JPH0523062U - 振動計の自動感度切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動感知器からの検出値を増幅し、アナログ
式記録装置に記録する振動計測装置を、振動の大小に拘
らず常にフルスケールに近い振幅で記録が行われ、しか
も簡単な構造で円滑に感度の切換えが行えるようにす
る。 【構成】 増幅器からの出力をディジタル信号に変換す
るＡＤ変換器と、該ＡＤ変換器からの信号を読み取りそ
の読取値のレベルに応じて感度の切換えを指令しかつ該
読取値を変換する情報処理装置と、前記ＡＤ変換器のビ
ット数よりも少ないビット数により前記情報処理装置の
出力値をアナログ信号に変換するＤＡ変換器とを有する
ように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、地震観測装置等の振動計において、ゲインを自動的に切換えて、 振動の大小に拘らず適切な記録を行うことができる、振動計の自動感度切換装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の地震観測装置等の振動計においては、常時振動を観測し記録するように なっているが、その記録は微小振動から大振幅までの種々の振幅の振動を、自動 的にかつ良好なＳ／Ｎ比で記録することが必要である。そのため例えば図３に示 すように振動感知器１からの検出信号を増幅器２で増幅し、記録装置３に記録す る。

【０００３】 このとき微小振動でも大振幅の振動でも、記録装置３に記録されるデータはな るべくフルスケールに近い値で記録されることが望ましいので、増幅器２の出力 値を比較器４，４’に入力させ、夫々異なる基準電圧を有する基準電圧発生装置 ５，５’から出力する基準信号と、増幅器２の出力とを比較する。増幅器２の出 力即ちそのとき観測されている振動の検出値が、前記基準電圧発生装置５，５’ から出力している基準信号値の電圧と比較して増加または減少すると、それに対 応して比較器４，４’は夫々ゲイン切換信号を出し、該切換信号によって切換ス イッチ６，６’が夫々転換されて、増幅器２の増幅度が自動的に切換えられる。 こうして記録装置３には、振動の大小に拘らず常にフルスケールに近い振幅で記 録が行われることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

ところでこのような従来の増幅度切換手段にあっては、増幅器２からの出力信 号が基準信号と大小を比較する比較器４，４’、基準信号発生装置５，５’や切 換スイッチ６，６’等が必要であり、構造が複雑になる。また増幅器２の出力が 基準信号の値の付近で増減する場合には、ゲイン切換が頻繁に繰返されることに なり、ゲインの切換えに伴って記録のオフセットが頻繁に発生するという問題点 があった。この考案はこのような従来の問題点に着目してなされたもので、構造 が簡単でかつ円滑に感度の切換えを行うことができる、自動感度切換装置を得る ことをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案における上記の問題点を解決するための手段は、振動感知器からの検出 値を増幅器によって増幅し、アナログ式記録装置に記録する振動計測装置におい て、前記増幅器からの出力をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、該ＡＤ変 換器からの信号を読み取りその読取値のレベルに応じて感度の切換えを指令しか つ該読取値を変換する情報処理装置と、前記ＡＤ変換器のビット数よりも少ない ビット数により前記情報処理装置の出力値をアナログ信号に変換するＤＡ変換器 とを有するように構成する。また感度切換信号用ＤＡ変換器を、本来の出力信号 用ＤＡ変換器と別個に設け、階段状に出力された感度切換信号をアナログ式記録 装置に入力させるように構成することである。

【０００６】

【作用】

次に本発明の作用を説明すると、振動感知器からの検出値は増幅器によって増 幅され、増幅器からの出力はＡＤ変換器によってディジタル信号に変換される。 情報処理装置では前記ＡＤ変換器からの信号を読み取り、読取った読取値のレベ ルに応じて感度の切換えを指令し、またその読取値は後のデータ処理に便利なよ うに変換される。そして前記情報処理装置の出力はＤＡ変換器によってアナログ 信号に変換されるが、該ＤＡ変換器のビット数は前記ＡＤ変換器のビット数より も少ないので、該ＤＡ変換器のディジタル値のＭＳＢの桁に、常にＡＤ変換器の ＭＳＢのビットが立つようにしておくようにする。

【０００７】 このようにして、ＡＤ変換されたディジタル信号の数値が小さい場合は上位の 桁の空欄の数値が省略され、ＡＤ変換されたディジタル信号の数値が大きい場合 は下位の数値が切捨てられて、常に計測値がフルスケールに近い値でＤＡ変換器 の出力となるように、情報処理装置によって切換えられる。その他情報処理装置 によって、後に処理に便利な形に変換された計測値がＤＡ変換される。

【０００８】 また感度切換信号用ＤＡ変換器は、情報処理装置から感度切換信号を受け、感 度切換がどのレベルにあるかによって、その信号を階段状のアナログ信号として 出力する。それをアナログ式記録装置に入力させて、本来の振動の出力と同時に 記録させる。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案を図面に基づいて説明する。図１は本考案の構成を示す図で、 振動計測装置１０において、振動感知器１１からの検出値を増幅器１２によって 増幅し、アナログ式記録装置１３に記録するものである。増幅器１２からの出力 をディジタル信号に変換するビット数が多いＡＤ変換器１４があり、ＡＤ変換器 １４からの信号を読み取りその読取値のレベルに応じて感度の切換えを指令しか つ該読取値を変換する情報処理装置１５がある。そしてＡＤ変換器１４のビット 数より少ないビット数により情報処理装置１５の出力値をアナログ信号に変換す るＤＡ変換器１６とを有するのである。

【００１０】 また感度切換信号用ＤＡ変換器１７を、出力信号用ＤＡ変換器１６と別個に設 け、階段状に出力された感度切換信号をアナログ式記録装置１３に入力させるよ うにする。

【００１１】 図２は振動計測装置として地震観測装置２０の例を示し、振動感知器２１から の検出値を増幅器２２によって増幅し、アナログ式記録装置２３に振動の波形を 記録するものである。増幅器２２からの出力は、ビット数が１６ビットのＡＤ変 換器２４に入力するようになっており、ＡＤ変換器２４からの信号を読み取って その読取値を変換する情報処理装置２５がある。

【００１２】 情報処理装置２５はＡＤ変換器２４の出力を受信し、それをもとに感度切換そ の他の情報処理を行うものであり、その出力は出力信号用ＤＡ変換器２６と、感 度切換信号用ＤＡ変換器２７とに入力する。出力信号用ＤＡ変換器２６は、その ビット数が、ＡＤ変換器１４のビット数１６よりも４ビット少ない１２ビットの ものであり、情報処理装置２５によって指令された通りに、ＡＤ変換器２４から の信号を切換えて出力する。感度切換信号用ＤＡ変換器２７は、上記の切換えら れた出力が、どのようなレベルであるかを出力するものである。そして出力信号 用ＤＡ変換器２６と、感度切換信号用ＤＡ変換器２７の両者の出力は、アナログ 式記録装置２３に入力して、振動の波形及び感度切換の現在のレベルが記録され るようになっている。

【００１３】 振動感知器２１に地震動が検出されると、その検出値は増幅器２２に入力し、 増幅器２２によって増幅された信号がＡＤ変換器２４に入力し、この信号はその まゝフルスケールで１６ビットの精度でＡＤ変換される。次に情報処理装置２５ はＡＤ変換器２４からの１６ビットの信号を読み取り、読取った読取値の数値の レベルが大きい場合と小さい場合に応じてディジタル値としての感度の切換えを 指令する。また読取値を対数のスケールに変換することもでき、後のデータ処理 に便利なように係数を掛算する等、どのようにも変換することができる。

【００１４】 次に感度の切換を行う場合の情報処理装置２５の処理方法について説明する。 ＡＤ変換器２４によりディジタル化された計測値は、情報処理装置２５に入力し て処理され、その出力値は出力信号用ＤＡ変換器２６によってアナログ信号に変 換されるが、ＤＡ変換器２６のビット数は１２ビットとなっている。このように ＤＡ変換器２６のビット数はＡＤ変換器２４のビット数より少ないので、ＤＡ変 換するときの１２ビットのディジタル値のＭＳＢの桁に、常にＡＤ変換器のＭＳ Ｂのビットが立つように変換することにより、ＡＤ変換されたディジタル信号の 数値が小さい場合は、上位の桁の空欄の数値が省略されて、有効数値がフルスケ ールに近い値で表現される。またＡＤ変換されたディジタル信号の数値が大きい 場合は、１２ビットのディジタル値のＭＳＢの桁に、常にビットが立つという原 則は変わらないから、この場合は下位の桁のビットが切り捨てられて、ＤＡ変換 器２６の入力となるようになる。

【００１５】 そしてＤＡ変換器２６の出力はアナログ式記録装置２３に入力し、地震の波形 が出力するが、この波形がどのような切換値によって出力したものであるかを検 出するため、感度切換信号用ＤＡ変換器２７の出力をアナログ式記録装置２３に 入力させる。感度切換信号用ＤＡ変換器２７には、情報処理装置２５から感度切 換の切換値がどのレベルであるかを入力させ、そのレベルを示すディジタル値を アナログ変換して、振動の波形と同時にアナログ式記録装置に記録させる。また アナログ式記録装置２３には、計時装置２８から計時信号が入力して、振動の時 間軸を記録するが、アナログ式記録装置のトラックを節約するため、感度切換信 号用ＤＡ変換器２７の出力と計時装置２８の出力を、加算器２９で加算して重畳 した信号を入力させる。

【００１６】 このようにして適切な有効数値が常にフルスケールに近い値で表現され、しか も感度切換のレべルも同時に記録されることになる。ＡＤ変換器２４とＤＡ変換 器２６のビット数の差は４ビットであるから、両者の切換率は１６倍のスケール であり、増幅器２２の出力値は１６倍のスケールで感度調整がなされ、ＤＡ変換 器２６からの出力は常にフルスケールに近い計測値として、また切換値のレベル も同時にアナログ記録装置２３に出力される。この他計測値を対数で表すことも でき、また情報処理装置によって処理に便利な形に変換された計測値がＤＡ変換 されて表示・記録されるので、目的に応じて選択して用いることもできる。

【００１７】 なお本実施例は地震観測装置の例によって説明したが、地震観測装置以外の、 一般の振動計測装置に適用した場合も、同様にして目的を達成できることはいう までもない。また本実施例では、感度切換信号用ＤＡ変換器を用いて感度切換の レベルを記録させることにしたが、感度切換信号用ＤＡ変換器によらず、他の手 段で感度切換のレベルを検知するようにしてもよいし、計時信号は必ずしも感度 切換信号と重畳させなくてもよい。さらに本実施例では感度の切換をするのに、 ＤＡ変換器のディジタル値のＭＳＢの桁に、常にＡＤ変換器のＭＳＢのビットが 立つようにしたが、これではあまりにも切換回数が多くなるので、ＭＳＢの次の 桁にビットが立つ場合を含めて切換段数を少なくする等適宜変更してもよい。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、従来の感度調整装置のようにゲイン 切換のためのスイッチ等の回路が不必要になり、装置が簡単になって保守がし易 くなる。また微小な振動から振幅の大きい振動まで連続して記録でき、ゲインの 切換えに伴うオフセットが発生しなくなって、安定した記録を行うことができる ようになる。さらに情報処理装置によって計測値を変換することができるので、 対数スケールで表現することもでき、リニアの記録も勿論できるので、必要に応 じて選択して記録を取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図

【図２】本考案の実施例の構成を示すブロック図

【図３】従来のアナログ式のゲイン切換装置を有する振
動記録装置の一部回路図を含むブロック図

【符号の説明】

１１ 振動感知器 １２ 増幅器 １３ アナログ式記録装置 １４ ＡＤ変換器 １５ 情報処理装置 １６ ＤＡ変換器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動感知器からの検出値を増幅器によっ
   て増幅し、アナログ式記録装置に記録する振動計測装置
   において、前記増幅器からの出力をディジタル信号に変
   換するＡＤ変換器と、該ＡＤ変換器からの信号を読み取
   りその読取値のレベルに応じて感度の切換えを指令しか
   つ該読取値を変換する情報処理装置と、前記ＡＤ変換器
   のビット数よりも少ないビット数により前記情報処理装
   置の出力値をアナログ信号に変換するＤＡ変換器とを有
   することを特徴とする振動計の自動感度切換装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、感度切換信号用ＤＡ
   変換器を、本来の出力信号用ＤＡ変換器と別個に設け、
   階段状に出力された感度切換信号をアナログ式記録装置
   に入力させることを特徴とする振動計の自動感度切換装
   置。