | 位置決め装置 | |
| JP3523510B2 (ja) | 直線案内装置 | |
| JP3243524B2 (ja) | 変位量計測装置及び落下式衝撃試験装置の変位量計測装置 | |
| CN215833180U (zh) | 一种移动式建筑结构检测机器人 |