JPH01250832A - 低周波振動センサ - Google Patents
低周波振動センサInfo
- Publication number
- JPH01250832A JPH01250832A JP7956588A JP7956588A JPH01250832A JP H01250832 A JPH01250832 A JP H01250832A JP 7956588 A JP7956588 A JP 7956588A JP 7956588 A JP7956588 A JP 7956588A JP H01250832 A JPH01250832 A JP H01250832A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- columnar body
- weight
- vibration sensor
- cylinder
- vibration
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、機械や電子機器などに外部から加えられた振
動の大きさを検出する振動センサに関し、特に振動の周
波数が数１１ｚ以下の振動の検出に用いる低周波振動セ
ンサに関する。
動の大きさを検出する振動センサに関し、特に振動の周
波数が数１１ｚ以下の振動の検出に用いる低周波振動セ
ンサに関する。
（従来の技術）
従来、機械や電子機器に外部から加えられた振動や衝撃
の検出には色々なタイプの振動センサが用いられている
。第３図は従来の振動センサの（ａ）−例の構造および
（ｂ）出力回路例の説明図である。この図において、振
動センサは矩形の金属薄板３１に、両面に電極が形成さ
れ厚さ方向に分極された圧電セラミック薄板３２が接着
され、金属薄板３１の一端が支持台３３に固定されてい
る。
の検出には色々なタイプの振動センサが用いられている
。第３図は従来の振動センサの（ａ）−例の構造および
（ｂ）出力回路例の説明図である。この図において、振
動センサは矩形の金属薄板３１に、両面に電極が形成さ
れ厚さ方向に分極された圧電セラミック薄板３２が接着
され、金属薄板３１の一端が支持台３３に固定されてい
る。
また前記電極からリード線３４．３４’が引き出されて
抵抗５と並列にトランジスタ６のベース、エミッタ間に
接続され、オープンコレクタとして出力されている。
抵抗５と並列にトランジスタ６のベース、エミッタ間に
接続され、オープンコレクタとして出力されている。
第４図は第３図に示した振動センサの■−■端子間の出
力特例であり、加振力を０．５Ｇから４Ｇとし、周波数
範囲を５００ ｌｌｚから１ｋＨ２まで変化させた時の
出力電圧を示しており、圧電振動子の共振周波数で出力
電圧が最大となっており、加振力はぼ比例して最大出力
電圧が増加していることがわかる。
力特例であり、加振力を０．５Ｇから４Ｇとし、周波数
範囲を５００ ｌｌｚから１ｋＨ２まで変化させた時の
出力電圧を示しており、圧電振動子の共振周波数で出力
電圧が最大となっており、加振力はぼ比例して最大出力
電圧が増加していることがわかる。
第３図に示した構造の振動センサではその共振周波数に
おいて感度が最大となる。そして共振周波数は圧電振動
子の寸法によって定まり、振動子の板厚を薄くすること
および振動子の長さを長くすることにより共振周波数は
低くなる。
おいて感度が最大となる。そして共振周波数は圧電振動
子の寸法によって定まり、振動子の板厚を薄くすること
および振動子の長さを長くすることにより共振周波数は
低くなる。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、共振周波数を数１１ｚにしようとしたとき、振
動子の板厚を０．１市とすれば振動子の長さは１００關
以上になり、特に重力に対しても平行な方向の振動を検
出しようとした場合振動子を水平にセラｌ−しようとし
ても、振動子自身の重さで振動子がたわんでしまい振動
の正確な検出が不可能になってしまう。
動子の板厚を０．１市とすれば振動子の長さは１００關
以上になり、特に重力に対しても平行な方向の振動を検
出しようとした場合振動子を水平にセラｌ−しようとし
ても、振動子自身の重さで振動子がたわんでしまい振動
の正確な検出が不可能になってしまう。
第５図はコイルバネとおもりから構成される共振系のモ
デルである。第５図においてコイルバネ７の定数をＫ（
Ｋｇ／ｍ］、おちり８の質量をＭ［にｇ］とすると、第
５図の共振系の共振周波数Ｆｒは次式で与えられる。
デルである。第５図においてコイルバネ７の定数をＫ（
Ｋｇ／ｍ］、おちり８の質量をＭ［にｇ］とすると、第
５図の共振系の共振周波数Ｆｒは次式で与えられる。
Ｆｒ ” （Ｋ／Ｍ）”２／ （２ｘπ） ・・・（１
）−例としておもり８の重さを５ｇ、バネ定数をＩｇ／
■とすれば（１）式より共振周波数は０．８３となる。
）−例としておもり８の重さを５ｇ、バネ定数をＩｇ／
■とすれば（１）式より共振周波数は０．８３となる。
低い周波数の振動検出に第５図に示した構成の共振系を
利用した場合、前述したように共振周波数は確かに低く
できる。しかし容易に推定できるように、第５図のまま
では僅かの外部からの振動に対して共振系は振動を起こ
し、その振動はなかなか止まらない。しかも、系の共振
周波数に合った周波数の振動に対しては振動振幅は非常
に大きくなる。したがって第５図に示した構成の共振系
の特徴を活かした低周波の振動センサを得るためには第
５図に示した共振系に制動を付加する必要がある。
利用した場合、前述したように共振周波数は確かに低く
できる。しかし容易に推定できるように、第５図のまま
では僅かの外部からの振動に対して共振系は振動を起こ
し、その振動はなかなか止まらない。しかも、系の共振
周波数に合った周波数の振動に対しては振動振幅は非常
に大きくなる。したがって第５図に示した構成の共振系
の特徴を活かした低周波の振動センサを得るためには第
５図に示した共振系に制動を付加する必要がある。
そこで、本発明の技術課題はコイルバネと質量からなる
機械共振系において空気の流れに伴う粘性抵抗を利用し
て制動を加えた低周波の振動センサを提供することにあ
る。
機械共振系において空気の流れに伴う粘性抵抗を利用し
て制動を加えた低周波の振動センサを提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、流体が満たされた節部と、上記節部の
内側に沿って摺動可能な柱状体と、上記節部の一端側に
設けられた支持部材と、該支持部材と上記柱状体とを接
続するバネ部材と、上記節部の他端側に配され、上記柱
状体の近接を検出するための近接検出部とを有し、上記
柱状体の上記バネ部材の伸縮方向の振動を検出すること
を特徴とする低周波振動センサが得られる。
内側に沿って摺動可能な柱状体と、上記節部の一端側に
設けられた支持部材と、該支持部材と上記柱状体とを接
続するバネ部材と、上記節部の他端側に配され、上記柱
状体の近接を検出するための近接検出部とを有し、上記
柱状体の上記バネ部材の伸縮方向の振動を検出すること
を特徴とする低周波振動センサが得られる。
また、本発明によれば、上記柱状体と上記節部内側によ
り形成される隙間を通る流体の粘性抵抗により、上記バ
ネ部材と上記柱状体からなる共振系に所定の制動を加え
るようにしたことを特徴とする低周波振動センサが得ら
れる。
り形成される隙間を通る流体の粘性抵抗により、上記バ
ネ部材と上記柱状体からなる共振系に所定の制動を加え
るようにしたことを特徴とする低周波振動センサが得ら
れる。
また１本発明によれば、上記柱状体は、貫通孔を有し、
該柱状体の移動に伴い該貫通孔を通過する流体の粘性抵
抗により、上記バネ部材と上記柱状体とからなる共振系
に所定の制動を加えるようにしたことを特徴とする低周
波振動センサが得られる。
該柱状体の移動に伴い該貫通孔を通過する流体の粘性抵
抗により、上記バネ部材と上記柱状体とからなる共振系
に所定の制動を加えるようにしたことを特徴とする低周
波振動センサが得られる。
［作 用］
本発明の作用について述べる。
本発明においては、バネ部材と柱状体により、共振系が
構成される。
構成される。
この共振系の共振振幅は、外部から加えられる加振力に
比例し、この振幅は近接センサにより検出される。
比例し、この振幅は近接センサにより検出される。
振動する柱状体の断面形状と節部の内側形状がほぼ同じ
であり、若干の隙間を設け、この断面積を適当に選べば
柱状体の隙間を通過する流体の粘性抵抗により、共振率
に対する制動抵抗として作用し、粘性抵抗のない場合の
共振周波数Ｆ「より小さな周波数に対して共振する。
であり、若干の隙間を設け、この断面積を適当に選べば
柱状体の隙間を通過する流体の粘性抵抗により、共振率
に対する制動抵抗として作用し、粘性抵抗のない場合の
共振周波数Ｆ「より小さな周波数に対して共振する。
また、柱状体に貫通孔を設けることにより、柱状体が振
動する際の空気の粘性抵抗をコントロールすることによ
り、共振周波数をコントロールできる。
動する際の空気の粘性抵抗をコントロールすることによ
り、共振周波数をコントロールできる。
このような加振された柱状体端面は導体を有し振動振幅
は、近接センサにより近接センサに到達しなくとも検出
される。
は、近接センサにより近接センサに到達しなくとも検出
される。
［実施例］
以下本発明の実施例について図面を用いて詳しく説明す
る。
る。
実施例１
本発明の実施例について説明する。第１図は本発明に係
る低周波振動センサの構造の一例を示す断面図である。
る低周波振動センサの構造の一例を示す断面図である。
この図において筒９の中で、コイルバネ７の一端に柱状
のおもり８が吊り下げられ、コイルバネの他端は前記部
の一端で支持台１０に固定されている。おもり８の断面
形状は簡９の断面形状とほぼ同じ形状をしており、筒９
の中をわ゛ずかの隙間をもって摺動可能となっている。
のおもり８が吊り下げられ、コイルバネの他端は前記部
の一端で支持台１０に固定されている。おもり８の断面
形状は簡９の断面形状とほぼ同じ形状をしており、筒９
の中をわ゛ずかの隙間をもって摺動可能となっている。
ｆ！Ｊ９めコイルバネ７の固定部と反対の端部には、前
記おちり８が衝突したことを検出するための近接センサ
１１が配置されている。近接センサとしては単に分極さ
れた圧電セラミックのブロックの二個所に電極が形成さ
れ、各々の電極からリード線が引き出された構造の圧電
素子で実現できる。また筒９の両端部はほぼ密封されて
いる。
記おちり８が衝突したことを検出するための近接センサ
１１が配置されている。近接センサとしては単に分極さ
れた圧電セラミックのブロックの二個所に電極が形成さ
れ、各々の電極からリード線が引き出された構造の圧電
素子で実現できる。また筒９の両端部はほぼ密封されて
いる。
第１図に示した振動センサにおいて、コイルバネ７とお
もり８とにより共振系が構成される。実施例ではおもり
８の断面形状と簡９の内側形状がほぼ同じであり、それ
らの間の隙間がわずかであること、また筒９の両端はほ
ぼ密閉構造となっていることにより、おもり８が筒９の
中を摺動するときにおちり８が進もうとしている側の空
気は筒９とおちり８との隙間を通って反対側に移動する
。
もり８とにより共振系が構成される。実施例ではおもり
８の断面形状と簡９の内側形状がほぼ同じであり、それ
らの間の隙間がわずかであること、また筒９の両端はほ
ぼ密閉構造となっていることにより、おもり８が筒９の
中を摺動するときにおちり８が進もうとしている側の空
気は筒９とおちり８との隙間を通って反対側に移動する
。
このとき隙間の断面積を適当に選べば、空気の粘性抵抗
によりコイルバネ７とおもり８からなる共振系に対する
制動抵抗として作用する。
によりコイルバネ７とおもり８からなる共振系に対する
制動抵抗として作用する。
適当な大きさの制動抵抗を有する共振系では、共振時の
振動振幅は外部から加える加振力に比例することは周知
のことである。したがって筒９の端部に設けられた近接
センサ１１によりおちり８の振動振幅を検出することに
より外部から加えられた振動の大きさを検出することが
できる。
振動振幅は外部から加える加振力に比例することは周知
のことである。したがって筒９の端部に設けられた近接
センサ１１によりおちり８の振動振幅を検出することに
より外部から加えられた振動の大きさを検出することが
できる。
実施例２
本発明の実施例２について説明する。
第２図は本発明に係る低周波振動センサの他の構造例で
ある。この図において柱状体のおもり８−に筒９の長さ
方向に貫通する微小孔１２があけられている。この例で
は、簡９の内側とおちり８゛の断面形状をほぼ同じにし
、隙間もできるだけ小さくしである。その代わり前記微
小孔１２の数や孔径を変化させることにより、空気の゛
粘性抵抗をコントロールすることができる。第２図にお
いては、近接センサ１１′として高周波発振型近接セン
サを用いており、少なくともおちり８−の端面には導体
部を有している。したがって第２図の振動センサではお
もり８−が近接センサ１１′に衝突しなくてもその振動
振幅が所定の振幅に達したかどうかを検出することがで
きる。
ある。この図において柱状体のおもり８−に筒９の長さ
方向に貫通する微小孔１２があけられている。この例で
は、簡９の内側とおちり８゛の断面形状をほぼ同じにし
、隙間もできるだけ小さくしである。その代わり前記微
小孔１２の数や孔径を変化させることにより、空気の゛
粘性抵抗をコントロールすることができる。第２図にお
いては、近接センサ１１′として高周波発振型近接セン
サを用いており、少なくともおちり８−の端面には導体
部を有している。したがって第２図の振動センサではお
もり８−が近接センサ１１′に衝突しなくてもその振動
振幅が所定の振幅に達したかどうかを検出することがで
きる。
尚、実施例１．２では簡の端部をほぼ密閉としたが、両
端部に小さな孔をあけ、この孔を通る空気の粘性抵抗を
用いて振動を加えることも本発明に含まれることは言う
までもないことである。
端部に小さな孔をあけ、この孔を通る空気の粘性抵抗を
用いて振動を加えることも本発明に含まれることは言う
までもないことである。
（発明の効果）
以上、説明したように本発明によれば、コイルバネとお
もりを用いた簡単な構造の振動センサで、周波数が数Ｈ
２の振動の検出が可能となり、検出すべき周波数の調整
もコイルバネのバネ定数とおもりの質量を変えることに
より簡単に可能となる。
もりを用いた簡単な構造の振動センサで、周波数が数Ｈ
２の振動の検出が可能となり、検出すべき周波数の調整
もコイルバネのバネ定数とおもりの質量を変えることに
より簡単に可能となる。
さらに本発明の振動センサではおもりにあけた。
孔の大きさを変えることにより感度の調節も可能となり
実用的にその効果は大きい。
実用的にその効果は大きい。
第１図は本発明に係る低周波振動センサの一つの構造例
の断面図、第２図は本発明に係る低周波振動センサの他
の構成例の断面図、第３図は従来の振動センサの構造例
および出力回路例の説明に供する図、第４図は第３図に
示した従来の振動センサの出力電圧特性例を示す図、第
５図はコイルバネとおもりからなるｉ１１共振系のモデ
ルの説明図に供する図である。 図中５は抵抗、６はトランジスタ、７はコイルバネ、８
，８゛はおもり、９は筒、１０はコイルバネ支持台、１
１．１１′は近接センサ、１２は微小孔、３１は矩形金
属薄板、３２は圧電セラミック薄板、３３は支持台、３
４．３４′はリード線である。 第１図 第２図 第３図 箆４図 峠周及臥 １ −−−Ｊ
の断面図、第２図は本発明に係る低周波振動センサの他
の構成例の断面図、第３図は従来の振動センサの構造例
および出力回路例の説明に供する図、第４図は第３図に
示した従来の振動センサの出力電圧特性例を示す図、第
５図はコイルバネとおもりからなるｉ１１共振系のモデ
ルの説明図に供する図である。 図中５は抵抗、６はトランジスタ、７はコイルバネ、８
，８゛はおもり、９は筒、１０はコイルバネ支持台、１
１．１１′は近接センサ、１２は微小孔、３１は矩形金
属薄板、３２は圧電セラミック薄板、３３は支持台、３
４．３４′はリード線である。 第１図 第２図 第３図 箆４図 峠周及臥 １ −−−Ｊ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、流体が満たされた箱部と、上記箱部の内側に沿って
摺動可能な柱状体と、 上記箱部の一端側に設けられた支持部材と、該支持部材
と上記柱状体とを接続するバネ部材と、上記箱部の他端
側に配され、上記柱状体の近接を検出するための近接検
出部とを有し、 上記柱状体の上記バネ部材の伸縮方向の振動を検出する
ことを特徴とする低周波振動センサ。 ２、上記柱状体と上記箱部内側により形成される隙間を
通る流体の粘性抵抗により、上記バネ部材と上記柱状体
からなる共振系に所定の制動を加えるようにしたことを
特徴とする第１の請求項記載の低周波振動センサ。 ３、上記柱状体は、貫通孔を有し、該柱状体の移動に伴
い該貫通孔を通過する流体の粘性抵抗により、上記バネ
部材と上記柱状体とからなる共振系に所定の制動を加え
るようにしたことを特徴とする第２又は第３の請求項記
載の低周波振動センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079565A JPH0670579B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 低周波振動センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079565A JPH0670579B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 低周波振動センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250832A true JPH01250832A (ja) | 1989-10-05 |
| JPH0670579B2 JPH0670579B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=13693533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63079565A Expired - Lifetime JPH0670579B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 低周波振動センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670579B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059238A3 (en) * | 2000-02-10 | 2002-03-07 | Ilan Goldman | Data receiving device for use in an impulse-based data transmission system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924216A (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 振動検出装置 |
| JPS62145119U (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-12 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63079565A patent/JPH0670579B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924216A (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 振動検出装置 |
| JPS62145119U (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-12 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059238A3 (en) * | 2000-02-10 | 2002-03-07 | Ilan Goldman | Data receiving device for use in an impulse-based data transmission system |
| US6848314B2 (en) | 2000-02-10 | 2005-02-01 | Ilan Goldman | Data receiving device for use in an impulse-based data transmission system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0670579B2 (ja) | 1994-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10036764B2 (en) | Bulk acoustic wave accelerometers | |
| JP4745907B2 (ja) | マイクロ機械的リング振動子用温度補償機構 | |
| US6745627B1 (en) | Electrostatic drive for accelerometer | |
| JP2501096Y2 (ja) | 静電的に励振される複式振動ビ―ムの力トランスデュ―サ | |
| US10001391B1 (en) | Adjusting resonant frequencies based on feedback networks | |
| US20050109107A1 (en) | Horizontal and tuning fork vibratory microgyroscope | |
| JP2007101553A (ja) | 回転角速度センサ | |
| US20020083757A1 (en) | Coriolis effect transducer | |
| EP0943893A1 (en) | Angular velocity sensor | |
| JPS58190723A (ja) | レベル検知装置 | |
| US5396798A (en) | Mechanical resonance, silicon accelerometer | |
| US20200309591A1 (en) | Apparatus and methods for detecting a vibratory signal | |
| JP3501845B2 (ja) | 振動素子及び振動素子の使用方法 | |
| US7600429B2 (en) | Vibration spectrum sensor array having differing sensors | |
| Park et al. | Capacitive sensing type surface micromachined silicon accelerometer with a stiffness tuning capability | |
| JPH01250832A (ja) | 低周波振動センサ | |
| GB2379506A (en) | Vibratory gyroscope | |
| JPH109944A (ja) | 振動センサ | |
| JP4729385B2 (ja) | 振動ふるい装置 | |
| WO2004102117A1 (ja) | 角速度センサおよび角速度検出装置 | |
| FI118030B (fi) | Kaiutinelementin liikkeen mittausmenetelmä ja liikkeen mittauksella varustettu kaiutin | |
| JP3217849B2 (ja) | ジャイロ装置 | |
| CA2213245C (en) | Mechanical resonance, silicon accelerometer | |
| JP3129022B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JPS594269Y2 (ja) | 振動式密度計 |