JPH0812202B2 - 加速度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加速度センサに加速度を印加して、その出
力信号から加速度センサの性能チェック等を行う加速度
測定装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の加速度測定装置は、第２図に示すよう
に、センタ軸31を中心として矢印32方向に公転する回転
アーム33と、この回転アーム33のセンタ軸31から半径ｒ
の端部に取り付けられて矢印34方向に自転する回転テー
ブル35とを備えている。この回転テーブル35の上に供試
体である加速度センサ36が取り付けられ、回転アーム33
の公転速度によって加速度が決められ、回転テーブル35
の自転によって印加周波数が決められ、ある印加周波数
における加速度の大きさを測定するようになっている。
このときの加速度をα、印加周波数ｆおよび半径ｒとす
ると、α＝ｒ（２πｆ）^２の関係がある。

また、加速度を測定する別の装置として、第３図に示
すような重力加速度ｇを利用する単振り子方式のものが
ある。この装置では、基端部を天板41に揺動可能に固定
されて垂下された端振り子となる長さｌのレバー42と、
その先端部に固定されたホルダ43とを備えている。ホル
ダ43に供試体である加速度センサ44がセットされ、矢印
45および46の方向に交互に振らせることにより発生する
加速度を測定する。このときの重力加速度ｇ、レバー長
ｌ、印加周波数（周期ともいう）Ｔとの関係は、 のようになる。また、加速度α、重力加速度ｇ、レバー
長ｌ、落差Ｓとの関係は、α＝−（g/l）Ｓとなる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の加速度測定装置では、次の
ような問題があった。

まず、第２図に示す装置では、自転および公転の速度
を独立して可変できるため、一つの印加周波数ｆに対し
て加速度αを独立して可変できる利点はあるものの、回
転部分が自転と公転の２種類存在するため、機械的振動
ノイズが発生しやすく、また、電気摺動接点部が存在す
るため、電気的ノイズが発生しやすい。さらに、装置が
大型化して高価になりやすい。

次に、第３図に示す装置では、低周波数で供試体であ
る加速度センサ44を振らせるためには、又は印加周波数
Ｔを大きくするためには、上記式から がきいてくるため、レバー長ｌを大きくしなければなら
ず、装置が大型化する。また、レバー42の放し方によっ
て加速度αがばらつきやすいこと、および供試体である
加速度センサ44の姿勢を常に一定に保つことが困難なこ
と等であった。

さらには、上記のいずれの加速度測定装置も1Hz以下
の超低周波数領域での測定が極めて困難である。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであ
り、印加周波数が1Hz以下の超低周波数領域であって、
しかも低加速度時の加速度を高精度に測定でき、しかも
安価でコンパクトな加速度測定装置を提供することを目
的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、カムとレバーと
ワイヤを組み合わせてリンク機構を構成し、カムの輪郭
曲線を選択することにより、ワイヤに取り付けられて供
試体を保持するウエイトの運動特性を得ることで、特に
1Hz以下の超低周波数、低加速度領域での加速度を高精
度に測定するようにしたものである。

作用 本発明は上記のような構成により次のような効果を有
する。すなわち、供試体がセットされるウエイトの運動
を、たとえばサイクロイド曲線になるようにリンク機構
の運動特性を考慮した上で設定することにした上に、供
試体には吊り下げ方式によって加速度を印加されること
で、外部からの振動伝達が無く1Hz以下の超低周波数領
域および0.1G以下の低加速度領域での速度測定を装置を
大型化することなく実現することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成を示すものである。
第１図において、１はカムであり、DCモータ（図示せ
ず）の回転を減速機（図示せず）を介して伝える出力軸
２にキー３によって固定されている。４はワイヤであ
り、一端を、支点11を中心として第１図中矢印ａ、ｂの
方向に揺動運動をするレバー12の一端に設けられたカム
フォロワ13に取り付けられ、他端にはワイヤ４のたるみ
を防止し、かつ運動の安定化をはかるためにウエイト７
が設けられている。５はワイヤ４を案内し、かつウエイ
ト７の横揺れを防止するためのガイドローラである。６
は供試用加速度センサであり、上記ウエイト７に垂直方
向の加速度を感知するように取り付けられている。ま
た、カム１の外周面の輪郭曲線は、ウエイト７の第１図
中矢印８の方向の往復運動に対して単弦曲線またはサイ
クロイド曲線等の運動特性が正確に実現できるように、
レバー12の運動を解析、考慮した上で創成されている。

次に上記実施例の動作について説明する。DCコントロ
ーラ（図示せず）からの入力指令により、上記DCモー
タ、上記減速機を介してカム１が出力軸２を中心として
回転し、レバー12が支点11を中心として矢印ａ、ｂの方
向にカム１の輪郭曲線にしたがって揺動運動を行う。こ
のことにより、ワイヤ４を介してウエイト７およびここ
に設けられている供試用加速度センサ６が矢印８の方向
に往復直線運動をする。この往復直線運動の運動特性
は、上述したようにカム１の輪郭曲線にしたがって単弦
曲線、サイクロイド曲線等になる。したがって供試用加
速度センサ６はこの運動によって印加される加速度の大
きさによって出力を出し、この出力値が、オシロスコー
プやペンレコーダなどの出力装置によって測定されるこ
とになる。また、印加周波数はDCモータの回転数を変え
ることによって変化させることができる。

なお、サイクロイド曲線の最大加速度は、単弦曲線の
場合の約1.3倍となるので、供試用加速度センサ６に同
一の加速度を与えるには単弦曲線の場合に比べてレバー
12の揺動幅は小さなストロークで済む。

したがって上記実施例によれば、供試用加速度センサ
６はウエイト７を介してワイヤ４で吊り下げられた構造
となっており、ワイヤ４はガイドローラ５に案内されて
いるため、カム１ならびにレバー12からの振動が伝達さ
れにくく、また摺動部も存在しないため、供試用加速度
センサ６に対して、きわめて振動の少ない滑らかな単弦
またはサイクロイド曲線を有する運動を実現させること
ができ、外部からの振動ノイズの伝達が少なく、1Hz以
下の超低周波数領域で、しかも低加速度領域の加速度を
高精度に信頼性高く測定することができるという効果を
有する。

なお本実施例ではレバー12に設けたカムフォロワ13に
ワイヤを取り付けたが、これは丈夫な糸を用いても一向
に構わない。

発明の効果 本発明は上記実施例より明らかなように、所定の運動
特性を得るためのカム曲線を有するカムと、このカムに
よって駆動されて揺動運動をするレバーと、上記レバー
に吊り下げられたワイヤと、上記ワイヤの下端に取り付
けられて往復直線運動をし、かつ供試体を保持するウエ
イトを備えているので、外部からの振動ノイズの伝達が
少なく、1Hz以下の超低周波数領域で、しかも低加速度
時の加速度を高精度に信頼性高く測定することができ、
しかも安価でコンパクトな加速度測定装置を実現するこ
とができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における加速度測定装置の正
面図、第２図は従来の加速度測定装置の正面図、第３図
は従来の他の加速度測定装置の正面図である。 １……カム、２……出力軸、３……キー、４……ワイ
ヤ、５……ガイドローラ、６……供試用加速度センサ、
７……ウエイト、11……支点、12……レバー、13……カ
ムフォロワ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の運動特性を得るためのカム曲線を有
   するカムと、上記カムを回転駆動するモータと、上記カ
   ムによって駆動されて揺動運動をするレバーと、上記レ
   バーの一端に取り付けられたワイヤと、上記ワイヤを案
   内するガイドローラと、上記ワイヤの下端に取り付けら
   れ、垂直方向に往復運動をするとともに供試体である加
   速度センサを保持するウエイトとを備えた加速度測定装
   置。