JPH0652270B2 - 衝撃加速度計の動的応答特性測定法 - Google Patents
衝撃加速度計の動的応答特性測定法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放射性廃棄物輸送容器の落下衝撃実験、構造
物の衝撃実験、自動車の衝突実験などで、計測に用いら
れる衝撃加速度計のゲイン特性、位相特性の計測方法に
関するものである。
物の衝撃実験、自動車の衝突実験などで、計測に用いら
れる衝撃加速度計のゲイン特性、位相特性の計測方法に
関するものである。
［従来の技術］ 加速度計は極めて広い産業計測分野で用いられている。
具体的には構造物の衝突実験、落下衝撃実験、応力解析
実験、振動解析実験などである。近年では規制や規格に
より定量的な加速度計測が求められる機械が増えつつあ
るにもかかわらず、加速度の標準が振動加速度として10
0m/s2までしかないこと、およびそれと関連するが信頼
性のある特性評価方法としては振動台とレーザ干渉計を
組み合わせた方法しかなく、現実の加速度計測における
広い加速度範囲と広い周波数帯域での衝撃加速度計の特
性評価方法は開発されてきていない。
具体的には構造物の衝突実験、落下衝撃実験、応力解析
実験、振動解析実験などである。近年では規制や規格に
より定量的な加速度計測が求められる機械が増えつつあ
るにもかかわらず、加速度の標準が振動加速度として10
0m/s2までしかないこと、およびそれと関連するが信頼
性のある特性評価方法としては振動台とレーザ干渉計を
組み合わせた方法しかなく、現実の加速度計測における
広い加速度範囲と広い周波数帯域での衝撃加速度計の特
性評価方法は開発されてきていない。
従来の振動台とレーザ干渉計による方法では、周波数が
高くなると、(1)振動振幅が小さくなること、(2)波形が
正弦波でなくなること、(3)共振型の振動台を用いると
高い周波数の加振は可能であっても、特定の周波数にか
ぎられるために加速度計の特性を広い周波数帯域にわた
ってとろうとすると多数の振動台が必要になる。といっ
た問題点がある。これらは、装置を具体化する場合に
は、大きな問題となる。
高くなると、(1)振動振幅が小さくなること、(2)波形が
正弦波でなくなること、(3)共振型の振動台を用いると
高い周波数の加振は可能であっても、特定の周波数にか
ぎられるために加速度計の特性を広い周波数帯域にわた
ってとろうとすると多数の振動台が必要になる。といっ
た問題点がある。これらは、装置を具体化する場合に
は、大きな問題となる。
このような状況下では、加速度計メーカが提出する根拠
が不明確でかつ十分ではない特性図を加速度計ユーザは
やむなく信用せざるを得ず、ひいては衝撃計測結果の信
頼性を低下させる原因となっている。位相特性が与えら
れていないのは、その具体例である。測定においては、
加速度計出力に現れる共振周波数を取り除くためにフィ
ルタが用いられるが、特性が明確でない加速度計の出力
にフィルタをかけるため、出力信号のゲインと位相の信
頼性は失われてしまう。正しい加速度計測のためには加
速度計のゲイン特性と位相特性の両方が既知でなければ
ならない。問題解決のためには、標準の開発と同時に信
頼性が高くかつ簡便な加速度計の特性評価方法の開発が
必要となる。
が不明確でかつ十分ではない特性図を加速度計ユーザは
やむなく信用せざるを得ず、ひいては衝撃計測結果の信
頼性を低下させる原因となっている。位相特性が与えら
れていないのは、その具体例である。測定においては、
加速度計出力に現れる共振周波数を取り除くためにフィ
ルタが用いられるが、特性が明確でない加速度計の出力
にフィルタをかけるため、出力信号のゲインと位相の信
頼性は失われてしまう。正しい加速度計測のためには加
速度計のゲイン特性と位相特性の両方が既知でなければ
ならない。問題解決のためには、標準の開発と同時に信
頼性が高くかつ簡便な加速度計の特性評価方法の開発が
必要となる。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、衝撃加速度計のゲイン応答特
性、位相特性を測定する方法を提案し、加速度計を用い
た計測技術の信頼性を向上させることにある。
性、位相特性を測定する方法を提案し、加速度計を用い
た計測技術の信頼性を向上させることにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明においては丸棒の端面
に衝撃を加えることによって発生した弾性波が、内部を
伝播してもう一方の端面を到達し反射した時に生じる端
面の加速度をその面に取付けた加速度計の入力とし、ま
た入力信号となる加速度については丸棒の側面に貼りつ
けたひずみゲージによって計測し、加速度計出力とひず
みゲージの出力に対してフーリエ変換、ラプラス変換、
フィルタ演算などの信号処理及び誤差補正などを行うこ
とによって、衝撃加速度計のゲイン特性、位相特性を測
定するという手段を用いる。
に衝撃を加えることによって発生した弾性波が、内部を
伝播してもう一方の端面を到達し反射した時に生じる端
面の加速度をその面に取付けた加速度計の入力とし、ま
た入力信号となる加速度については丸棒の側面に貼りつ
けたひずみゲージによって計測し、加速度計出力とひず
みゲージの出力に対してフーリエ変換、ラプラス変換、
フィルタ演算などの信号処理及び誤差補正などを行うこ
とによって、衝撃加速度計のゲイン特性、位相特性を測
定するという手段を用いる。
［作用］ 飛翔体の衝突などの方法によって丸棒内部に発生する弾
性波を用いて、パルス状の加速度を一回加速度計に与
え、出力信号とともに演算処理を施すことによって、加
速度計の応答特性を求めるので、広い周波数帯域にわた
る特性を求めることが可能となる。
性波を用いて、パルス状の加速度を一回加速度計に与
え、出力信号とともに演算処理を施すことによって、加
速度計の応答特性を求めるので、広い周波数帯域にわた
る特性を求めることが可能となる。
［実施例］ 断面に比較して十分に長い丸棒の端面に飛翔体を衝突さ
せる等の方法により衝撃を加えると丸棒の内部に弾性波
が発生して伝播するが、他端に到達し反射する時点で、
端面に弾性波の伝播速度（Ｃ）とひずみ速度（）の積
の２倍の加速度ａ（ｔ）が発生する。
せる等の方法により衝撃を加えると丸棒の内部に弾性波
が発生して伝播するが、他端に到達し反射する時点で、
端面に弾性波の伝播速度（Ｃ）とひずみ速度（）の積
の２倍の加速度ａ（ｔ）が発生する。
ａ（ｔ）＝２Ｃ・・・・(1) 実際にはひずみゲージを丸棒の端面に貼ることはできな
いので、Ｌだけはなれた位置にひずみゲージを貼ったと
すると、（２）式が成立する。
いので、Ｌだけはなれた位置にひずみゲージを貼ったと
すると、（２）式が成立する。
（２）式から計算されるａ（ｔ）が加速度計への入力と
なる。ひずみゲージで観測される応力波形は第１図ｂに
示すようになるが、時間区間tc〜tdの波形は端面での反
射によって発生した引張応力波であって、衝撃が発生し
た端面の方向へ伝播するので、加速度計への入力となる
加速度を発生することには寄与しない。（２）式によっ
て加速度計への入力となる加速度を発生させるひずみ
は、圧縮応力波である第１図ｂの時間区間ta〜tbに現れ
るひずみの信号（εｃ）である。（第１図ｃ）そこで、
加速度計の出力として現れた加速度信号をａｍ（ｔ）
（第１図ｄ）、加速度計の伝達関数をＧ（ω）とする
と、（３）式が成り立つ。
なる。ひずみゲージで観測される応力波形は第１図ｂに
示すようになるが、時間区間tc〜tdの波形は端面での反
射によって発生した引張応力波であって、衝撃が発生し
た端面の方向へ伝播するので、加速度計への入力となる
加速度を発生することには寄与しない。（２）式によっ
て加速度計への入力となる加速度を発生させるひずみ
は、圧縮応力波である第１図ｂの時間区間ta〜tbに現れ
るひずみの信号（εｃ）である。（第１図ｃ）そこで、
加速度計の出力として現れた加速度信号をａｍ（ｔ）
（第１図ｄ）、加速度計の伝達関数をＧ（ω）とする
と、（３）式が成り立つ。
ただし、ωは角周波数、Ｌ［ ］はラプラス変換演算子
である。実際には測定される物理量ひずみであってひず
み速度ではないので、微分に関するラプラス変換の性質
を用いて（３）式を書き換えると（４）式を得る。
である。実際には測定される物理量ひずみであってひず
み速度ではないので、微分に関するラプラス変換の性質
を用いて（３）式を書き換えると（４）式を得る。
ただし、ｊは虚数単位である。（４）式左辺の絶対値と
周波数の関係より加速度計のゲイン特性を、（４）式左
辺の偏角と周波数の関係より位相特性をもとめることが
できる。
周波数の関係より加速度計のゲイン特性を、（４）式左
辺の偏角と周波数の関係より位相特性をもとめることが
できる。
［発明の効果］ 以上に説明した本発明の衝撃加速度計の動的応答特性測
定法を用いると、従来加速度の標準が無い加速度範囲に
おいて、加速度計の動的応答特性を、高い信頼性でかつ
簡便に測定することが可能となる。
定法を用いると、従来加速度の標準が無い加速度範囲に
おいて、加速度計の動的応答特性を、高い信頼性でかつ
簡便に測定することが可能となる。
第１図ａは、本発明に係わる衝撃加速度計の動的応答特
性測定法にもとずく測定法の概念図である。第１図ｂは
ひずみゲージで計測された丸棒内部を伝播する弾性波を
表す線図、第１図ｃは加速度計の入力となるヒズミを表
す線図、第１図ｄは加速度計の出力を表す線図である。 １……衝撃発生用の弾丸 ２……丸棒 ３……ひずみゲージ ４……衝撃加速度計 ５……ひずみゲージ用増幅器 ６……加速度計用増幅器 ７……過渡信号記憶装置 ８……信号処理用計算機 ９……応力波 １０……引張波 １１……圧縮波 １２……距離Ｌ
性測定法にもとずく測定法の概念図である。第１図ｂは
ひずみゲージで計測された丸棒内部を伝播する弾性波を
表す線図、第１図ｃは加速度計の入力となるヒズミを表
す線図、第１図ｄは加速度計の出力を表す線図である。 １……衝撃発生用の弾丸 ２……丸棒 ３……ひずみゲージ ４……衝撃加速度計 ５……ひずみゲージ用増幅器 ６……加速度計用増幅器 ７……過渡信号記憶装置 ８……信号処理用計算機 ９……応力波 １０……引張波 １１……圧縮波 １２……距離Ｌ
Claims (1)
- 【請求項１】丸棒の端面に衝撃を加えることによって発
生した弾性波が、内部を伝播してもう一方の端面を到達
し反射した時に生じる端面の加速度をその面に取り付け
た加速度計の入力とし、また入力信号となる加速度につ
いては丸棒の側面に貼りつけたひずみゲージによって計
測し、加速度計出力とひずみゲージの出力に対してフー
リエ変換、ラプラス変換、フィルタ演算などの信号処理
演算および誤差補正などを行うことによって、衝撃加速
度計のゲイン特性、位相特性を測定することを特徴とす
る衝撃加速度計の動的応答特性測定法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1203501A JPH0652270B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 衝撃加速度計の動的応答特性測定法 |
| US07/494,396 US5000030A (en) | 1989-08-04 | 1990-03-16 | Method and apparatus for measuring dynamic response characteristics of shock accelerometer |
| DK199000766A DK172579B1 (da) | 1989-08-04 | 1990-03-23 | Fremgangsmåde ved og apparat til måling af et stødaccelerometers dynamiske respons |
| CH999/90A CH683949A5 (de) | 1989-08-04 | 1990-03-26 | Verfahren und Apparat zur Messung der dynamischen Charakteristiken eines Stoss-Accelerometers. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1203501A JPH0652270B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 衝撃加速度計の動的応答特性測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367175A JPH0367175A (ja) | 1991-03-22 |
| JPH0652270B2 true JPH0652270B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=16475202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1203501A Expired - Lifetime JPH0652270B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 衝撃加速度計の動的応答特性測定法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5000030A (ja) |
| JP (1) | JPH0652270B2 (ja) |
| CH (1) | CH683949A5 (ja) |
| DK (1) | DK172579B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917903B2 (en) | 2002-09-02 | 2005-07-12 | Japan Aerospace Exploration Agency | Method for removing pseudo signal and program for removing pseudo signal |
| JP2011510268A (ja) * | 2008-05-29 | 2011-03-31 | スペクトラ シュヴィングングステヒニク ウント アクスティック ゲーエムベーハー ドレスデン | 加速度センサ及び力センサの較正方法及び装置 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0353137A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-07 | Yakichi Higo | 応力測定法 |
| JP2647815B2 (ja) * | 1995-08-18 | 1997-08-27 | 工業技術院長 | レーザー変位計・レーザー振動計の周波数特性測定法 |
| JPH09159691A (ja) * | 1995-12-06 | 1997-06-20 | Nissan Motor Co Ltd | 加速度センサ |
| JP4519257B2 (ja) * | 2000-04-17 | 2010-08-04 | 富士通コンポーネント株式会社 | 加速度検出装置、加速度検出方法及び入力装置並びに記録媒体 |
| US6993977B2 (en) * | 2001-12-10 | 2006-02-07 | Moe Momayez | Remote structural material evaluation apparatus |
| JP4304325B2 (ja) | 2002-03-29 | 2009-07-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 加速度センサの校正評価方法及び装置 |
| JP4304326B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2009-07-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 加速度センサの動的線形性計測方法及び装置 |
| JP4304327B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2009-07-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 加速度センサの周波数特性測定方法及び装置 |
| US6721642B1 (en) | 2003-02-20 | 2004-04-13 | Ford Global Technologies, Llc | Method of generating a calibration crash sensor output pulse |
| US7146846B2 (en) * | 2003-07-16 | 2006-12-12 | Air2, Llc | Non-destructive testing of in-service wooden beams |
| JP2006050837A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Alps Electric Co Ltd | 駆動装置 |
| US7367212B2 (en) * | 2006-03-17 | 2008-05-06 | Lucent Technologies Inc. | Rotational and linear shock apparatus |
| US7370510B2 (en) * | 2006-03-17 | 2008-05-13 | Lucent Technologies Inc. | Shock apparatus |
| US7367214B2 (en) * | 2006-05-16 | 2008-05-06 | Lucent Technologies Inc. | Shock and launch apparatus |
| RU2393488C1 (ru) * | 2009-04-06 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Устройство разгонное для создания нормированных ускорений при поверке и тарировке акселерометров |
| CN108020688B (zh) * | 2017-10-30 | 2019-11-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 自谱分时段傅里叶变换高量程加速度计共振频率提取方法 |
| CN109282941A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-01-29 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | 一种基于整体式霍普金森杆pvdf传感器的冲击测试系统 |
| CN110187146B (zh) * | 2019-07-12 | 2024-06-11 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种冲击加速度计校准装置及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3830091A (en) * | 1973-04-05 | 1974-08-20 | Us Navy | Accelerometer comparator |
| SU492817A1 (ru) * | 1974-06-17 | 1975-11-25 | Грузинский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина | Ударный стенд дл определени динамических характеристик датчиков ускорений |
| SU993131A1 (ru) * | 1981-10-12 | 1983-01-30 | Войсковая часть 70170 | Устройство дл испытаний акселерометров в ударном режиме |
| SU1191833A1 (ru) * | 1983-01-19 | 1985-11-15 | Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Красного Знамени Механический Институт | Установка дл определени амплитудно-частотной характеристики акселерометра |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1203501A patent/JPH0652270B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-16 US US07/494,396 patent/US5000030A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-23 DK DK199000766A patent/DK172579B1/da not_active IP Right Cessation
- 1990-03-26 CH CH999/90A patent/CH683949A5/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6917903B2 (en) | 2002-09-02 | 2005-07-12 | Japan Aerospace Exploration Agency | Method for removing pseudo signal and program for removing pseudo signal |
| JP2011510268A (ja) * | 2008-05-29 | 2011-03-31 | スペクトラ シュヴィングングステヒニク ウント アクスティック ゲーエムベーハー ドレスデン | 加速度センサ及び力センサの較正方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK76690A (da) | 1991-02-05 |
| DK76690D0 (da) | 1990-03-23 |
| CH683949A5 (de) | 1994-06-15 |
| US5000030A (en) | 1991-03-19 |
| JPH0367175A (ja) | 1991-03-22 |
| DK172579B1 (da) | 1999-02-01 |
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