JP2018189397A - Vibration measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】振動発生状況のトレンドを精度よく測定することが可能な振動測定装置を提供する。【解決手段】振動測定装置は、振動発生状況のトレンドを測定する本測定の前に、測定対象物に加わる振動による加速度を加速度センサで所定の時間測定し、測定した加速度に基づいて、加速度基準値を算出する基準値測定を実施する。基準値測定では、振動測定装置は、測定対象物に加わることが想定される最小周波数の振動の1周期以上の所定の時間の間に、測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の1周期以下の間隔で加速度センサの出力を複数回サンプリングし(ステップS1100)、その加速度を平均することにより平均値からなる加速度基準値を算出する(ステップS1200)。本測定では、振動測定装置は、算出された加速度基準値を用いて、測定対象物に加わる振動のトレンドを測定する。【選択図】図3A vibration measuring apparatus capable of accurately measuring a trend of a vibration occurrence state is provided. A vibration measuring apparatus measures an acceleration due to vibration applied to a measurement object for a predetermined time by an acceleration sensor before a main measurement for measuring a trend of vibration occurrence state, and based on the measured acceleration, an acceleration reference Perform a reference value measurement to calculate the value. In the reference value measurement, the vibration measurement device is configured to vibrate at the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object during a predetermined time of one cycle or more of the vibration at the minimum frequency assumed to be applied to the measurement object. The acceleration sensor output is sampled a plurality of times at intervals of 1 cycle or less (step S1100), and the acceleration is averaged by calculating the acceleration reference value (step S1200). In this measurement, the vibration measuring device measures a trend of vibration applied to the measurement object using the calculated acceleration reference value. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、振動測定装置に関し、特に、振動発生状況のトレンドを測定する振動測定装置に関する。 The present invention relates to a vibration measuring apparatus, and more particularly to a vibration measuring apparatus that measures a trend of a vibration occurrence state.
配電盤等の受配電機器は、種々の環境に設置される。こうした機器では、不具合の発生有無又は内部機器寿命は設置される環境の影響を受ける。例えば、道路又は鉄道等の交通用途に使用される受配電機器は、車両の走行等によって常時又は間欠的に振動が発生する高架上等の場所に設置されることがある。このような環境に設置される受配電機器では、振動に起因する不具合(例えば、振動による締結部の緩み、電線の断線、又は被覆部の摩耗破損等)が散見される。さらに、設置環境の振動発生状況は、交通量の増減、又は設置場所の構造劣化等によっても変動する可能性がある。 Power receiving / distributing equipment such as a switchboard is installed in various environments. In such devices, the occurrence of defects or the lifetime of internal devices are affected by the environment in which they are installed. For example, power distribution equipment used for traffic applications such as roads and railways may be installed in places such as on elevated roads where vibrations are generated constantly or intermittently due to traveling of vehicles and the like. In power receiving and distributing equipment installed in such an environment, troubles due to vibration (for example, loosening of a fastening part due to vibration, disconnection of an electric wire, wear damage of a covering part, etc.) are occasionally seen. Furthermore, the vibration occurrence state of the installation environment may vary due to increase or decrease in traffic volume, structural deterioration of the installation location, or the like.
こうした点を勘案すると、受配電機器の仕様決定、又はメンテナンスの適切な実施方針等を決定する上で、設置環境における振動発生状況のトレンドを測定することが重要となる。加えて、設置環境の健全性を長期的に監視する上でも、振動発生状況のトレンドを測定することは重要となる。振動測定の実施に際しては、従来、加速度センサを備えたデータロガーが一般に利用されている。データロガーによる振動測定では、一定期間の間隔で瞬時の加速度が記録される。 Considering these points, it is important to measure the trend of vibration occurrence in the installation environment when determining the specifications of the power receiving and distributing equipment or determining an appropriate implementation policy for maintenance. In addition, it is important to measure the trend of the occurrence of vibration in monitoring the soundness of the installation environment over the long term. Conventionally, a data logger provided with an acceleration sensor has been used to perform vibration measurement. In vibration measurement using a data logger, instantaneous acceleration is recorded at regular intervals.
ここで、高架上等の場所では、車両の通行によって発生する振動は低周波(例えば20Hz以下)かつ低加速度(例えば0.1〜0.2G)であることが知られている。振動発生状況の測定では、このような条件で加速度を正確に測定する必要がある。しかし、振動の測定に用いられる加速度センサは、重力加速度を含めた形で加速度が出力され、また、発生加速度に対して出力にバラツキがある。小さな加速度を測定する場合には、このような出力のバラツキ等が問題となる。 Here, it is known that vibrations generated by the passage of a vehicle have a low frequency (for example, 20 Hz or less) and a low acceleration (for example, 0.1 to 0.2 G) at a place such as an overhead. In measurement of the vibration occurrence state, it is necessary to accurately measure acceleration under such conditions. However, an acceleration sensor used for measuring vibration outputs acceleration in a form including gravitational acceleration, and the output varies with respect to the generated acceleration. When measuring a small acceleration, such a variation in output becomes a problem.
加速度センサのなかには、重力加速度をカットし、動的な加速度のみを検知するセンサもある。しかし、このような加速度センサは、高価であり、かつ、低周波領域で感度が低下するという不都合がある。そのため、上記条件に対して、加速度を正確に測定することは困難となる。 Some acceleration sensors cut gravity acceleration and detect only dynamic acceleration. However, such an acceleration sensor is expensive and has a disadvantage that sensitivity is lowered in a low frequency region. Therefore, it is difficult to accurately measure the acceleration with respect to the above conditions.
加速度センサのバラツキに関して、後掲の特許文献1には、加速度センサに外力が作用していない期間の出力平均値をもって零点を補正する方法が開示されている。 Regarding the variation of the acceleration sensor, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a method of correcting the zero point with an output average value during a period in which no external force is applied to the acceleration sensor.
特許文献1に開示の方法では、外力が作用していないことが明らかな一定期間に加速度センサの出力平均値を求める必要がある。上述のように、高架上等に設置された受配電機器は、車両の通行等によって常時又は間欠的に振動を受ける。そのため、こうした環境では、外力が作用していない期間の出力平均値を求めることは容易ではない。したがって、特許文献1に開示の方法では、常時又は間欠的に振動が発生する環境において、受配電機器等の測定対象物に加わる振動(加速度)を正確に測定することが困難となる。
In the method disclosed in
さらに、瞬時の加速度を記録する従来の記録方法では、時間当たりのデータ量が膨大になるという不都合がある。トレンドを記録した場合、記録されるデータ量が大きくなり過ぎるため、データ処理が煩雑となる。そのため、振動発生状況のトレンドを把握することが困難となる。加えて、加速度データを装置内部のメモリに記録する場合は記録容量の大きなメモリが必要となり、通信により外部の記録媒体に記録する場合は高速通信が可能な通信装置が必要となる。これにより、装置が高価となるため、トレンドを測定する妨げにもなる。 Furthermore, the conventional recording method for recording instantaneous acceleration has a disadvantage that the amount of data per hour becomes enormous. When a trend is recorded, the amount of data to be recorded becomes too large, and data processing becomes complicated. Therefore, it becomes difficult to grasp the trend of the vibration occurrence situation. In addition, when recording acceleration data in a memory inside the apparatus, a memory having a large recording capacity is required, and when recording on an external recording medium by communication, a communication apparatus capable of high-speed communication is required. This increases the cost of the device, which also hinders trend measurement.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の1つの目的は、振動発生状況のトレンドを精度よく測定することが可能な振動測定装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a vibration measuring apparatus capable of accurately measuring the trend of the vibration occurrence state. is there.
上記目的を達成するために、本発明の一の局面に係る振動測定装置は、測定対象物に取り付けられる加速度センサと、測定対象物に加わることが想定される最小周波数の振動の1周期以上の所定の時間の間に、測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の1周期以下の間隔で複数回測定した加速度センサの出力の平均からなる加速度基準値を算出するための基準値算出手段と、加速度基準値を用いて、測定対象物に加わる振動のトレンドを測定するためのトレンド測定手段とを含む。トレンド測定手段は、測定対象物に加わる振動による加速度と加速度基準値との差分値を加速度センサの出力を用いて算出するための差分値算出手段と、差分値算出手段が算出した差分値を閾値と比較し、閾値以上の差分値の発生頻度を測定するための頻度測定手段と、頻度測定手段が測定した発生頻度の時系列を記録媒体に記録するための記録手段とを含む。 In order to achieve the above object, a vibration measuring apparatus according to one aspect of the present invention includes an acceleration sensor attached to a measurement object, and one or more cycles of vibration of a minimum frequency assumed to be applied to the measurement object. A reference value for calculating an acceleration reference value consisting of the average of the output of the acceleration sensor measured several times at intervals of one cycle or less of the vibration of the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object during a predetermined time And calculating means and trend measuring means for measuring a trend of vibration applied to the measurement object using the acceleration reference value. The trend measuring means includes a difference value calculating means for calculating a difference value between an acceleration due to vibration applied to the measurement object and an acceleration reference value by using an output of the acceleration sensor, and a difference value calculated by the difference value calculating means as a threshold value. The frequency measurement means for measuring the occurrence frequency of the difference value equal to or greater than the threshold value, and the recording means for recording the time series of the occurrence frequency measured by the frequency measurement means on the recording medium.
基準値算出手段は、測定対象物に加わることが想定される最小周波数の振動の1周期以上の所定の時間の間に、測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の1周期以下の間隔で複数回測定した加速度センサの出力の平均からなる加速度基準値を算出する。すなわち、基準値算出手段は、測定対象物に加わる振動による加速度を加速度センサで測定し、加速度の変動方向(振動の振幅方向)における中心の値(中心値)を加速度基準値として算出する。これにより、測定対象物が設置される環境が、常時又は間欠的に振動が発生する環境であっても、基準値を算出できる。トレンド測定手段は、差分値算出手段によって、測定対象物に加わる振動による加速度と加速度基準値との差分値を加速度センサの出力を用いて算出する。測定対象物に加わる振動による加速度と加速度基準値との差分値を算出することで、加速度センサの特性バラツキによるオフセット、及び重力加速度によるオフセット等に起因する誤差をキャンセルできる。これにより、加速度の測定精度が向上する。 The reference value calculation means is equal to or less than one cycle of vibration of the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object during a predetermined time of one cycle or more of vibration of the minimum frequency assumed to be applied to the measurement object. An acceleration reference value consisting of an average of the outputs of the acceleration sensor measured a plurality of times at intervals of is calculated. That is, the reference value calculation means measures acceleration due to vibration applied to the measurement object with an acceleration sensor, and calculates a center value (center value) in the acceleration fluctuation direction (vibration amplitude direction) as the acceleration reference value. As a result, the reference value can be calculated even if the environment in which the measurement object is installed is an environment in which vibration occurs constantly or intermittently. The trend measuring means calculates the difference value between the acceleration due to the vibration applied to the measurement object and the acceleration reference value by using the output of the acceleration sensor. By calculating the difference value between the acceleration due to the vibration applied to the measurement object and the acceleration reference value, it is possible to cancel an error due to an offset due to characteristic variation of the acceleration sensor, an offset due to gravity acceleration, and the like. Thereby, the measurement accuracy of acceleration improves.
トレンド測定手段はさらに、頻度測定手段によって、算出した差分値を閾値と比較し、閾値以上の差分値の発生頻度を測定した後、記録手段によって、測定した発生頻度の時系列を記録媒体に記録する。記録媒体には、加速度の波形そのものではなく、閾値以上の差分値の発生頻度が記録されるので、記録媒体に記録するデータ量を大幅に低減できる。すなわち、振動発生状況のトレンド、又は設置環境毎の比較が極めて容易な数値データとして加速度データを記録できる。これにより、トレンドを記録した場合でもデータ処理が容易となるので、振動発生状況のトレンドを容易に把握できる。加えて、記録容量の大きな記録媒体が不要となり、又、外部の記録媒体に記録する場合でも高速通信が可能な通信装置が不要となる。これにより、振動発生状況のトレンドを精度よく測定することが可能な振動測定装置を安価で提供できる。 The trend measuring means further compares the calculated difference value with the threshold value by the frequency measuring means, measures the occurrence frequency of the difference value equal to or greater than the threshold value, and then records the time series of the measured occurrence frequency on the recording medium by the recording means. To do. Since the recording medium records not the acceleration waveform itself but the frequency of occurrence of the difference value equal to or greater than the threshold value, the amount of data recorded on the recording medium can be greatly reduced. That is, the acceleration data can be recorded as a trend of vibration occurrence status or numerical data that is extremely easy to compare for each installation environment. Thereby, even when the trend is recorded, the data processing becomes easy, so that the trend of the vibration occurrence state can be easily grasped. In addition, a recording medium having a large recording capacity is not required, and a communication device capable of high-speed communication even when recording on an external recording medium is not required. As a result, it is possible to provide a vibration measuring apparatus that can accurately measure the trend of the vibration occurrence state at a low cost.
好ましくは、基準値算出手段は、測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の周期の10分の1以下の時間間隔で加速度センサにより測定対象物に加わる加速度を測定するための測定手段と、所定の時間の間の測定手段による測定値の平均を加速度基準値として算出するための算出手段とを含む。 Preferably, the reference value calculation means is a measurement for measuring the acceleration applied to the measurement object by the acceleration sensor at a time interval of 1/10 or less of the period of vibration of the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object. Means and a calculating means for calculating an average of measurement values obtained by the measuring means during a predetermined time as an acceleration reference value.
より好ましくは、上記所定の時間は、最小周波数の振動の周期の10倍以上の時間である。 More preferably, the predetermined time is a time that is not less than 10 times the period of vibration of the minimum frequency.
さらに好ましくは、振動測定装置はさらに、差分値算出手段が算出した、発生頻度の測定期間中における差分値の最大値を加速度最大値として抽出するための最大値抽出手段を含み、記録手段は、頻度測定手段が測定した発生頻度とともに、最大値抽出手段が抽出した加速度最大値を記録媒体に記録する。 More preferably, the vibration measuring device further includes a maximum value extracting unit for extracting the maximum value of the difference value during the measurement period of the occurrence frequency calculated by the difference value calculating unit as an acceleration maximum value, and the recording unit includes: Along with the occurrence frequency measured by the frequency measuring means, the maximum acceleration value extracted by the maximum value extracting means is recorded on the recording medium.
さらに好ましくは、頻度測定手段は、差分値算出手段が算出した差分値を複数の閾値の各々と比較し、複数の閾値の各々について、当該閾値以上の差分値の発生頻度を測定するための手段を含む。 More preferably, the frequency measuring means compares the difference value calculated by the difference value calculating means with each of a plurality of threshold values, and measures the occurrence frequency of the difference value equal to or greater than the threshold value for each of the plurality of threshold values. including.
さらに好ましくは、加速度センサは、当該加速度センサに固定された3次元直交座標の3軸方向の加速度を検出する3軸加速度センサを含み、差分値算出手段は、3軸方向の各加速度と加速度基準値との差分値を算出するための手段を含み、頻度測定手段は、3軸方向の差分値のうちの最も大きい差分値を閾値と比較して、閾値以上の差分値の発生頻度を測定するための手段を含み、振動測定装置はさらに、差分値算出手段が算出した、発生頻度の測定期間中における3軸方向の差分値の最大値を加速度最大値として抽出するための最大値抽出手段を含む。 More preferably, the acceleration sensor includes a three-axis acceleration sensor that detects acceleration in a three-axis direction of a three-dimensional orthogonal coordinate fixed to the acceleration sensor, and the difference value calculation means includes each acceleration in the three-axis direction and an acceleration reference. Means for calculating a difference value with respect to the value, and the frequency measuring means measures the occurrence frequency of the difference value equal to or greater than the threshold value by comparing the largest difference value among the difference values in the three axis directions with the threshold value. The vibration measuring apparatus further includes a maximum value extracting means for extracting, as the acceleration maximum value, the maximum value of the difference values in the three axis directions during the occurrence frequency measurement period calculated by the difference value calculating means. Including.
以上のように、本発明によれば、振動発生状況のトレンドを精度よく測定することが可能な振動測定装置を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a vibration measuring apparatus capable of accurately measuring the trend of the vibration occurrence state.
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明及び図面においては、同一の部品又は構成要素には同一の参照符号及び名称を付してある。それらの機能も同様である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description and drawings, the same reference numerals and names are assigned to the same parts or components. Their functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
(実施の形態)
[構成]
図1を参照して、本実施の形態に係る振動測定装置50は、例えば、車両の走行等によって常時又は間欠的に振動が発生する高架上に設置された受配電機器に設置され、当該受配電機器に加わる振動(設置環境の振動発生状況)のトレンドを測定する。
(Embodiment)
[Constitution]
Referring to FIG. 1,
振動測定装置50は、加速度センサ100、CPU(Central Processing Unit)200、メモリ300、及び電源400を含む。加速度センサ100は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を応用した加速度センサICである。この加速度センサ100は、加速度センサ100に固定された3次元直交座標の3軸(XYZ軸)方向の加速度をそれぞれ検出する3軸加速度センサである。そのため、加速度センサ100では、少なくとも1軸が重力加速度の影響を受けて約1Gオフセットする。また、加速度センサ100の設置角度によっては、各軸に与えるオフセットの影響は変動する可能性がある。さらに、重力加速度は、地域によっても微妙に変動する。
The
CPU200は、振動測定装置50全体の動作を制御する。CPU200には、加速度センサ100からの出力が入力される。CPU200は、加速度センサ100で検出された加速度に対して演算処理を行なう。メモリ300は、RAM(Random access memory)、ROM(Read only memory)、及び加速度データを記録するための記録装置を含む。記録装置は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体を含む。メモリ300には、CPU200が演算処理等を実行するためのプログラム及びデータが記憶される。CPU200は、演算処理によって得られたデータをメモリ300(記録装置)に記録する。電源400は、振動測定装置50の各部に電力を供給する。
The
高架上等の場所では、車両の通行等によって低周波かつ低加速度の振動が発生する。振動発生状況のトレンドの測定では、このような条件(測定対象)の振動を精度よく測定する必要がある。一方、振動の測定に用いられる加速度センサでは、特性バラツキに起因するオフセット誤差等が生じる。そのために、本振動測定装置50は、振動発生状況のトレンドを測定する本測定の前に、オフセット誤差等をキャンセルするための加速度基準値の測定(以下「基準値測定」と記す)を実施する。加速度基準値とは、加速度の変動方向(振動の振幅方向)における中心の値(以下「中心値」と記す)である。この中心値は、測定対象物(例えば受配電機器)に加わることが想定される周波数の振動に対して1周期以下の所定の時間間隔で1周期以上の所定の時間、加速度を測定し、測定した加速度の平均値によって算出される。こうして算出された中心値は、後述するように、センサ出力の零点を与える。
In places such as overpasses, vibrations with low frequency and low acceleration occur due to traffic of vehicles. In the measurement of the trend of the vibration occurrence state, it is necessary to accurately measure the vibration under such conditions (measurement target). On the other hand, in an acceleration sensor used for vibration measurement, an offset error or the like due to characteristic variation occurs. For this purpose, the
振動測定装置50はさらに、本測定において、加速度センサ100が検出した加速度と加速度基準値との差分値を算出する。すなわち、動的加速度は、加速度の測定値と加速度基準値との差分により求められる。振動測定装置50は、算出した差分値を予め設定された所定の閾値と比較して、閾値以上の差分値(加速度)の発生頻度を測定する。振動測定装置50は、得られた発生頻度、及び、発生頻度の測定期間中における差分値の最大値(加速度最大値)を所定の記録媒体に時系列に記録する。
The
[ソフトウェア構成]
図2を参照して、振動発生状況のトレンドを測定するために、振動測定装置50で実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、ユーザの測定開始操作に応じて開始する。
Software configuration
With reference to FIG. 2, a control structure of a computer program executed by the
このプログラムは、加速度基準値(中心値)の測定(基準値測定)を行なうステップS1000と、ステップS1000の後に実行され、振動発生状況のトレンドを測定するための加速度測定(本測定)を行なうステップS2000とを含む。ステップS2000の処理が終了すると、制御はステップS1000に戻る。 This program is a step S1000 for measuring the acceleration reference value (center value) (reference value measurement), and a step for executing the acceleration measurement (main measurement) for measuring the trend of the vibration occurrence state after step S1000. Including S2000. When the process of step S2000 ends, control returns to step S1000.
図3は、図2のステップS1000の詳細なフローである。図3を参照して、このルーチンは、加速度センサ100の出力をT1秒のサンプリング間隔でT2秒間(T1<T2)サンプリングし、3軸方向の軸方向毎の加速度を測定するステップS1100と、ステップS1100の後に実行され、測定した加速度の平均値を軸方向毎に算出するステップS1200と、ステップS1200の後に実行され、算出した各平均値を軸方向毎の加速度基準値(中心値)としてメモリ300に記憶し、このルーチンを終了するステップS1300とを含む。
FIG. 3 is a detailed flow of step S1000 of FIG. Referring to FIG. 3, in this routine, the output of
図4(A)を参照して、サンプリング間隔T1は、測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の1周期以下の時間間隔、より好ましくは1/2周期以下、さらに好ましくは1/10周期以下の時間間隔に設定される。図4(B)を参照して、測定時間T2は、測定対象物に加わることが想定される最小周波数の振動の1周期以上の時間、好ましくは10周期以上の時間に設定される。すなわち、1周期のうちに複数点のデータをサンプリングし、それを複数周期に亘ってサンプリングする。サンプリングした加速度データを平均することによって、加速度の変動方向(振動の振幅方向)における中心の値(中心値)、すなわち加速度基準値が得られる。 Referring to FIG. 4A, the sampling interval T1 is a time interval of 1 cycle or less, more preferably 1/2 cycle or less, more preferably 1 of the maximum frequency vibration assumed to be applied to the measurement object. A time interval of / 10 cycles or less is set. Referring to FIG. 4B, the measurement time T2 is set to a time of 1 cycle or more, preferably 10 cycles or more of the vibration of the minimum frequency assumed to be applied to the measurement object. That is, a plurality of points of data are sampled in one cycle and sampled over a plurality of cycles. By averaging the sampled acceleration data, a center value (center value) in the acceleration fluctuation direction (vibration amplitude direction), that is, an acceleration reference value is obtained.
1周期当たりのサンプリング数は10以上であるのが好ましい。また、加速度の測定は10周期以上の時間行なうことが好ましい。具体的には、測定対象物に加わることが想定される振動の最大周波数をF1(Hz)としたとき、サンプリング間隔T1は以下の式(1)を満たす時間に設定されていると好ましい。これにより、最大周波数に対して1周期当たりのサンプリング数は10以上となる。さらに、測定対象物に加わることが想定される振動の最小周波数をF2(Hz)としたとき、測定時間T2は以下の式(2)を満たす時間に設定されると好ましい。これにより、最小周波数に対して、10周期以上の時間、上記サンプリング間隔T1で加速度データがサンプリングされる。
受配電機器(測定対象物)に加わる振動の周波数(対象周波数)を、例えば1Hz〜20Hzとした場合、T1=1/200(5ms)、T2=10/1(10s)に設定できる。この場合のサンプリング数(測定回数=T2/T1)は、2000となる。サンプリング間隔T1及び測定時間T2をこのように設定することにより、平均化するのに十分な加速度データが得られる。そのため、これらのデータの平均値を算出することによって、その平均値(中心値)を実質的にセンサ出力の零点とみなすことが可能となる。 When the frequency (target frequency) of vibration applied to the power receiving / distributing device (measurement object) is, for example, 1 Hz to 20 Hz, T1 = 1/200 (5 ms) and T2 = 10/1 (10 s) can be set. In this case, the number of samplings (number of measurements = T2 / T1) is 2000. By setting the sampling interval T1 and the measurement time T2 in this way, sufficient acceleration data for averaging can be obtained. Therefore, by calculating the average value of these data, the average value (center value) can be substantially regarded as the zero point of the sensor output.
図5は、図2のステップS2000の詳細なフローである。図5を参照して、このルーチンは、予め設定された閾値H以上の加速度の発生頻度をカウントするためのカウンタ変数n、処理の繰返し回数をカウントするためのカウンタ変数m、及び変数ΔGmaxにそれぞれ0を代入して、これらの変数を初期化するステップS2100と、ステップS2100の後に実行され、T1秒のサンプリング間隔でT3秒間(T1<T3)、3軸方向の軸方向毎の加速度を測定するとともに、メモリ300に記憶されている加速度基準値を読出して、測定した各加速度と加速度基準値との差分値ΔGを絶対値で算出するステップS2110とを含む。ステップS2110では、軸方向毎にT3/T1回、加速度の測定が行なわれ、各加速度に対して、加速度基準値(中心値)からの差分値ΔGが絶対値で算出される。
FIG. 5 is a detailed flow of step S2000 of FIG. Referring to FIG. 5, this routine includes a counter variable n for counting the occurrence frequency of acceleration equal to or higher than a preset threshold H, a counter variable m for counting the number of repetitions of processing, and a variable ΔG max . Initialize these variables by substituting 0 for each, and are executed after step S2100 and after step S2100, and measure acceleration for each of the three axial directions in T3 seconds (T1 <T3) at a sampling interval of T1 seconds. And step S2110 of reading the acceleration reference value stored in the
このルーチンはさらに、ステップS2110の後に実行され、測定時間T3の間に測定された、全ての軸方向の差分値ΔGのうちの最大値を、各軸方向の加速度の最大値を代表する代表値ΔGmとして算出するステップS2120と、ステップS2120の後に実行され、代表値ΔGmが予め設定された閾値H(例えば0.05G)以上か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS2130と、ステップS2130において、代表値ΔGmが閾値H以上であると判定された場合に実行され、カウンタ変数nをインクリメントするステップS2140と、ステップS2120の後に実行され、代表値ΔGmが変数ΔGmaxの値以上であるか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS2150と、ステップS2150において、代表値ΔGmが変数ΔGmaxの値以上であると判定された場合に実行され、代表値ΔGmを変数ΔGmaxに代入するステップS2160とを含む。 This routine is further executed after step S2110, and the maximum value of all axial difference values ΔG measured during the measurement time T3 is represented as a representative value representing the maximum acceleration value in each axial direction. a step S2120 of calculating a .DELTA.G m, is performed after step S2120, it determines whether or representative value .DELTA.G m is preset threshold H (e.g. 0.05 G), the control flow depending on the result of determination a step S2130 of branches, in step S2130, is executed when the representative value .DELTA.G m is determined to be the threshold value H or more, and step S2140 to increment the counter variable n, is performed after step S2120, the representative value .DELTA.G m step S215 but to determine whether or not more than the value of the variable .DELTA.G max, and branching the control flow depending on the result of determination If, in step S2150, it is executed when the representative value .DELTA.G m is determined to be greater than or equal to the value of the variable .DELTA.G max, and a step S2160 substituting the representative value .DELTA.G m variable .DELTA.G max.
このルーチンはさらに、ステップS2140の後、又はステップS2130において、代表値ΔGmが閾値H以上ではないと判定された場合、及び、ステップS2160の後、又はステップS2150において、代表値ΔGmが変数ΔGmaxの値以上ではないと判定された場合に実行され、カウンタ変数mをインクリメントするステップS2170と、ステップS2170の後に実行され、カウンタ変数mの値が所定の繰返し回数Nと等しいか否か、すなわち、ステップS2110〜ステップS2170の処理が所定回数(N回)繰返されたか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS2180とを含む。ステップS2180において、カウンタ変数mの値がNと等しくないと判定された場合は、制御はステップS2110に戻る。 The routine further after step S2140, or in step S2130, if the representative value .DELTA.G m is determined not to be the threshold value H above, and, after step S2160, or in step S2150, the representative value .DELTA.G m variables .DELTA.G It is executed when it is determined that the value is not greater than or equal to the value of max , and is executed after step S2170 for incrementing the counter variable m and step S2170, and whether or not the value of the counter variable m is equal to a predetermined number of repetitions N, And step S2180 that determines whether or not the processing of step S2110 to step S2170 has been repeated a predetermined number of times (N times), and branches the flow of control according to the determination result. If it is determined in step S2180 that the value of counter variable m is not equal to N, control returns to step S2110.
このルーチンはさらに、ステップS2180において、カウンタ変数mの値がNと等しいと判定された場合に実行され、閾値H以上の加速度の代表値ΔGmが検出された期間の発生頻度、すなわち閾値H以上の加速度の発生頻度(n/N×100(%))を算出するステップS2190と、ステップS2190の後に実行され、算出した発生頻度と変数ΔGmaxの値とをメモリ300(記録装置)に記録し、このルーチンを終了するステップS2200とを含む。 This routine Further, in step S2180, is executed when the value of the counter variable m is determined to be equal to N, the representative value .DELTA.G m threshold H or more acceleration frequency of the detected period, i.e. more than the threshold value H Step S2190 for calculating the occurrence frequency of acceleration (n / N × 100 (%)), and executed after step S2190, the calculated occurrence frequency and the value of the variable ΔG max are recorded in the memory 300 (recording device). And step S2200 for ending this routine.
[動作]
本実施の形態に係る振動測定装置50は以下のように動作する。
[Operation]
The
振動測定装置50の電源がONされ、ユーザによって測定開始の指示がされると、当該振動測定装置50は、振動発生状況のトレンド測定を開始する。図2を参照して、振動測定装置50(CPU200)は、振動発生状況のトレンドを測定するための本測定の前に、定期的に、基準値測定(加速度基準値(中心値)の測定)を実行する(ステップS1000)。
When the power of the
図3を参照して、基準値測定では、振動測定装置50はまず、加速度センサ100の出力をT1秒のサンプリング間隔でT2秒間サンプリングし、3軸方向の軸方向毎に加速度の測定を行なう(ステップS1100)。サンプリング間隔T1は、例えば、上記式(3)を満たす時間に設定されている。測定時間T2は、例えば、上記式(4)を満たす時間に設定されている。
Referring to FIG. 3, in the reference value measurement,
受配電機器等の測定対象物が設置される高架上等の場所では、上述のように、低周波(例えば20Hz以下)かつ低加速度(例えば0.1〜0.2G)の振動が発生する。図4を参照して、サンプリング間隔T1を、上記式(3)を満たす時間に設定することにより、測定対象の周波数(例えば20Hz以下)のうちの最大周波数に対して1周期当たり10以上の加速度データをサンプリングできる。さらに、測定時間T2を、上記式(4)を満たす時間に設定することにより、測定対象の周波数のうちの最小周波数に対して、10周期以上の時間、加速度データをサンプリングできる。 As described above, vibrations with a low frequency (for example, 20 Hz or less) and a low acceleration (for example, 0.1 to 0.2 G) are generated at a place such as an elevated place where an object to be measured such as a power distribution device is installed. With reference to FIG. 4, by setting the sampling interval T1 to a time satisfying the above expression (3), the acceleration of 10 or more per cycle with respect to the maximum frequency among the frequencies to be measured (for example, 20 Hz or less). Data can be sampled. Furthermore, by setting the measurement time T2 to a time that satisfies the above equation (4), acceleration data can be sampled for a period of 10 cycles or more with respect to the minimum frequency among the frequencies to be measured.
再び図3を参照して、振動測定装置50は、測定した加速度を平均することによって加速度基準値(中心値)を算出する(ステップS1200)。振動測定装置50は、算出した加速度基準値をメモリ300に記憶する(ステップS1300)。このように、振動測定装置50は基準値測定をT2秒間行なうことによって、有効な加速度基準値(中心値)を算出するのに必要十分な加速度データを取得する。振動測定装置50は、取得した加速度データの平均値を算出することによって、実質的にセンサ出力の零点とみなすことが可能な加速度基準値(中心値)を得る。
Referring to FIG. 3 again,
基準値測定が終了すると、振動測定装置50は、振動発生状況のトレンドを測定するための本測定を実行する。図5を参照して、振動測定装置50はまず、上記閾値以上の加速度の発生頻度をカウントするためのカウンタ変数n、処理の繰返し回数をカウントするためのカウンタ変数m、及び変数ΔGmaxを初期化する(ステップS2100)。初期化が終了すると、振動測定装置50は、加速度センサ100の出力をT1秒のサンプリング間隔でT3秒間サンプリングし、3軸方向の軸方向毎に加速度を測定する。振動測定装置50は、加速度基準値を読出して、測定した各加速度と加速度基準値との差分値ΔGを絶対値で算出する(ステップS2110)。
When the reference value measurement is completed, the
続いて振動測定装置50は、測定時間T3の間に測定された、全ての軸方向の差分値ΔGのうちの最大値を、各軸方向の最大値を代表する代表値ΔGmとして抽出する(ステップS2120)。振動測定装置50は、代表値ΔGmを予め設定された閾値Hと比較するとともに、代表値ΔGmを変数ΔGmaxの値と比較する。代表値ΔGmが閾値H以上の場合(ステップS2130においてYES)、振動測定装置50は、カウンタ変数nの値を1増やす(ステップS2140)。代表値ΔGmが変数ΔGmaxの値以上の場合(ステップS2150においてYES)、振動測定装置50は、代表値ΔGmの値を変数ΔGmaxに代入して変数ΔGmaxの値を更新する(ステップS2160)。変数ΔGmaxの初期値は「0」であるため、1回目の測定時には、代表値ΔGmの値が変数ΔGmaxに代入される。なお、代表値ΔGmが閾値Hより小さい場合(ステップS2130においてNO)は、カウンタ変数nの値は更新されない(カウントされない)。同様に、代表値ΔGmが変数ΔGmaxの値より小さい場合(ステップS2150においてNO)は、変数ΔGmaxの値は更新されない。
Subsequently, the
これらの処理が終了すると、振動測定装置50は、繰返し回数をカウントするカウンタ変数mの値を1増やす(ステップS2170)。振動測定装置50は、これら一連の処理がN回繰返されたか否かを判定する。N回繰返されていない場合(ステップS2180においてNO)は、ステップS2110〜ステップS2170の処理を繰返す。これら一連の処理がN回繰返されると(ステップS2180においてYES)、振動測定装置50は、閾値H以上の加速度(差分値ΔG)の発生頻度(n/N×100(%))を測定回数(N)に対する発生割合として算出する(ステップS2190)。振動測定装置50は、算出した発生頻度を変数ΔGmaxの値と対応付けてメモリ300(記録装置)に記録する(ステップS2200)。
When these processes are completed, the
本測定が終了すると、振動測定装置50は、再び基準値測定(図2のステップS1000)を実行する。加速度基準値を測定すると、振動測定装置50は、再び本測定(図2のステップS2000)を実行する。振動測定装置50は、発生頻度及び変数ΔGmaxを時系列にメモリ300(記録装置)に時系列に記録することによって、受配電機器に加わる振動のトレンドを測定する。
When the main measurement is completed, the
上記したサンプリング間隔T1、測定時間T2、測定時間T3、及び繰返し回数Nは、例えば以下のように設定される。
サンプリング間隔T1:0.005sec(5ms)
測定時間T2:10sec
測定時間T3:36sec
繰返し回数N:100回
For example, the sampling interval T1, the measurement time T2, the measurement time T3, and the number of repetitions N are set as follows.
Sampling interval T1: 0.005 sec (5 ms)
Measurement time T2: 10 sec
Measurement time T3: 36 sec
Number of repetitions N: 100 times
このように設定すれば、振動測定装置50は、10秒間で基準値測定を行ない、その後、本測定を3600秒間行なう。振動測定装置50は、3610秒毎に、上記閾値以上の加速度の発生頻度と加速度最大値(変数ΔGmaxの値)とをメモリ300に記録する。振動測定装置50は、約1時間に1回の頻度で加速度データをロギングして、受配電機器の設置環境の振動トレンドを記録する。
With this setting, the
図6は、本測定における各軸方向(X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向)の加速度波形例を示すタイムチャートである。測定回数(繰返し回数N)は100回としている。ただし、図6では、絶対値を取らない差分値ΔGによって加速度波形例が示されている。図6を参照して、本測定における上記発生頻度の算出についてより詳細に説明する。 FIG. 6 is a time chart showing an example of an acceleration waveform in each axial direction (X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction) in this measurement. The number of times of measurement (repetition number N) is 100 times. However, in FIG. 6, an acceleration waveform example is shown by a difference value ΔG that does not take an absolute value. With reference to FIG. 6, the calculation of the occurrence frequency in the main measurement will be described in more detail.
測定1回目ではY軸方向の加速度が最大となっている。そのため、Y軸方向の最大加速度(ΔGm)が閾値と比較される。Y軸方向の最大加速度は閾値を超えているため、振動測定装置50は、発生頻度をカウントするためのカウンタを1増やす(カウント1)。図6では、閾値以上の加速度が検出された期間(閾値以上の加速度)が矢印Lで示されている。測定2回目もY軸方向の加速度が最大である。ただし、測定2回目では、Y軸方向の最大加速度(ΔGm)は閾値を超えていないため、頻度カウントはされない。測定3回目では、Z軸方向の加速度が最大であるため、この最大加速度(ΔGm)が閾値と比較される。Z軸方向の最大加速度は閾値を超えているため、振動測定装置50は、カウンタを1増やす(カウント2)。なお、この期間ではY軸方向の最大加速度も閾値を超えているが、Z軸方向の最大加速度より小さいため、カウントには用いられない。図6では、このように閾値以上の加速度が検出されたがカウントには用いられない期間が破線矢印Mで示されている。同様に、測定4回目では、X軸方向の加速度が最大であり、かつ、この最大加速度(ΔGm)は閾値を超えているため、振動測定装置50は、カウンタを1増やす(カウント3)。このような処理が100回繰返される。例えば、測定99回目では、Y軸方向の加速度が最大加速度(ΔGm)であってその加速度が閾値を超えている。このときのカウント数が例えば36(カウント36)であり、測定100回目では閾値以上の加速度(差分値)が測定されなかったとする。この場合、閾値以上の加速度が検出された期間は36回あり、閾値以上の加速度の発生頻度は36%(=36/100×100)と算出される。
In the first measurement, the acceleration in the Y-axis direction is maximum. Therefore, the maximum acceleration (ΔG m ) in the Y-axis direction is compared with a threshold value. Since the maximum acceleration in the Y-axis direction exceeds the threshold value, the
[本実施の形態の効果]
以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る振動測定装置50を利用することにより、以下に述べる効果を奏する。
[Effects of the present embodiment]
As is clear from the above description, the following effects can be obtained by using the
振動測定装置50は、測定対象物に加わることが想定される振動の最大周波数の振動の1周期以下のサンプリング間隔T1で、想定される最小周波数の振動の1周期以上の測定時間T2の間、加速度を測定し、測定した加速度の平均値を加速度基準値として算出する。これにより、測定対象物が設置される環境が、常時又は間欠的に振動が発生する環境であっても、基準値を算出できる。振動測定装置50は、測定対象物に加わる振動による加速度と加速度基準値との差分値を算出することで、加速度センサ100の設置角度のズレによる誤差、並びに、加速度センサ100の特性バラツキによるオフセット、及び重力加速度によるオフセット等に起因する誤差をキャンセルできる。加えて、加速度基準値の算出を定期的に行なうことにより、加速度センサ100の感度ドリフトについても補正できる。これにより、加速度の測定精度が向上する。
The
振動測定装置50はさらに、算出した差分値ΔGを予め設定された所定の閾値Hと比較し、閾値H以上の差分値(加速度)の発生頻度を測定する。振動測定装置50は、発生頻度を、加速度最大値とともに時系列にメモリ300に記録する。振動測定装置50は、加速度の波形そのものを記録するのではなく、閾値H以上の差分値が検出された期間の発生頻度、すなわち、閾値H以上の加速度の発生頻度、及び発生頻度の測定期間中の加速度最大値をメモリ300に記録する。これにより、メモリ300に記録するデータ量を大幅に低減できる。すなわち、振動発生状況のトレンド、又は設置環境毎の比較が極めて容易な数値データとして加速度データを記録できる。トレンドを記録した場合でもデータ処理が容易となるので、振動発生状況のトレンドを容易に把握できる。加えて、記録容量の大きな記録媒体が不要となる。メモリ300に代えて、外部の記録媒体にデータを記録する場合は、高速通信が可能な通信装置が不要となる。
The
このように、本振動測定装置50によれば、データ容量を大幅に低減した上で、測定対象物の設置環境における振動発生状況のトレンドを精度よく測定することができる。また、そのような振動測定装置50を安価で提供できる。
As described above, according to the
なお、測定対象物に加わる振動を検出するという振動センシングの本来の意味を考えると、センサは測定対象物に対して強固に固定されるべきである。しかし、本実施の形態で示したように、測定対象の振動が低周波の微振動である場合、例えば対象周波数が20Hz以下の低周波の場合、強固に固定しなくても振動測定の目的は達成できる。そのため、振動測定装置50(加速度センサ100)は、例えばプラグインソケットのようなもので固定してもよい。このように構成すれば、振動測定装置50(加速度センサ100)の交換が容易となる。 Note that the sensor should be firmly fixed to the measurement object in view of the original meaning of vibration sensing that detects vibration applied to the measurement object. However, as shown in the present embodiment, when the vibration of the measurement target is a low frequency fine vibration, for example, when the target frequency is a low frequency of 20 Hz or less, the purpose of the vibration measurement is not fixed firmly. Can be achieved. Therefore, the vibration measuring device 50 (acceleration sensor 100) may be fixed with a plug-in socket, for example. If comprised in this way, replacement | exchange of the vibration measuring apparatus 50 (acceleration sensor 100) will become easy.
続いて、振動測定装置50の効果を確認するために行なった実験について説明する。
Next, an experiment performed to confirm the effect of the
この実験では、加速度センサに以下のスペックを持つセンサを用いた。
(1)測定軸:XYZ軸(上下・前後・左右)
(2)測定レンジ:±2G
(3)分解能:0.004G
(4)オフセット誤差:±0.04G
In this experiment, a sensor having the following specifications was used as the acceleration sensor.
(1) Measurement axis: XYZ axis (up / down / front / back / left / right)
(2) Measurement range: ± 2G
(3) Resolution: 0.004G
(4) Offset error: ± 0.04G
図7に、配電盤(配電機器)の振動発生状況の測定結果を示す。図7(A)には、高架上に設置された配電盤の振動発生状況が示されており、図7(B)には、高架下に設置された配電盤の振動発生状況が示されている。図7を参照して、高架上の設置環境では、高架下の設置環境に比べて、常時、振動が発生していることがわかる。また、高架上の設置環境では、0.1G以下の振動の頻度が非常に高い。このような環境における振動発生状況のトレンドを、上記した発生頻度で記録する場合、閾値の最小値は0.05G程度にする必要がある。加速度センサのオフセット誤差が±0.04Gの場合、このオフセット誤差は無視できない値である。 In FIG. 7, the measurement result of the vibration generation condition of a switchboard (distribution apparatus) is shown. FIG. 7 (A) shows the vibration generation status of the switchboard installed on the overpass, and FIG. 7 (B) shows the vibration generation status of the switchboard installed under the overpass. Referring to FIG. 7, it can be seen that vibrations are always generated in the installation environment on the overhead as compared with the installation environment on the overhead. In addition, in the installation environment on an elevated route, the frequency of vibration of 0.1 G or less is very high. When the trend of the vibration occurrence situation in such an environment is recorded with the above-described occurrence frequency, the minimum value of the threshold needs to be about 0.05G. When the offset error of the acceleration sensor is ± 0.04G, this offset error is a value that cannot be ignored.
そこで、上記加速度センサを用いて、上記実施の形態と同様にして加速度基準値を測定し、加速度基準値との差分をとることによるオフセット誤差の低減効果を調べた。サンプリング間隔T1は0.005sec(5ms)であり、測定時間T2は10secである。以下の表1に、加速度基準値の測定時の振動発生条件、及び、加速度基準値による補正の有無によるオフセット誤差の比較結果を示す。 Therefore, the acceleration reference value was measured in the same manner as in the above embodiment using the acceleration sensor, and the effect of reducing the offset error by taking the difference from the acceleration reference value was investigated. The sampling interval T1 is 0.005 sec (5 ms), and the measurement time T2 is 10 sec. Table 1 below shows the vibration generation conditions when measuring the acceleration reference value and the comparison result of the offset error depending on whether or not the acceleration reference value is corrected.
表1を参照して、振動発生条件は、無振動、周波数10Hz(振幅0.3G)の振動、周波数20Hz(振幅1.2G)の振動、及び周波数10Hz〜20Hzのスイープ(振幅0.3〜1.2G)の振動の4条件である。各振動条件にて加速度基準値を測定し、オフセット誤差と加速度基準値との差分をとることで、オフセット誤差を補正した。補正なしの場合、オフセット誤差は、加速度センサのオフセット誤差である最大0.04Gである。一方、補正ありの場合は、オフセット誤差は0.01G未満であった。これにより、加速度基準値で補正することによって、オフセット誤差を効果的にキャンセルできることが確認された。
Referring to Table 1, vibration generation conditions are no vibration, vibration of
(変形例)
上記実施の形態では、加速度の発生頻度を測定するための閾値を1つ設定した例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。閾値は複数設定するようにしてもよい。この場合、設定された閾値毎に、当該閾値以上の差分値の発生頻度を測定するようにしてもよい。
(Modification)
In the above-described embodiment, an example in which one threshold value for measuring the frequency of occurrence of acceleration is shown, but the present invention is not limited to such an embodiment. A plurality of threshold values may be set. In this case, for each set threshold value, the frequency of occurrence of a difference value equal to or greater than the threshold value may be measured.
上記実施の形態では、3軸加速度センサを用いて、3軸方向の軸方向毎の加速度を測定する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、3軸方向の1軸(例えば重力方向)の加速度を測定し、測定した加速度を用いて振動発生状況のトレンドを測定するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the acceleration in each of the three axial directions is measured using the three-axis acceleration sensor has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the acceleration of one axis (for example, the gravitational direction) in the three axis directions may be measured, and the trend of the vibration occurrence state may be measured using the measured acceleration.
上記実施の形態では、3軸方向における軸方向毎の加速度の差分値ΔGを測定し、全ての軸方向の差分値ΔGのうちの最大値を代表値ΔGmとする例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、軸方向毎の各差分値ΔGのベクトル和のベクトル長を代表値ΔGmとしてもよい。この場合、ベクトル和のベクトル長を算出するための演算が必要となるものの、より正確に加速度を検出できる。また例えば、差分値ΔGの軸方向毎の最大値を、それぞれ、各軸方向の代表値ΔGmとしてもよい。この場合、軸方向毎に、各代表値ΔGmが閾値Hと比較される。図6において、各軸について破線矢印Mで示されている期間がこれに相当する。なお、上記実施の形態で示したように、全ての軸方向の差分値ΔGのうちの最大値を代表値ΔGmとすれば、3軸方向の情報を反映できるとともに、算出も容易となる。 In the embodiment described above, by measuring the difference value .DELTA.G of the acceleration in each axial direction in the three axial directions, but the maximum value of the difference value .DELTA.G of all axial shows an example in which the representative value .DELTA.G m, the The invention is not limited to such an embodiment. For example, the vector length of the vector sum of each difference value .DELTA.G of each axial or as a representative value .DELTA.G m. In this case, although an operation for calculating the vector length of the vector sum is required, the acceleration can be detected more accurately. Further, for example, the maximum value for each axial difference value .DELTA.G, respectively, may be as a representative value .DELTA.G m along each axis. In this case, each representative value ΔG m is compared with the threshold value H for each axial direction. In FIG. 6, the period indicated by the broken-line arrow M for each axis corresponds to this. Incidentally, as shown in the above embodiment, if the maximum value of the difference value .DELTA.G of all axial and representative value .DELTA.G m, it is possible to reflect the third axis direction information calculated is facilitated.
上記実施の形態では、振動(加速度)のみを測定する振動測定装置の例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。振動センシング以外の他のセンシングをも兼ねた測定装置としてもよい。例えば、加速度センサに加えて、温度センサ、湿度センサ、又は臭気センサ等のセンサを振動測定装置に搭載することにより、温度、湿度、又は臭い等を測定可能に構成してもよい。さらに、振動測定装置に通信機能を搭載することにより、振動発生状況のトレンドデータを外部の記録媒体に記録するようにしてもよい。これにより、振動等を遠隔監視することができる。 In the above-described embodiment, an example of a vibration measuring device that measures only vibration (acceleration) has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. It is good also as a measuring device which served as sensing other than vibration sensing. For example, in addition to the acceleration sensor, a sensor such as a temperature sensor, a humidity sensor, or an odor sensor may be mounted on the vibration measuring device so as to be able to measure temperature, humidity, odor, and the like. Further, by installing a communication function in the vibration measuring apparatus, the trend data of the vibration occurrence state may be recorded on an external recording medium. Thereby, vibration etc. can be monitored remotely.
上記実施の形態では、閾値以上の加速度の発生頻度と発生頻度の測定期間中の加速度最大値とを時系列にメモリに記録する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。発生頻度及び加速度最大値の一方を時系列にメモリに記録するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the occurrence frequency of acceleration equal to or higher than the threshold and the maximum acceleration value during the occurrence frequency measurement period are recorded in the memory in time series has been described. However, the present invention includes such an embodiment. It is not limited. One of the occurrence frequency and the maximum acceleration value may be recorded in the memory in time series.
上記実施の形態では、3軸方向の加速度を測定可能な3軸加速度センサを用いた例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、1軸方向の加速度のみを測定する1軸加速度センサ、又は、2軸方向の加速度のみを測定する2軸加速度センサを用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the example using the triaxial acceleration sensor capable of measuring the acceleration in the triaxial direction has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, a uniaxial acceleration sensor that measures only acceleration in one axis direction or a biaxial acceleration sensor that measures only acceleration in two axes may be used.
上記実施の形態では、測定対象物に加わることが想定される振動の最大周波数の振動の1周期以下のサンプリング間隔T1で、想定される最小周波数の振動の1周期以上の測定時間T2の間、加速度を測定し、測定した加速度の平均値を加速度基準値として算出する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。サンプリング間隔T1は、測定対象物に加わることが想定される振動の最大周波数の振動の1周期より短い時間であってもよい。また、測定時間T2は、想定される最小周波数の振動の1周期より長い時間であってもよい。 In the above embodiment, during a measurement time T2 of one cycle or more of the assumed minimum frequency vibration at a sampling interval T1 of one cycle or less of the vibration of the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object, Although an example in which the acceleration is measured and the average value of the measured acceleration is calculated as the acceleration reference value has been shown, the present invention is not limited to such an embodiment. The sampling interval T1 may be a time shorter than one period of vibration of the maximum frequency of vibration assumed to be applied to the measurement object. Further, the measurement time T2 may be a time longer than one cycle of the assumed minimum frequency vibration.
上記実施の形態では、加速度センサで検出した加速度と加速度基準値との差分値ΔGを絶対値で算出する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。差分値ΔGは絶対値でなくてもよい。 In the above embodiment, an example is shown in which the difference value ΔG between the acceleration detected by the acceleration sensor and the acceleration reference value is calculated as an absolute value. However, the present invention is not limited to such an embodiment. The difference value ΔG may not be an absolute value.
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。 The embodiment disclosed herein is merely an example, and the present invention is not limited to the embodiment described above. The scope of the present invention is indicated by each claim of the claims after taking into account the description of the detailed description of the invention, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the wording described therein are included. Including.
50 振動測定装置
100 加速度センサ
200 CPU
300 メモリ
400 電源
T1 サンプリング間隔
T2、T3 測定時間
50
300
Claims (5)
前記測定対象物に加わることが想定される最小周波数の振動の1周期以上の所定の時間の間に、前記測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の1周期以下の間隔で複数回測定した前記加速度センサの出力の平均からなる加速度基準値を算出するための基準値算出手段と、
前記加速度基準値を用いて、前記測定対象物に加わる振動のトレンドを測定するためのトレンド測定手段とを含み、
前記トレンド測定手段は、
前記測定対象物に加わる振動による加速度と前記加速度基準値との差分値を前記加速度センサの出力を用いて算出するための差分値算出手段と、
前記差分値算出手段が算出した差分値を閾値と比較し、前記閾値以上の差分値の発生頻度を測定するための頻度測定手段と、
前記頻度測定手段が測定した前記発生頻度の時系列を記録媒体に記録するための記録手段とを含む、振動測定装置。 An acceleration sensor attached to the measurement object;
A plurality of vibrations at intervals of not more than one period of vibration of the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object during a predetermined time of not less than one period of vibration of the minimum frequency assumed to be applied to the measurement object. Reference value calculating means for calculating an acceleration reference value consisting of an average of the outputs of the acceleration sensor measured once,
A trend measuring means for measuring a trend of vibration applied to the measurement object using the acceleration reference value;
The trend measuring means includes
A difference value calculating means for calculating a difference value between the acceleration due to vibration applied to the measurement object and the acceleration reference value using an output of the acceleration sensor;
A frequency measurement means for comparing the difference value calculated by the difference value calculation means with a threshold and measuring the occurrence frequency of the difference value equal to or greater than the threshold;
A vibration measuring apparatus including recording means for recording a time series of the occurrence frequency measured by the frequency measuring means on a recording medium.
前記測定対象物に加わることが想定される最大周波数の振動の周期の10分の1以下の時間間隔で前記加速度センサにより前記測定対象物に加わる加速度を測定するための測定手段と、
前記所定の時間の間の前記測定手段による測定値の平均を前記加速度基準値として算出するための算出手段とを含み、
前記所定の時間は、前記最小周波数の振動の周期の10倍以上の時間である、請求項1に記載の振動測定装置。 The reference value calculation means includes
Measurement means for measuring acceleration applied to the measurement object by the acceleration sensor at a time interval of 1/10 or less of a period of vibration of the maximum frequency assumed to be applied to the measurement object;
Calculating means for calculating an average of measured values by the measuring means during the predetermined time as the acceleration reference value;
The vibration measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time is a time that is ten times or more of a period of vibration of the minimum frequency.
前記記録手段は、前記頻度測定手段が測定した前記発生頻度とともに、前記最大値抽出手段が抽出した前記加速度最大値を前記記録媒体に記録する、請求項1又は請求項2に記載の振動測定装置。 The vibration measuring apparatus further includes a maximum value extracting unit for extracting the maximum value of the difference value during the measurement period of the occurrence frequency calculated by the difference value calculating unit as an acceleration maximum value,
The vibration measuring apparatus according to claim 1, wherein the recording unit records the acceleration maximum value extracted by the maximum value extracting unit together with the occurrence frequency measured by the frequency measuring unit on the recording medium. .
前記差分値算出手段は、前記3軸方向の各加速度と前記加速度基準値との差分値を算出するための手段を含み、
前記頻度測定手段は、前記3軸方向の差分値のうちの最も大きい差分値を前記閾値と比較して、前記閾値以上の差分値の発生頻度を測定するための手段を含み、
前記振動測定装置はさらに、前記差分値算出手段が算出した、前記発生頻度の測定期間中における前記3軸方向の差分値の最大値を前記加速度最大値として抽出するための最大値抽出手段を含む、請求項1又は請求項2に記載の振動測定装置。 The acceleration sensor includes a three-axis acceleration sensor that detects acceleration in three-axis directions of three-dimensional orthogonal coordinates fixed to the acceleration sensor,
The difference value calculating means includes means for calculating a difference value between each acceleration in the three axis directions and the acceleration reference value,
The frequency measuring means includes means for comparing the largest difference value among the difference values in the three axis directions with the threshold value and measuring the occurrence frequency of the difference value equal to or greater than the threshold value,
The vibration measuring apparatus further includes a maximum value extracting means for extracting the maximum value of the difference values in the three axis directions during the measurement period of the occurrence frequency calculated by the difference value calculating means as the acceleration maximum value. The vibration measuring device according to claim 1 or 2.
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