TW201428243A - 固有頻率測定裝置、皮帶張力計算程式及皮帶張力計算方法、以及皮帶固有頻率計算程式及皮帶固有頻率計算方法 - Google Patents

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Yoshikazu Wakizaka
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Abstract

本發明的目的在於高精度而低成本地求取皮帶之張力。固有頻率測定裝置係一種在皮帶張設於至少兩個帶輪上的皮帶傳動裝置中，從施加振動於所述皮帶位於相鄰的帶輪之間的部分時的振動來測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置，固有頻率測定裝置具有：加速度感測器，其安裝在所述皮帶的所述部分，並檢測來自於所述皮帶之振動的加速度；以及測定器，其根據由所述加速度感測器所檢測出的加速度來測定所述皮帶之固有頻率。所述測定器將所述固有頻率發送至根據所述固有頻率進行求取所述皮帶之張力的計算的皮帶張力計算裝置。

Description

固有頻率測定裝置、皮帶張力計算程式及皮帶張力計算方法、以及皮帶固有頻率計算程式及皮帶固有頻率計算方法
本發明係關於：測定皮帶之固有頻率(固有振動之頻率)的技術；計算皮帶之張力的技術；以及計算用於皮帶之張力設定的固有頻率的技術。
在皮帶傳動裝置中張設在帶輪之間來使用的皮帶，在使用時若未被施予適當的張力，則帶輪旋轉力的傳遞效率會降低、皮帶本身的壽命會縮短。於是，迄今為止，在使用皮帶時係進行張力檢查，該張力檢查係測定使用於皮帶傳動裝置之皮帶的張力，並檢查該皮帶是否被施予適當的張力。
由於音波式皮帶張力測定裝置能夠以非接觸的方式簡便地測定張力，因此在皮帶之張力檢查中經常使用音波式皮帶張力測定裝置。音波式皮帶張力測定裝置具備固有頻率測定裝置，該固有頻率測定裝置係利用麥克風檢測出起因於張設在帶輪之間的皮帶被施加了振動時的皮帶振動而產生的音波，並從利用該麥克風所檢測出的音波來測定固有頻率，音波式皮帶張力測定裝置構成為按照規定的計算公式來計算出與 利用該固有頻率測定裝置所測得之固有頻率相對應的皮帶張力(例如參照專利文獻1)。
〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開平6-137932號公報
然而，就利用麥克風之固有頻率測定裝置來說，檢測出的音波內含有來自背景噪音之雜訊，由此，固有頻率的測定精度受該雜訊妨礙而容易降低。該來自背景噪音之雜訊特別是在高頻區域容易產生，因此當皮帶振動為高頻振動時，測定精度就不佳。另一方面，當皮帶振動為低頻振動時，則由於該振動不容易被轉換為音波，因此多無法利用麥克風檢測出來。
基於這些情況，就利用麥克風之固有頻率測定裝置來說，能夠有效地進行測定的高可靠性振動頻率被限制在狹窄的範圍內，當作為測定對象之皮帶的振動為高頻振動或低頻振動時，測定精度並不足夠。
此外，為了計算皮帶之張力，需要有皮帶之單位質量的數據。皮帶有V型皮帶、同步皮帶等種類，相同種類之皮帶中也存在有非常多的類型。針對各種類之皮帶，為了預先存儲單位質量或者是計算張力時之校正所使用的數據等，需要容量相當大的記憶體。因此，如果要以一個裝置來進行所有用於測定張力的處理，那麼裝置的成本就會變高。
本發明的目的為：在廣範圍的頻率中高精度地測定皮帶之固有頻率，並且高精度而低成本地求取皮帶之張力。
本發明之固有頻率測定裝置係一種在皮帶張設於 至少兩個帶輪上的皮帶傳動裝置中，從施加振動於所述皮帶位於相鄰的帶輪之間的部分時的振動來測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置，固有頻率測定裝置具有：加速度感測器，其安裝在所述皮帶的所述部分，並檢測來自於所述皮帶之振動的加速度；以及測定器，其根據由所述加速度感測器所檢測出的加速度來測定所述皮帶之固有頻率。所述測定器將所述固有頻率發送至根據所述固有頻率進行求取所述皮帶之張力的計算的皮帶張力計算裝置。
據此，由於是根據安裝在皮帶上的加速度感測器所檢測出的加速度來測定該皮帶之固有頻率，因此皮帶之振動係由加速度感測器直接檢測出來。由此，測定結果不會像利用麥克風之非接觸式固有頻率測定裝置那樣受到背景噪音等外部環境的妨礙，並且低頻振動也能夠高精度地檢測出來，因此不管作為測定對象之皮帶的振動是高頻振動或低頻振動，都能夠進行高精度的測定。是以，能夠在廣範圍的頻率中高精度地測定皮帶之固有頻率。並且，固有頻率被發送至皮帶張力計算裝置，在皮帶張力計算裝置進行張力的計算。由於能夠使用通用的計算裝置作為皮帶張力計算裝置，因此能夠使用低成本之固有頻率測定裝置高精度地求取皮帶之張力。
本發明之皮帶張力計算程式，其使電腦執行：接收皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型的處理；從測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置接收所述固有頻率的處理；根據所述固有頻率、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之張力的計算的處理；以及使顯示器顯示所述求得之張力的處理。當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的 計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
據此，由於是從固有頻率測定裝置接收固有頻率來求取張力，因此能夠容易地求取皮帶之張力。並且，由於是進行校正處理使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小後再求取張力，因此能夠更正確地求取張力。由於在固有頻率測定裝置中不必進行用於求取張力的計算，因此能夠使用低成本的固有頻率測定裝置。
本發明之皮帶固有頻率計算程式，其使電腦執行：接收皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型的處理；根據所述目標張力、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之目標固有頻率的計算的處理；使顯示器顯示所述求得之目標固有頻率的處理；以及將所述求得之目標固有頻率發送至測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置的處理。當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
據此，由於進行校正處理使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小，因此能夠更正確地求取目標固有頻率。由於將求得之目標固有頻率發送至固有頻率測定裝置，從而能夠在固有頻率測定裝置上顯示目標固有頻率。因此，皮帶之張力的設定變得容易進行。由於在固有頻率測定裝置中不必進行用於求取目標固有頻率的計算，因此能夠使用低成本的固有頻率測定裝置。
本發明之皮帶張力計算方法，其係：接收皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型；從測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置接收所述固有頻率；根據所述固有頻 率、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之張力的計算；以及使顯示器顯示所述求得之張力。當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
據此，由於是從固有頻率測定裝置接收固有頻率來求取張力，因此能夠容易地求取皮帶之張力。並且，由於是進行校正處理使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小後再求取張力，因此能夠更正確地求取張力。由於在固有頻率測定裝置中不必進行用於求取張力的計算，因此能夠使用低成本的固有頻率測定裝置。
本發明之皮帶固有頻率計算方法，其係：接收皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型；根據所述目標張力、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之目標固有頻率的計算；使顯示器顯示所述求得之目標固有頻率；以及將所述求得之目標固有頻率發送至測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置。當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
據此，由於進行校正處理使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小，因此能夠更正確地求取目標固有頻率。由於將求得之目標固有頻率發送至固有頻率測定裝置，從而能夠在固有頻率測定裝置上顯示目標固有頻率。因此，皮帶之張力的設定變得容易進行。由於在固有頻率測定裝置中不必進行用於求取目標固有頻率的計算，因此能夠使用低成本的固有頻率測定 裝置。
根據本發明，由於皮帶之振動係由加速度感測器直接檢測出來，因此能夠在廣範圍的頻率中高精度地測定皮帶之固有頻率。由於測定值等在固有頻率測定裝置與計算裝置之間傳輸，因此沒有必要在固有頻率測定裝置進行求取張力之計算，能夠使用低成本之固有頻率測定裝置。是以，能夠高精度而低成本地求取皮帶之張力等。
10‧‧‧計算裝置(皮帶張力計算裝置、皮帶固有頻率計算裝 置)
12、32‧‧‧處理器
14、34‧‧‧記憶體
16‧‧‧觸控螢幕(輸入裝置、顯示器)
22、42‧‧‧發送接收部
24、44‧‧‧介面
26‧‧‧麥克風
30‧‧‧測定器
36‧‧‧顯示部
37‧‧‧電源開關
38‧‧‧監測開關
39‧‧‧電源指示器
40、240‧‧‧固有振動測定裝置
46‧‧‧揚聲器
48、67‧‧‧加速度感測器
50‧‧‧皮帶傳動裝置
52、54‧‧‧帶輪
56、66‧‧‧皮帶
62、64‧‧‧皮帶輪
68‧‧‧重錘
82‧‧‧行動電話網絡
83‧‧‧區域網路
84‧‧‧網際網路
86‧‧‧個人電腦
88‧‧‧伺服器
S12、S14~S28、S102、S104、S112、S114、S118~S136、 S142~S146、S154、S156、S164、S204、S212、S214、S218~S236、S242~S246、S254~S256、S264、S304、S312、S314、S334、S336、S342~S346、S354、S356‧‧‧方塊
圖1係示出本發明實施方式之系統的概念圖。
圖2係示出皮帶傳動裝置之例的圖。
圖3係示出圖1的固有頻率測定裝置之結構示例的方塊圖。
圖4係流程圖，其示出根據圖3的固有頻率測定裝置進行的皮帶之固有頻率的測定方法之例。
圖5係曲線圖，其示出以圖3的固有頻率測定裝置測得的、來自於皮帶之振動的加速度隨時間變化之例。
圖6係從比較長時間地收集了加速度信號時的加速度數據求得的功率譜之例。
圖7係從以圖3的固有頻率測定裝置收集的加速度數據求得的功率譜之例。
圖8係示出圖1的計算裝置之結構示例的方塊圖。
圖9係流程圖，其示出圖8的計算裝置中之處理的流程之例。
圖10係說明圖，其示出用於求取皮帶張力與固有頻率之間的關係的測定裝置之例。
圖11係曲線圖，其對於某個類型的V型皮帶，示出跨距與 測得之張力之間的關係之例。
圖12係曲線圖，其示出與圖11之情形相對應的、跨距與係數A之間的關係之例。
圖13係曲線圖，其示出考慮到加速度感測器之質量而求得的皮帶之固有頻率fS與皮帶之理論上的固有頻率fT之間的關係之例。
圖14係曲線圖，其示出皮帶之單位質量與係數B之間的關係之例。
圖15係流程圖，其示出在圖8之計算裝置中進行張力設定時的處理流程之例。
圖16係流程圖，其示出在圖8之計算裝置中顯示皮帶單位質量及建議張力時的處理流程之例。
圖17係概念圖，其示出圖1之系統的其他例。
圖18係示出圖17之固有頻率測定裝置之結構示例的方塊圖。
以下，參照圖式對本發明之實施方式進行說明。在圖式中以相同符號表示的構件為相同或類似的構件。圖式中的功能方塊之間的實線表示電連接。
圖1係示出本發明實施方式之系統的概念圖。圖1之系統具有固有頻率測定裝置40及計算裝置10。該系統基本上按照下述方式運轉。
固有頻率測定裝置40經由通信纜線49接收由安裝在皮帶之加速度感測器48檢測出的皮帶之振動，並且以測定器30求取皮帶之固有頻率。測定器30例如藉由無線的方式將求得之固有頻率發送到計算裝置10。計算裝置10從接收的固有頻率 計算出皮帶之張力且顯示該張力。並且，也可以是計算裝置10將計算出的皮帶之張力發送到測定器30，測定器30顯示接收的皮帶之張力。也可以是計算裝置10將其他計算結果等發送到測定器30，測定器30顯示接收的資訊。在通常情況下，固有頻率測定裝置40與計算裝置10之間係利用電波藉由無線的方式進行通信。具體而言，使用藍芽、無線區域網路(LAN：local area network)等技術。
--固有頻率測定裝置--
圖2係示出皮帶傳動裝置50之例的圖。皮帶傳動裝置50具有：至少兩個(在圖2所示的例子中為兩個)帶輪52、54；以及作為測定對象之皮帶56。皮帶傳動裝置50用於驅動例如汽車的輔機。在像這樣的、皮帶56張設於至少兩個帶輪52、54上的皮帶傳動裝置50中，固有振動測定裝置40係從使用榔頭或手指施加振動於皮帶56位於相鄰的帶輪52、54之間的部分時的振動來測定該皮帶56之固有頻率。
在皮帶56上安裝有加速度感測器48，加速度感測器48檢測來自皮帶56之振動的加速度。加速度感測器48與測定器30之間藉由通信纜線49以有線的方式(例如藉由通用序列匯流排(USB：universal serial bus))連接在一起。固有頻率測定裝置40根據由加速度感測器48所檢測出的加速度來測定皮帶56之固有頻率。以固有頻率測定裝置40測得之固有頻率係作為用來測定皮帶傳動裝置50中的皮帶56之張力的資訊使用。
相對於皮帶傳動裝置50，加速度感測器48係如圖2所示那樣裝設在皮帶56位於相鄰的帶輪52、56之間的部分的外周面(上表面)上。加速度感測器48往皮帶56上安裝的一側的面上例如設有由雙面膠帶等構成的、能夠重覆貼上的黏合面。據 此，只要將加速度感測器48的黏合面往皮帶56的表面貼上，就能夠簡單地將加速度感測器48安裝於皮帶56上。
該加速度感測器48例如為能夠檢測出與皮帶56表面垂直之方向上的加速度的數位輸出式加速度感測器。或者，加速度感測器48例如為3軸加速度感測器。靜電容量檢測方式的微機電系統(MEMS：micro electro mechanical system)型加速度感測器由於能夠穩定地檢測出加速度，因此適合使用作為加速度感測器48。
靜電容量檢測方式的MEMS型加速度感測器48具備：檢測元件部，該檢測元件部檢測加速度；以及，信號處理回路，該信號處理回路將來自該檢測元件部的信號放大並調整後輸出。所述檢測元件部由矽(Si)等穩定物質形成，並且該檢測元件部構成為：具有感測元件可動部及固定部，根據該等感測元件可動部及固定部之間的電容變化來檢測加速度。
需要說明的是，也可以使用壓阻式的MEMS型加速度感測器等其他檢測方式或其他種類的加速度感測器來取代所述靜電容量檢測方式的MEMS型加速度感測器，並且加速度感測器48也可以是1軸或2軸加速度感測器，只要能夠檢測出與皮帶56的表面垂直之方向上的加速度即可。
圖3係示出圖1的固有頻率測定裝置40之結構示例的方塊圖。固有頻率測定裝置40具有測定器30、加速度感測器48。測定器30具有處理器32、記憶體34、顯示部36、電源開關37、監測開關38、電源指示器39、發送接收部42、介面44。
測定器30形成為手掌般大小的扁平形狀，小型而容易隨身攜帶。測定器30的上側端部設有USB埠(不在圖中示出)，在該USB埠上連接有設在通信纜線49之一端的USB接頭(不 在圖中示出)。介面44經由USB埠接收從加速度感測器48被輸出的加速度，並且進行信號形式的轉換後輸出至處理器32。在測定器30的正面設有：即液晶顯示器等的顯示部36，該液晶顯示器顯示測得的皮帶56之固有頻率；電源開關37或監測開關38等各種開關；以及由發光二極體(LED：Light Emitting Diode)所構成的電源指示器39等的狀態顯示燈，該電源指示器39顯示電源的ON/OFF狀態。
處理器32例如為數位訊號處理器(DSP：digital signal processor)或是中央處理器(CPU：central processing unit)。記憶體34例如為電性可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM：electrically erasable programmable read-only memory)。記憶體34中存儲有包含高速傅立葉轉換(FFT：Fast Fourier Transform)運算程式在內的、用於測定皮帶56之固有頻率的程式。除了記憶體34以外，處理器32上還電連接有：顯示部36；電源開關37或監測開關38等各種開關；以及電源指示器39等的狀態顯示燈。
而且，處理器32係藉由按照從記憶體34讀出的程式所進行的控制，執行根據來自監測開關38之信號或從加速度感測器48被輸入的加速度信號來測定皮帶56之固有頻率的處理。發送接收部42將以處理器32求得之固有頻率發送至計算裝置10。
圖4係流程圖，其示出根據圖3的固有頻率測定裝置40進行的皮帶56之固有頻率的測定方法之例。在方塊S12中，使用者按下電源開關37，開啟固有頻率測定裝置40之電源。當電源開關37被按下時，處理器32係起動測定器30，並且點亮電源指示器39。發送接收部42建立與計算裝置10之間的通 信。在方塊S14中，在皮帶101之外周面上，使用者如圖3所示那樣將加速度感測器11黏貼安裝在與張設有該皮帶56的兩個帶輪52、54的中間位置相對應之部位或該部位的附近。
在方塊S16中，使用者按下監測開關38。當監測開關38被按下時，處理器32開始監測從加速度感測器48被輸入的加速度信號，對皮帶56之振動狀態進行監測。在方塊S18中，使用者以榔頭敲擊或者以手指彈皮帶56上安裝有加速度感測器48之部位的附近、亦即皮帶56上的帶輪52、54之間的中央處，施加振動於皮帶56。
處理器32根據從加速度感測器48被輸入的加速度信號，當檢測出比規定的加速度還大的加速度時，檢測得知皮帶56被施加了振動，隨後開始進行皮帶56之固有頻率的測定。據此，能夠避免例如加速度感測器48安裝在皮帶56之底面的情況下，固有頻率之測定在對皮帶56施加振動之前就意外地開始，從而能夠將皮帶56被施加之振動作為觸發信號正確地檢測得知，以開始皮帶56之固有頻率的測定。
從防止在皮帶56產生的微小振動成為觸發信號而使得固有頻率的測定意外地開始的角度出發，像這樣的用於判斷使皮帶56之固有頻率的測定開始進行之觸發信號的規定之加速度例如為2.0G(G為重力加速度)，較佳為3.0G以上。皮帶56的微小振動係起因於施加振動於皮帶56之前的測定動作或測定環境而產生。此處以用於判斷觸發信號的規定之加速度為3.0G作為例子。當檢測得知皮帶56被施加了振動時，處理器32開始對來自加速度感測器48之加速度信號進行採樣。此時的採樣頻率設定為例如3.2kHz左右。
在方塊S20中，處理器32例如從加速度信號之採樣 開始起等待約80毫秒，亦即在對256個點的加速度數據進行採樣的期間內進行等待。隨後，在方塊S22中，處理器32開始記錄數據，收集從該開始記錄起經過例如1280毫秒之期間內所採樣的加速度數據。此時，處理器32存儲所採樣的4096個點的加速度數據。
圖5係曲線圖，其示出以圖3的固有頻率測定裝置40測得的、來自於皮帶56之振動的加速度隨時間變化之例。剛被施加了振動之後的皮帶56之振動中大量含有施加振動時的碰撞成分等雜訊成分，作為計算皮帶56之固有頻率的數據來使用時的可靠性較低。由於所述雜訊成分係隨著的經過而衰減，因此隨著時間的經過，皮帶56逐漸地成為以呈現出皮帶56之固有頻率的波形進行振動。
本發明的發明人等根據經驗找出了皮帶56之振動中大量含有所述雜訊成分的期間為從皮帶56被施加了振動時起經過了80毫秒左右的期間。於是，在本實施方式中，測定固有頻率時係如上述那樣除去了剛施加了振動之後的80毫秒內的皮帶56之初期振動。
圖6係從比較長時間地收集了加速度信號時的加速度數據求得的功率譜之例。皮帶56之振動係隨時間的經過而衰減，在已衰減到極限的微弱的皮帶振動(在圖5中以範圍DX表示的振動)中，與皮帶56之固有振動無關的雜訊成分成為主要成分，因此，作為計算皮帶56之固有頻率的數據來使用時的可靠性較低。
假設在包含已衰減到極限的微弱的皮帶振動在內的比較的長的期間Lt內採樣加速度信號，則如後述那樣，在根據採樣取得的加速度數據而得到的振動頻率之功率譜中，如圖 6所示那樣容易出現皮帶56之固有振動的頻率PK1以外的峰值(在圖6的範圍DY內)。
本發明人等根據經驗找出了進入可靠性低的、已衰減到極限的微弱的皮帶振動為止的期間係從皮帶56被施加了振動時起經過了1400毫秒左右為止的期間。於是，在本實施方式中，測定固有頻率時係如上述那樣從開始記錄加速度信號時起經過了1280毫秒為止時(圖5中的期間Rt)中止加速度信號的收集，除去了固有振動被雜訊成分所涵蓋的末期振動。
圖7係從以圖3的固有頻率測定裝置40收集的加速度數據求得的功率譜之例。在方塊S24中，處理器32對所收集的加速度數據執行利用FFT運算處理所進行的頻率分析。具體而言，處理器32係從記憶體34讀出並執行FFT運算程式。此時，處理器32係對所取得的加速度數據(4096個點)進行FFT運算處理，求取如圖6所示的振動之功率譜。處理器32以對應於功率譜之峰值PK2的振動頻率作為皮帶56之固有頻率。
此時，即使在未達10Hz之範圍中存在有功率譜之峰值，處理器32仍然忽視該峰值，並且處理器32係在10Hz以上的範圍中決定固有頻率。這是因為與皮帶56之固有振動無關的雜訊成分在未達10Hz之低頻區域中容易被檢測出來。藉由像這樣地決定固有頻率，能夠高精度地測定皮帶56之固有頻率。
在方塊S26中，處理器32將測得之固有頻率輸出至顯示部36及發送接收部42。顯示部36顯示測得之固有頻率，發送接收部42將測得之固有頻率發送至計算裝置10。計算裝置10根據固有頻率計算張力。此部分容後述。
在方塊S28中，發送接收部42接收以計算裝置10計算出的張力等，並且將接收的張力等輸出至處理器32。處理 器32將張力等輸出至顯示部36，使顯示部36顯示張力等。據此，由於計算出的張力也會顯示在固有頻率測定裝置40，因此能夠謀求測定工作的效率化。需要說明的是，也可以省略方塊S28的處理。
像這樣，當使用圖3中的固有頻率測定裝置40時，由於是根據直接安裝在皮帶56上的加速度感測器48所檢測出的加速度來測定皮帶56之固有頻率，因此皮帶56之振動係由加速度感測器48直接檢測出來。由此，測定結果不會像利用麥克風之非接觸式固有振動測定裝置那樣受到背景噪音等外部環境的妨礙，並且低頻振動也能夠正確地檢測出來，因此不管作為測定對象之皮帶56的振動是高頻振動或低頻振動，都能高精度地進行測定。是以，能夠在廣範圍的頻率中高精度地測定皮帶56之固有頻率。
而且，根據該固有頻率測定裝置40，在測定該皮帶56的固有頻率時，除去了含有大量與固有振動無關的雜訊成分的、剛施加振動之後的皮帶56的初期振動，並除去了皮帶56之固有振動被涵蓋在雜訊成分中的末期振動，並且在決定皮帶56之固有頻率時，除去了雜訊成分容易被檢測出的未達10Hz之頻率成分，因此能夠正確地測定該皮帶56之固有頻率。
需要說明的是，在上述中，對處理器32根據從皮帶56被施加了振動時起經過了80毫秒後起算1280毫秒之期間Rt中的加速度數據來測定皮帶56之固有頻率的情況進行了說明，但並不限於此。例如，用於皮帶56之固有頻率的測定的加速度數據中也可以包含從皮帶56被施加了振動時起經過未達80毫秒的期間內的數據，還可以包含從開始收集數據時起經過了超過1280毫秒的期間內的數據。
--計算裝置--
圖8係示出圖1的計算裝置10之結構示例的方塊圖。圖8的計算裝置10係根據以圖3的固有頻率測定裝置40測得之固有頻率來計算皮帶56之張力。並且，計算裝置10還進行：在設定皮帶之張力時，計算與目標張力相對應之適當的皮帶之固有頻率；顯示皮帶之單位質量及建議張力。亦即，計算裝置10作為皮帶張力計算裝置及皮帶固有頻率計算裝置等來運作。
圖8之計算裝置10具有處理器12、記憶體14、觸控螢幕16、發送接收部22、介面24以及麥克風26。處理器12例如經由發送接收部22或介面24來發送、接收數據。發送接收部22藉由無線的方式與外部之網絡(例如行動電話網絡82)之間進行數據的發送、接收。介面24以有線的方式經由通信鏈路與外部的個人電腦(PC：personal computer)86等之裝置之間進行數據的發送、接收。通信鏈路例如為通用序列匯流排(USB：universal serial bus)。PC86連接於區域網路(LAN)83。發送接收部22亦可藉由無線的方式與LAN83之間進行數據的發送、接收。
行動電話網絡82及LAN83連接於網際網路84等之廣域網路(WAN：wide area network)。發送接收部22或介面24例如經由網際網路84連接於規定之伺服器88。處理器12從伺服器88下載程式及其他計算用數據等，並預先存儲於記憶體14。
計算用數據例如包含：皮帶之單位質量、建議張力、用於校正理論式之校正式、以及校正式之適用範圍。按皮帶的種類或類型準備有該等單位質量、建議張力、校正式、以及校正式之適用範圍。程式中包含示出固有頻率與張力之間的關係之理論式。計算用數據等亦可被編入於程式內。
處理器12例如為DSP或CPU。處理器12從記憶體 14載入程式來執行。處理器12將應顯示的圖像數據輸出至觸控螢幕16。觸控螢幕16包含顯示器、以及作為輸入裝置之觸控感測面板。顯示器可以是使用有液晶顯示器、有機EL(electroluminescence)元件(亦稱為有機發光二極體)的顯示器等。觸控感測面板具有觸控感應面，該觸控感測面板可以幾乎為透明。觸控感測面板配置為至少覆蓋顯示器畫面的至少一部分。觸控螢幕16按照處理器12之輸出數據顯示圖像。並且，數據(例如皮帶之固有頻率及跨距)係藉由使用者觸碰觸控螢幕16的表面而被輸入觸控螢幕16。觸控螢幕16將被輸入的數據輸出至處理器12。處理器12根據被輸入的數據進行規定之計算，並且將得到的結果輸出至觸控螢幕16。觸控螢幕16顯示計算結果。
如上述那樣，計算裝置10具有作為電腦之結構部位，該計算裝置10執行程式。該程式係例如使計算裝置10執行後述處理中的至少一部分處理的程式。計算裝置10的典型之例可以為智慧型手機(高性能行動電話)、平板電腦、其他PC等。
圖9係流程圖，其示出在圖8中的計算裝置10中進行之處理的流程之例。以下各流程圖之處理例如係藉由處理器12執行從記憶體14載入之程式而進行。在方塊S102中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者之訊息。此時所顯示的訊息係用於詢問使用者想使用之功能為張力測定、張力設定、以及皮帶單位質量暨建議張力之顯示中的哪一個。使用者觸碰觸控螢幕16來選擇功能。處理器12從觸控螢幕16接收使用者之選擇。當使用者選擇張力測定時，進入方塊S104。當使用者選擇張力設定時，進入F2。當使用者選擇皮帶單位質量暨建議張力之顯示時，進入F3。
在方塊S104中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者皮帶之種類的訊息。皮帶之種類例如包含有V型皮帶、V型加肋皮帶(V-ribbed belt)、同步皮帶、及其他。使用者觸碰觸控螢幕16來選擇皮帶56之種類。處理器12從觸控螢幕16接收使用者之選擇。當使用者選擇V型皮帶時，進入方塊S112。當使用者選擇同步皮帶、V型加肋皮帶及其他時，分別進入方塊S142、方塊S154及方塊S164。
當使用者選擇V型皮帶時，在方塊S112中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者V型皮帶之類型的訊息。使用者觸碰觸控螢幕16來選擇皮帶56之類型。處理器12從觸控螢幕16接收使用者之選擇。在方塊S114中，處理器12依據皮帶的種類及類型從記憶體14讀出被選擇的皮帶之單位質量μ。單位質量μ的單位的典型之例為kg/m。
在方塊S118中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者跨距L的訊息。使用者觸碰觸控螢幕16來輸入皮帶56之跨距L。觸控螢幕16接收跨距L，處理器12從觸控螢幕16接收被輸入之跨距L。跨距L的單位的典型之例為m。
在方塊S120中，發送接收部22接收圖2中的皮帶56之固有頻率fm，並將該固有頻率fm輸出至處理器12。固有頻率fm係如上述那樣以圖3中的固有頻率測定裝置40所測得並發送之資訊。
在方塊S122中，處理器12例如從記憶體14讀出：示出與測定對象之皮帶相對應的、按皮帶的種類及類型設定之規定範圍的資訊。處理器12對被輸入之跨距是否在該規定範圍內進行判斷。當跨距在規定範圍內時，進入方塊S124，而在其他情形時則進入方塊S126。
在方塊S124中，處理器12依據皮帶之種類及類型從記憶體14讀出張力校正式kT之係數來使用。張力校正式kT係用於校正規定之計算式，使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小。張力校正式kT例如為跨距之線性式，但亦可為不同於此之式子。張力校正式kT可以按皮帶的種類及類型而為不同的式子，在方塊S124中，處理器12可以依據皮帶之種類及類型從記憶體14讀出張力校正式kT。在該情形下，在方塊S122中的規定範圍為對應於皮帶之種類及類型的範圍。
在方塊S122中的規定範圍係示出這樣的校正式的適用範圍。當被輸入之跨距在那樣的規定範圍之外而不進行方塊S124之處理時，以kT之值為1來處理。張力校正式kT容後述。
在方塊S126中，處理器12以下述式1計算跨距質量X。
X=μ L (式1)
在方塊S128中，處理器12對跨距質量X是否在規定範圍內進行判斷。當跨距質量X在規定範圍內時，進入方塊S130，而在其他情形時則進入方塊S134。
當利用安裝於皮帶56的加速度感測器57之輸出來測定皮帶56之固有頻率時，測得之固有頻率fm有時係受到加速度感測器57之質量的影響。因此，亦可利用使該影響減輕之頻率校正式kf來校正測得之固有頻率fm，並將其結果作為固有頻率使用。在方塊S130中，處理器12以例如下述式2來校正測得之固有頻率fm，使加速度感測器57之質量的影響減輕。
fa=kffm (式2)
無論皮帶之種類及類型如何，頻率校正式kf都可為同一個式子。頻率校正式kf亦可為按皮帶的種類、類型而設 定的式子，或者為按加速度感測器57的感測器質量而設定的式子。當按皮帶之種類、類型、或按感測器質量設定了頻率校正式kf時，處理器12例如在方塊S130中，從記憶體14讀出與皮帶56及感測器質量相對應之頻率校正式kf。在該情形下，在方塊S128中的規定範圍為對應於皮帶之種類、皮帶之類型、以及感測器質量之範圍。在不考慮加速度感測器57之質量的影響的情況下，只需將頻率校正式kf作為1即可。以下亦同。頻率校正式kf容後述。
在方塊S132中，處理器12利用V型皮帶用的規定之計算式來計算皮帶之張力。以下對皮帶之張力的計算進行說明。一般而言，皮帶之張力T0[N]、皮帶之單位質量μ、跨距L以及固有頻率f[Hz]之間存在如下述式3所示的關係。
f=1/(2L)‧(T0/μ)1/2 (式3)
其可以改寫成如下述式4所示之用於從固有頻率求取張力之理論式。
T0=4 μ L2f2 (式4)
在方塊S132中，處理器12校正式4使得起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小後計算皮帶之張力。亦即，處理器12利用以式4求得之張力T0乘以與皮帶56相對應之張力校正式kT而得到之下述式5來計算皮帶之張力T。
T=4 μ L2fa 2kT (式5)
在此，以校正後的固有頻率fa作為固有頻率f。
在方塊S134中，與方塊S132同樣地，處理器12利用V型皮帶用的規定之計算式來計算皮帶之張力，使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小。在此，處理器12利用測得之固有頻率fm，以下述式6計算張力T。
T=4 μ L2fm 2kT (式6)
如上述那樣，在式5及式6中係藉由乘以與皮帶56相對應之張力校正式kT來進行校正。
在方塊S132及S134中，處理器12亦可求取以規定之比例使已求得的張力T增加後得到之張力T1，或求取以規定之比例使已求得的張力T減少後得到之張力T2。例如，當測定之誤差估計為10%左右時，處理器12可以進一步求取：T1=1.1T
及/或T2=0.9T
並且，處理器12亦可求取與該些值相對應之固有頻率。
在方塊S136中，處理器12將在方塊S132或S134中已求得之張力T等或已測得之固有頻率fm等輸出並顯示於觸控螢幕16。觸控螢幕16例如顯示張力T、張力T1、張力T2、已測得之固有頻率fm、以及分別與張力T1及張力T2相對應之固有頻率。並且，處理器12將在方塊S132或S134中已求得之張力T等輸出至發送接收部22。發送接收部22將張力T等發送至圖3中的固有頻率測定裝置40。固有頻率測定裝置40接收並顯示張力T等(圖4中的方塊S28)。
以下，對張力校正式kT以及求取張力校正式kT的方法之例進行說明。圖10係說明圖，其示出用於求取皮帶張力與固有頻率之間的關係的測定裝置之例。在皮帶輪62與皮帶輪64之間繞掛有皮帶66。跨距L可以自由地設定。皮帶輪64之軸為可移動，在皮帶輪64之軸上，沿著離開皮帶輪62之方向施加有重錘68之重力。例如可利用測力計來測定施加於皮帶輪64之軸的力。在皮帶66安裝有例如三維加速度感測器67。由於圖10 之裝置為皮帶之各種試驗用的裝置，故能夠將跨距L調節為數m之長度。由於接近皮帶之實際使用狀態，因此能夠更正確的求取校正式。
在這樣的狀態下，以榔頭等敲擊皮帶66，並且例如從加速度感測器67之輸出來測定皮帶66之固有頻率。亦可用麥克風等之感測器來接收皮帶66所發出之聲音，並從該輸出來測定固有頻率。利用測得之頻率，按照圖9之流程進行處理來計算張力。此時，將校正式kT及kf之值固定為1。對於不同的幾個跨距，也同樣地計算張力。
圖11係曲線圖，其對於某個類型之V型皮帶，示出跨距與測得之張力之間的關係之例。儘管實際張力為一定，但測定值呈變化狀態。亦即，可以得知張力之誤差係對應於跨距而變化。
圖12係曲線圖，其示出與圖11之情形相對應的、跨距與係數A之間的關係之例。針對各測定值，求取測定值相對於實際張力的比。求得之比的倒數作為係數A顯示於圖12中。也就是說，對測定值乘以係數A即可求取正確的張力。在此，例如係利用最小平方法以一次函數來近似出圖12中之跨距L與係數A之間的關係。其結果是，可以得知係數A能夠藉由下式來得到。
A=0.20L+0.644
據此，在此處用於測定之類型的皮帶的情況下，於圖9之方塊S132及方塊S134中，使用下式作為張力校正式。
kT=0.20L+0.644
一般而言，可以認為存在有跨距較短時，張力之誤差就較大之傾向，並且從圖11可以認為，該式的適用範圍為 跨距在1700mm以下。因此，在此處用於測定之類型的皮帶的情況下，於圖9之方塊S122中，判斷跨距是否為1700mm以下。同樣地，對於其他種類或其他類型之皮帶，也求取校正式及其適用範圍，並存儲於記憶體14、或先編入程式內。若示例出一般化後的式子，則張力校正式kT為跨距L之線性式，亦即為下述式7(a及b為實數之常數)。
kT=aL+b (式7)
亦可只在皮帶之一部分種類及類型時進行利用張力校正式kT之校正。例如，亦可在V型皮帶之所有類型與同步皮帶之一部分的類型時利用式7之張力校正式kT，而在其他之皮帶時則將kT之值設為1。
接著，對頻率校正式kf進行說明。圖13係曲線圖，其示出考慮到加速度感測器57之質量而求得的皮帶之固有頻率fS與皮帶之理論上的固有頻率fT之間的關係之例。理論上的固有頻率fT係不考慮加速度感測器57之質量而求得。利用三維的梁元素(beam elements)模型，藉由有限元素法求取了皮帶之固有頻率fS。此時，使皮帶上安裝有加速度感測器57之部位的密度增加了相當於感測器之質量的量。圖13係當感測器質量為2g、皮帶之單位質量為54g/m時，改變跨距及張力而求得之結果。
利用最小平方法，得到固有頻率fS與固有頻率fT之間幾乎為下式所示之關係(在圖13之情況下，係數B為1.1027)。
fT=BfS
對於具有其他單位質量之皮帶，也進行同樣的計算來求取係數B。
圖14係曲線圖，其示出皮帶之單位質量與係數B之間的關係之例。此處，例如係利用最小平方法以指數函數來近似出圖14中之單位質量μ與係數B之間的關係。其結果是，可以得知係數B能夠藉由下式得到。
B=1.76 μ -0.12
據此，在此處用於測定之類型的皮帶的情況下，於圖9之方塊S132及方塊S134中，使用下式作為頻率校正式。
kf=1.76 μ -0.12
此外，例如在感測器質量為2g之情況下，當皮帶之跨距質量大於約60g時，藉由反應曲面法之分析可以得知無論跨距及張力如何，固有頻率fS相對於固有頻率fT之誤差會在3%左右。據此，亦可只在跨距質量未滿60g之情形下適用該校正式。在該情況下，在方塊S128中，處理器12對跨距質量X是否未滿60g進行判斷。同樣地，亦可對於其他種類或類型之皮帶，也求取校正式及其適用範圍，並存儲於記憶體14、或先編入程式內。並且，同樣地，亦可對於其他感測器質量先求取校正式及其適用範圍。若示例出一般化後的式子，則頻率校正式kf為皮帶之單位質量μ之指數函數的式子，亦即為下述式8(c及d為常數)。
kf=c μ d (式8)
回到圖9的說明。當使用者選擇同步皮帶時，在方塊S142中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者同步皮帶之類型的訊息。使用者觸碰觸控螢幕16來選擇皮帶56之類型。處理器12從觸控螢幕16接收使用者之選擇。在方塊S144中，處理器12依據皮帶之種類及類型從記憶體14讀出被選擇的皮帶之單位質量σ。單位質量σ的單位的典型之例為kg/m2。
在方塊S146，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者皮帶寬度的訊息。使用者觸碰觸控螢幕16來輸入皮帶56之皮帶寬度。處理器12從觸控螢幕16接收被輸入之皮帶寬度W。
在同步皮帶之情況下，於方塊S132及方塊S134中，處理器12利用同步皮帶用的規定之計算式來計算皮帶之張力。亦即，在式5及式6中，使用單位質量σ與皮帶寬度W之乘積來取代單位質量μ。具體而言，使用下述式9取代式5來計算張力。
T=4 σ WL2fa 2kT (式9)
並且，使用下述式10取代式6來計算張力。
T=4 σ WL2fm 2kT (式10)
其他處理與V型皮帶之情形時相同。
當使用者選擇V型加肋皮帶時，在方塊S154中，處理器12依據皮帶之種類從記憶體14讀出V型加肋皮帶之單位質量μ r(一個肋的每單位長度之質量)。單位質量μ r的單位的典型之例為kg/m。
在方塊S156中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者皮帶56之肋數的訊息。使用者觸碰觸控螢幕16來輸入肋數。處理器12從觸控螢幕16接收被輸入之肋數n。
在V型加肋皮帶之情況下，於方塊S132及方塊S134中，處理器12利用V型加肋皮帶用的規定之計算式來計算皮帶之張力。亦即，在式5及式6中，以單位質量μ r與肋數之乘積來取代單位質量μ。具體而言，使用下述式11取代式5來計算張力。
T=4n μ rL2fa 2kT (式11)
並且，使用下述式12取代式6來計算張力。
T=4n μ rL2fm 2kT (式12)
其他處理與V型皮帶之情形時相同。
當使用者選擇其他時，在方塊S164中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者皮帶之單位質量的訊息。使用者觸碰觸控螢幕16來輸入皮帶56單位質量。處理器12從觸控螢幕16接收被輸入之單位質量μ。單位質量μ的單位的典型之例為kg/m。在方塊S132及方塊S134中，將校正式kT之值設為例如1。其他處理與V型皮帶之情形時相同。
如上述那樣，當使用圖8之計算裝置10時，由於會輸入皮帶之固有頻率，因此不管是哪種固有頻率之測定方法，都可求取皮帶之張力。當跨距在與皮帶相對應之規定範圍內時，藉由與該皮帶相對應之張力校正式使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小，當跨距質量在與皮帶相對應之規定範圍內時，藉由與該皮帶相對應之頻率校正式來減輕用於測定固有頻率的感測器之質量的影響。據此，能夠更正確地求取皮帶之張力。當跨距或跨距質量在規定範圍外時，不進行不必要的校正。
在方塊S102、S104、S112、S118、S142、S146、S156及S164中，對處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者值等(想使用之功能、皮帶之種類、皮帶之類型、跨距L、皮帶寬度、皮帶之肋數及皮帶之單位質量)的訊息，使用者觸碰觸控螢幕16來輸入該些值等的情況進行了說明。然而，不限於此，在該些方塊中，發送接收部22也可以從固有頻率測定裝置40接收該些值等的至少一部分，並輸出至處理器12。
在該情況下，固有頻率測定裝置40具有小鍵盤(keypad)等，處理器32使顯示部36顯示詢問使用者想使用之功能、皮帶之種類、皮帶之類型、跨距L、皮帶寬度、皮帶之 肋數或皮帶之單位質量的訊息，使用者從小鍵盤等輸入該些值等。處理器12也可以經由發送接收部22及發送接收部42將詢問使用者該些值等的訊息發送至處理器32。
圖15係流程圖，其示出在圖8之計算裝置10中進行張力設定時的處理流程之例。在張力設定中，係求取與目標張力相對應之固有頻率(亦即目標固有頻率)。方塊S204之處理大致上與方塊S104相同。當使用者選擇V型皮帶、同步皮帶、V型加肋皮帶以及其他時，分別進入方塊S212、方塊S242、方塊S254以及方塊S264。
以下，對使用者選擇V型皮帶之情況進行說明。在方塊S212、方塊S214以及方塊218中之處理分別與圖9中的方塊S112、方塊S114以及方塊S118中之處理相同。
在方塊S220中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者皮帶之目標張力T的訊息。使用者碰觸觸控螢幕16來輸入皮帶56之目標張力T。觸控螢幕16接收目標張力T，處理器12從觸控螢幕16接收被輸入之目標張力T。在方塊S222、方塊S224及方塊S226中之處理分別與圖9中的方塊S122、方塊S124及方塊S126中之處理相同。當不進行方塊S224之處理時，以kT之值為1來處理。在方塊S228中，處理器12對跨距質量X是否在規定範圍內進行判斷。當跨距質量X在規定範圍內時，進入方塊S230，而在其他情形時則進入方塊S234。
在方塊S230中，處理器12計算與皮帶之目標張力相對應的固有頻率(亦即目標固有頻率)。改寫V型皮帶用之式5可以得到如下述式13。
fa=1/(2L)‧(T/μkT)1/2 (式13)
方塊S230中，處理器12利用式13計算皮帶56之目標固有頻 率。
在方塊S232中，處理器12對已求得之固有頻率進行校正，使要用來安裝在皮帶56以測定固有頻率的加速度感測器57之質量的影響減輕。亦即，處理器12以下式14來校正已求得之頻率fa，由此求取目標固有頻率fm。
fm=fa/kf (式14)
該式係從上述式2所求取。
改寫V型皮帶用之式6可以得到如下述式15。
fm=1/(2L)‧(T/μkT)1/2 (式15)
在方塊S234中，處理器12利用式15計算皮帶56之目標固有頻率。式13及式15係對求取固有頻率之式3進行了使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小的校正而得到的式子。該校正係藉由除以與皮帶56相對應之張力校正式kT之平方根來進行。
在方塊S230及方塊S234中，處理器12亦可求取以規定之比例使已求得的目標固有頻率fm增加後得到之目標固有頻率f1，或求取以規定之比例使已求得的目標固有頻率fm減少後得到之目標固有頻率f2。例如，當測定之誤差估計為10%左右時，處理器12可以進一步求取：f1=1.1fm
及/或f2=0.9fm
並且，處理器12亦可求取與該些值相對應之張力。
在方塊S236中，處理器12將在方塊S230或方塊S234中已求得的目標固有頻率fm等或輸入的目標張力等輸出並顯示於觸控螢幕16。觸控螢幕16例如顯示目標固有頻率f、目標固有頻率f1、目標固有頻率f2、被輸入的目標張力、以及分別與 目標固有頻率f1及目標固有頻率f2相對應之張力。並且，處理器12將在方塊S230或S234中已求得的目標固有頻率fm或被輸入的目標張力等輸出至發送接收部22。發送接收部22將目標固有頻率fm或被輸入的目標張力等發送至圖3中的固有頻率測定裝置40。
固有頻率測定裝置40接收並顯示目標固有頻率fm或被輸入的目標張力等(圖4中的方塊S28)。隨後，使用者係將加速度感測器57等安裝於皮帶56來測定固有頻率，並調整張力使固有頻率成為例如目標固有頻率f。據此，能夠使皮帶之張力幾乎成為目標張力。
以下，對使用者選擇同步皮帶之情況進行說明。在方塊S242、方塊S244及方塊S246中之處理分別與在圖9中的方塊S142、方塊S144及方塊S146中之處理相同。
在同步皮帶的情況下，於方塊S230及方塊S234中，處理器12利用同步皮帶用的規定之計算式計算目標固有頻率。亦即，使用下述式16取代式13來計算目標固有頻率。
fa=1/(2L)‧(T/σWkT)1/2 (式16)
並且，使用下述式17取代式15來計算目標固有頻率。
fm=1/(2L)‧(T/σWkT)1/2 (式17)
式16係改寫式9而得到，式17係改寫式10而得到。其他處理與V型皮帶之情形時相同。
以下，對使用者選擇V型加肋皮帶之情況進行說明。在方塊S254及方塊S256中之處理分別與在圖9中的方塊S154及方塊S156中之處理相同。
在V型加肋皮帶的情況下，於方塊S230及方塊S234中，處理器12利用V型加肋皮帶用的規定之計算式來計算 目標固有頻率。亦即，使用下述式18取代式13來計算目標固有頻率。
fa=1/(2L)‧(T/n μ rkT)1/2 (式18)
並且，使用下述式19取代式15來計算目標固有頻率。
fm=1/(2L)‧(T/n μ rkT)1/2 (式19)
式18係改寫式11而得到，式19係改寫式12而得到。其他處理與V型皮帶之情形時相同。
以下，對使用者選擇其他之情況進行說明。在方塊S264中之處理與在圖9中的方塊S164中之處理相同。在方塊S230及方塊S234中，將校正式kT之值設為例如1。其他處理與V型皮帶之情形時相同。
如上述那樣，當使用圖8之計算裝置10時，能夠根據皮帶之目標張力來求取與目標張力相對應之目標固有頻率。使用者係一邊測定皮帶之固有頻率，一邊設定皮帶之張力以使皮帶之固有頻率成為目標固有頻率。如此，能夠將皮帶之張力設定為目標張力。
當跨距在與皮帶相對應之規定範圍內時，藉由與該皮帶相對應之張力校正式使起因於皮帶之彎曲剛性的誤差變小，當跨距質量在與皮帶相對應之規定範圍內時，藉由與該皮帶相對應之頻率校正式來減輕用於測定固有頻率的感測器之質量的影響。據此，能夠更正確地求取皮帶之目標固有頻率。當跨距或跨距質量在規定範圍外時，不進行不必要的校正。
圖16係流程圖，其示出在圖8之計算裝置10中顯示皮帶單位質量及建議張力時的處理流程之例。在方塊S304中，處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者皮帶之種類的訊息。皮帶之種類例如包含有V型皮帶、V型加肋皮帶及同步皮帶。使用 者觸碰觸控螢幕16來選擇皮帶之種類。處理器12從觸控螢幕16接收使用者之選擇。當使用者選擇V型皮帶時，進入方塊S312。當使用者選擇同步皮帶及V型加肋皮帶時，分別進入方塊S342及S354。
以下，對使用者選擇V型皮帶之情況進行說明。在方塊S312中之處理與在圖9中的方塊S112中之處理相同。在方塊S314中，處理器12從記憶體14讀出被選擇的皮帶之單位質量及建議張力等。在方塊S336中，處理器12將讀出的單位質量及建議張力等輸出至觸控螢幕16。觸控螢幕16顯示單位質量及建議張力等。並且，處理器12將讀出的單位質量及建議張力等輸出至發送接收部22。發送接收部22將讀出的單位質量及建議張力等發送至圖3中的固有頻率測定裝置40。固有頻率測定裝置40接收並顯示單位質量及建議張力等(圖4中的方塊S28)。
以下，對使用者選擇同步皮帶之情況進行說明。在方塊S342及方塊S346中之處理分別與在圖9中的方塊S142及S方塊146中之處理相同。在方塊S344中，處理器12從記憶體14讀出被選擇的皮帶之單位質量及每單位寬度之建議張力。在方塊S334中，處理器12以每單位寬度之建議張力乘以皮帶寬度來求取建議張力。在方塊S336中之處理與V型皮帶之情形時相同。
以下，對使用者選擇V型加肋皮帶之情況進行說明。在方塊S354中，處理器12從記憶體14讀出皮帶之單位質量及每個肋之建議張力。在方塊S356中之處理與在圖9中的方塊S156中之處理相同。在方塊S334中，處理器12以每個肋之建議張力乘以肋數來求取建議張力。在S336中之處理與V型皮帶之情形時相同。
如上述那樣，當使用圖8之計算裝置10時，使用者 不參照設計資料等就能夠得知皮帶之單位質量及建議張力。
在圖15及圖16中的方塊S204、S212、S218、S220、S242、S246、S256、S264、S312、S342、S346及S356中，對處理器12使觸控螢幕16顯示詢問使用者值等(皮帶之種類、皮帶之類型、跨距L、皮帶之目標張力T、皮帶寬度、皮帶之肋數及皮帶之單位質量)的訊息，使用者處碰觸控螢幕16來輸入該些值等的情況進行了說明。然而，不限於此，在該些方塊中，發送接收部22也可以從固有頻率測定裝置40接收該些值等的至少一部分，並輸出至處理器12。
在該情況下，固有頻率測定裝置40具有小鍵盤)等，處理器32使顯示部36顯示詢問使用者皮帶之種類、皮帶之類型、跨距L、皮帶之目標張力T、皮帶寬度、皮帶之肋數或皮帶之單位質量的訊息，使用者從小鍵盤等輸入該些值等。處理器12也可以經由發送接收部22及發送接收部42將詢問使用者該些值等的訊息發送至處理器32。
如上所述，當使用圖1中的系統時，由於使用加速度感測器，因此能夠在廣範圍的頻率中高精度地測定皮帶之固有頻率。並且，由於使用能夠認為眾多的使用者已經擁有的通用的計算裝置(智慧型手機等)，因此能夠高精度而低成本地求取皮帶之張力。
圖17係概念圖，其示出圖1之系統的其他例。圖17中的系統具有固有頻率測定裝置240及計算裝置10。該系統不進行無線通信，而是藉由聲音在固有頻率測定裝置240與計算裝置10之間傳輸資訊。
圖18係示出圖17之固有頻率測定裝置240之結構示例的方塊圖。除了具有揚聲器46來取代發送接收部42這一點 以外，固有頻率測定裝置240與圖3中的固有頻率測定裝置40具有同樣的構造。例如，如圖17所示，固有頻率測定裝置240在背面具有揚聲器46，揚聲器46配置於計算裝置10之麥克風26的附近。也可以使揚聲器46緊靠於計算裝置10之麥克風26。
固有頻率測定裝置240執行圖4中的處理。但是，在方塊S26中，處理器32從揚聲器46藉由聲音輸出測得的頻率之資訊。方塊S28之處理不執行。聲音例如可以是測得之頻率的聲音，也可以是遵循在測得之頻率與被輸出的聲音之頻率之間預先決定好的關係的、與測得之頻率相對應之頻率的聲音。處理器32也可以將測得之頻率的資訊編碼，並根據得到的碼來調變規定之頻率的聲音。當使用圖17中的系統時，由於不需要進行無線通信，因此能夠謀求固有頻率測定裝置240的低成本化。
需要說明的是，在圖9之方塊S120中，也可以是使用者觸碰觸控螢幕16來輸入以固有頻率測定裝置40測得之固有頻率fm，並且處理器12從觸控螢幕16接收被輸入的固有頻率fm。
處理器12也可以將從觸控螢幕16被輸入的數據、從固有頻率測定裝置40、240所接收的數據以及已使觸控螢幕16顯示的數據存儲於記憶體14，並根據使用者的要求使觸控螢幕16顯示該些數據。處理器32也可以將與計算裝置10之間發送、接收的數據、以及已使顯示器36顯示的數據存儲於記憶體34，並根據使用者的要求使顯示器36顯示該些數據。
本說明書中之各功能方塊的典型之例可為以硬體來實現。例如各功能方塊可以作為IC(積體電路)之一部分形成於半導體基板上。在此，IC包含大型積體電路(LSI：large-scale integrated circuit)、特定應用積體電路(ASIC：application-specific integrated circuit)、閘陣列、現場可程式閘陣列(FPGA：field programmable gate array)等。各功能方塊之一部分或全部可以由軟體取代來實現。例如，這樣的功能方塊能夠藉由在處理器以及在處理器上執行的程式來實現。換句話說，在本說明書中說明的各功能方塊既可由硬體來實現，亦可由軟體來實現，還可由硬體與軟體之任意組合來實現。
當上述之處理由軟體來實現時，例如可以使用微代碼、組合語言之代碼、或者更高階之語言之代碼。代碼可以存儲在一個以上的揮發性或非揮發性之電腦可讀記錄媒體。電腦可讀記錄媒體包含隨機存取記憶體(RAM：random access memory)、唯讀記憶體(ROM：read only memory)、電性可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體、磁性記錄媒體、光學記錄媒體等。
本發明之眾多的特徵及優勢從已記載之說明中能明確得知，由此，意圖以所附的申請專利範圍來涵蓋本發明之此般特徵及優勢的全部。再者，由於本領域中的技術人員能夠容易地進行眾多的變更及改變，本發明不應被限定為與圖示所記載之內容完全相同之結構及動作。因此，所有適當的改變發明及等價發明都包括在本發明之範圍內。
〔產業上的可利用性〕
如上所述，本發明對於固有頻率測定裝置、皮帶張力計算程式及方法、以及皮帶固有頻率計算程式及方法等是有用的。
10‧‧‧計算裝置(皮帶張力計算裝置、皮帶固有頻率計算裝置)
16‧‧‧觸控螢幕(輸入裝置、顯示器)
30‧‧‧測定器
36‧‧‧顯示部
37‧‧‧電源開關
38‧‧‧監測開關
39‧‧‧電源指示器
40‧‧‧固有頻率測定裝置
48‧‧‧加速度感測器
49‧‧‧通信纜線

Claims (14)

  1. 一種固有頻率測定裝置，其係在皮帶張設於至少兩個帶輪上的皮帶傳動裝置中，從施加振動於所述皮帶位於相鄰的帶輪之間的部分時的振動來測定所述皮帶之固有頻率，其特徵在於：具備：加速度感測器，其安裝在所述皮帶的所述部分，並檢測來自於所述皮帶之振動的加速度；以及測定器，其根據由所述加速度感測器所檢測出的加速度來測定所述皮帶之固有頻率，所述測定器將所述固有頻率發送至根據所述固有頻率進行求取所述皮帶之張力的計算的皮帶張力計算裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的固有頻率測定裝置，其中：所述測定器接收並顯示由所述皮帶張力計算裝置計算出的所述皮帶之張力。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的固有頻率測定裝置，其中：所述測定器具有輸入裝置，所述測定器將藉由所述輸入裝置被輸入的所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型發送至所述皮帶張力計算裝置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的固有頻率測定裝置，其中：所述測定器藉由無線的方式發送所述固有頻率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的固有頻率測定裝置，其中：所述測定器藉由聲音發送所述固有頻率。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的固有頻率測定裝置，其中： 所述測定器從進行求取所述皮帶之目標固有頻率的計算的皮帶固有頻率計算裝置接收並顯示所述目標固有頻率。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的固有頻率測定裝置，其中：所述測定器具有輸入裝置，所述測定器將藉由所述輸入裝置被輸入的所述皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型發送至所述皮帶固有頻率計算裝置。
  8. 一種皮帶張力計算程式，其使電腦執行：接收皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型的處理；從測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置接收所述固有頻率的處理；根據所述固有頻率、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之張力的計算的處理；以及使顯示器顯示所述求得之張力的處理，當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的皮帶張力計算程式，其進一步使電腦執行將所述求得之張力發送至所述固有頻率測定裝置的處理。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的皮帶張力計算程式，在接收所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型的處理中，從所述固有頻率測定裝置接收所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型。
  11. 一種皮帶固有頻率計算程式，其使電腦執行：接收皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型的處理；根據所述目標張力、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之目標固有頻率的計算的處理；使顯示器顯示所述求得之目標固有頻率的處理；以及將所述求得之目標固有頻率發送至測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置的處理，當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的皮帶固有頻率計算程式，在接收所述皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型的處理中，從所述固有頻率測定裝置接收所述皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型。
  13. 一種皮帶張力計算方法，其係：接收皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型；從測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置接收所述固有頻率；根據所述固有頻率、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之張力的計算；以及使顯示器顯示所述求得之張力，當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述 規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
  14. 一種皮帶固有頻率計算方法，其係：接收皮帶之目標張力、所述皮帶之跨距、以及所述皮帶之種類或類型；根據所述目標張力、所述跨距、以及從記憶體讀出的所述皮帶之單位質量，利用規定的計算式進行求取所述皮帶之目標固有頻率的計算；使顯示器顯示所述求得之目標固有頻率；以及將所述求得之目標固有頻率發送至測定所述皮帶之固有頻率的固有頻率測定裝置，當所述跨距在與所述皮帶相對應之規定範圍內時，所述規定的計算式被校正為使得起因於所述皮帶之彎曲剛性的誤差變小。
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