JPS5882131A - 機械インピ−ダンス測定装置 - Google Patents
機械インピ−ダンス測定装置Info
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- JPS5882131A JPS5882131A JP56181385A JP18138581A JPS5882131A JP S5882131 A JPS5882131 A JP S5882131A JP 56181385 A JP56181385 A JP 56181385A JP 18138581 A JP18138581 A JP 18138581A JP S5882131 A JPS5882131 A JP S5882131A
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- Japan
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 25
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H15/00—Measuring mechanical or acoustic impedance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
本発明状機械イン♂−メンス欄定装置に関する０機械イ
ンピーメン１ス２は、被検体を加部―で励振しえと自の
励振力をｒｌその結果生じた振動速度をＶとするとＺ＝
Ｆ／Ｖで与えられる。
ンピーメン１ス２は、被検体を加部―で励振しえと自の
励振力をｒｌその結果生じた振動速度をＶとするとＺ＝
Ｆ／Ｖで与えられる。
従来の機械インビーメンス欄定装装置においては、第１
図ブロック纏図に示すように、加振器と被検体のｆｌｌ
Ｋインピーダンスヘッドと呼ばれる変換器！■を挿入し
、これを介して励振力を被検体に伝え、インピーダンス
へ、どの出力として、励振力Ｆおよび加速度Ａを得、こ
れらの出力のうち、励振振動数成分のみ番選択通過させ
るトラッキングフィルタを通して高調波成分、外乱振動
成分を除去したのち対数変換し、対数変換され良信号を
アナリグ演算し、 ｌｏｇ Ｚ −ｌｏｇ Ｆ／Ｖ −ｌｏｇ Ｆ −ｌｏ
ｇ Ｖを求めるとともに、トラ、キングフィルタの出力
を位相針に加え、励振力と加速度の位相差を得る。演算
を逆にすれに ｂｙ ｚ−ｂｇ ’１７”Ｆ−ｂｙ Ｖ ｋｇ Ｆと
１して一モビリティやその他の表現をも得る仁とができ
る。
図ブロック纏図に示すように、加振器と被検体のｆｌｌ
Ｋインピーダンスヘッドと呼ばれる変換器！■を挿入し
、これを介して励振力を被検体に伝え、インピーダンス
へ、どの出力として、励振力Ｆおよび加速度Ａを得、こ
れらの出力のうち、励振振動数成分のみ番選択通過させ
るトラッキングフィルタを通して高調波成分、外乱振動
成分を除去したのち対数変換し、対数変換され良信号を
アナリグ演算し、 ｌｏｇ Ｚ −ｌｏｇ Ｆ／Ｖ −ｌｏｇ Ｆ −ｌｏ
ｇ Ｖを求めるとともに、トラ、キングフィルタの出力
を位相針に加え、励振力と加速度の位相差を得る。演算
を逆にすれに ｂｙ ｚ−ｂｇ ’１７”Ｆ−ｂｙ Ｖ ｋｇ Ｆと
１して一モビリティやその他の表現をも得る仁とができ
る。
しかしながら、ζＯような装置では１対数変換器やアナ
ログ演算器を用いて機械インビー〆ンスを求める関係上
、これらの部分の精度がデータの精度を支配するので、
精度向上社困難であり、１九これらの部分は複雑電電子
回路を用いている関係上、装置が大きく、故障し易く、
メンテナンスが開離であシ、位相計による位相計測も精
度を出し難く、０°附近と３６０°附近との位相の遷移
時の測定が開離である・またトラッキングフィルタはフ
ィルタされた波形が得られる利点がある反面、複雑な電
子回路で装置が大きく、高価である等Ｏ欠点がある。さ
らに従来のものでは１チヤンネルの測定しかできない九
めに、複雑な構造物等のテストには多大の時間を要して
いる。
ログ演算器を用いて機械インビー〆ンスを求める関係上
、これらの部分の精度がデータの精度を支配するので、
精度向上社困難であり、１九これらの部分は複雑電電子
回路を用いている関係上、装置が大きく、故障し易く、
メンテナンスが開離であシ、位相計による位相計測も精
度を出し難く、０°附近と３６０°附近との位相の遷移
時の測定が開離である・またトラッキングフィルタはフ
ィルタされた波形が得られる利点がある反面、複雑な電
子回路で装置が大きく、高価である等Ｏ欠点がある。さ
らに従来のものでは１チヤンネルの測定しかできない九
めに、複雑な構造物等のテストには多大の時間を要して
いる。
本発明はこのよう表事ｍＫ―みて提案されえもので、小
型、高精度かつメンテナンス容ＪＩ＊多チャンネルの機
械インピーダンス測定装置を提供することを目的とし】
、被検体を加振する加振器と、上記加振器によシ被検体
に加えられる加振力および加振周波数をそれヤれ、測定
する力ｒ−ジおよびノぐルスカウｙりと、上記被検体の
加速度を検出する加速度計と、上記加速度針の出力のう
ち上記・加振周波数成分のみを抽出するベクトルフィル
タと、上記ベクトルフィルタの出力するアナログ信号を
デジタル信号・に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ
変換器および上記ノ４ルスカウンタの出力を受は上記被
検体の機械インピーダンスを演算するデジタル計算機と
を具えたことを特徴とする。
型、高精度かつメンテナンス容ＪＩ＊多チャンネルの機
械インピーダンス測定装置を提供することを目的とし】
、被検体を加振する加振器と、上記加振器によシ被検体
に加えられる加振力および加振周波数をそれヤれ、測定
する力ｒ−ジおよびノぐルスカウｙりと、上記被検体の
加速度を検出する加速度計と、上記加速度針の出力のう
ち上記・加振周波数成分のみを抽出するベクトルフィル
タと、上記ベクトルフィルタの出力するアナログ信号を
デジタル信号・に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ
変換器および上記ノ４ルスカウンタの出力を受は上記被
検体の機械インピーダンスを演算するデジタル計算機と
を具えたことを特徴とする。
本発明の一実施例を図面について説明すると、第２図社
その回路構成を示すブロック線図、第３図線第２図に示
す本装置による機械インピーダンスのｉｌｌ定結果を示
す１線図、第４図は第２図に示す本装置によシ計測され
た加速度を変位に変換し、モーダル円表示し死因、第５
図は本装置によシ計測された被検体の振動モードを示す
図である。
その回路構成を示すブロック線図、第３図線第２図に示
す本装置による機械インピーダンスのｉｌｌ定結果を示
す１線図、第４図は第２図に示す本装置によシ計測され
た加速度を変位に変換し、モーダル円表示し死因、第５
図は本装置によシ計測された被検体の振動モードを示す
図である。
まず、第２図において、１は被検体、２は加振器、１は
電力増巾器、４は発振器、５は被検体１に付設され加振
力Ｆを計測する力ｒ−ジ、６は被検体１の各部の応答加
速度を計測する複数の加速度針、１は多チャンネルアン
ｆ％１１７−１カ信号と加速度信号から加振周波数成分
を抽出する多チヤンネルベクトルフィルタ、ｇはアナロ
グ／デジタル変換器、１ａは加振周波数を計数するため
の７９ルスカウンタ、１１は集ｉＩ＆されたデータから
機械インピーダンスを計算するデジタル計算機で、デー
タ集録ｆａグラム１２゜較正計算プログラムＩＢ、イン
ピーダンス計算ゾログラ゛ム１４から構成されている。
電力増巾器、４は発振器、５は被検体１に付設され加振
力Ｆを計測する力ｒ−ジ、６は被検体１の各部の応答加
速度を計測する複数の加速度針、１は多チャンネルアン
ｆ％１１７−１カ信号と加速度信号から加振周波数成分
を抽出する多チヤンネルベクトルフィルタ、ｇはアナロ
グ／デジタル変換器、１ａは加振周波数を計数するため
の７９ルスカウンタ、１１は集ｉＩ＆されたデータから
機械インピーダンスを計算するデジタル計算機で、デー
タ集録ｆａグラム１２゜較正計算プログラムＩＢ、イン
ピーダンス計算ゾログラ゛ム１４から構成されている。
１５は計算された機械インピーダンスをグラフ出力する
プロ、り、ＩＩＩｊはプリンタ、１１はデータ保存用の
外部記憶装置、１ａはレンジ信号である・このような装
置において、発振器４からの正弦波電圧は電力増巾器３
を経て加振器ｊＫ人に、加振器２は被検体１を励振する
が、発振＠４は時間とともに周波数が炭化する自動掃引
正弦波発振器であるので、任意の周紋数範囲で掃引加振
される。
プロ、り、ＩＩＩｊはプリンタ、１１はデータ保存用の
外部記憶装置、１ａはレンジ信号である・このような装
置において、発振器４からの正弦波電圧は電力増巾器３
を経て加振器ｊＫ人に、加振器２は被検体１を励振する
が、発振＠４は時間とともに周波数が炭化する自動掃引
正弦波発振器であるので、任意の周紋数範囲で掃引加振
される。
カダーｙｓは加振器ｊ）（より被検体ＩＫ加えられる力
を計測し、加速度計ｌは被検体１の各部の応答加速度を
計測し、力ゲージ５と加速度計σはそれぞれ計測された
力と加速度に比例した電圧を発生し・、この電圧信号社
多チャンネルアｙｆｌにより増巾される。
を計測し、加速度計ｌは被検体１の各部の応答加速度を
計測し、力ゲージ５と加速度計σはそれぞれ計測された
力と加速度に比例した電圧を発生し・、この電圧信号社
多チャンネルアｙｆｌにより増巾される。
力ゲージ５と加速度計６によシ計測された信号に社、被
検体１の非線型持性中雑音のため、加振周波数以外の成
分も含まれているので、本装置では、多チヤンネルベク
トルフィルタ８によｐ′計渕し死霊圧信号から゛加振周
波数成分を抽出するようになされている。
検体１の非線型持性中雑音のため、加振周波数以外の成
分も含まれているので、本装置では、多チヤンネルベク
トルフィルタ８によｐ′計渕し死霊圧信号から゛加振周
波数成分を抽出するようになされている。
多チヤンネルベクトルフィルタ８から出力され死力信号
と加速度信号の加振周波数成分はアナログ／デジタル変
換器９によ如デジタル化され、デジタル計算機１１に入
力する・ その際、発振器４の出力は）母ルスカウンタ１０に入力
して加振周波数が計測され、この加振周波数の計測値が
デジタル計算機１１に入力する。
と加速度信号の加振周波数成分はアナログ／デジタル変
換器９によ如デジタル化され、デジタル計算機１１に入
力する・ その際、発振器４の出力は）母ルスカウンタ１０に入力
して加振周波数が計測され、この加振周波数の計測値が
デジタル計算機１１に入力する。
デジタル計算機１１では、まず、データ集録ｌログラム
１２によυアナｐダ／ｒゾタル変換器９からの力および
加速度デジタル信号とΔルスカウンタ１０からの加振周
波数の計調値を集鎌し、次に１較正計算７”ａダラムＪ
ＪＦＣより電圧値を物理量に変換し、さらに、インビー
ダンス計算グログラム１４によシ加速度ムを積分して速
度Ｖに変換し、力Ｆ全速度Ｖで割算することによシ機械
インピー〆ンス２を求めるようになされている。すなわ
ち、 Ｚ−Ｆ／Ｖ（割算） ただし、ム：加速度 （複素数） Ｖ：速度 （ＩＩ素数） ＃：加振周波数 （ＩＩ！数） ２：機械インピーダンス （複素数） なる計算を行なうて機械インピーダンスを求めるもので
ある。
１２によυアナｐダ／ｒゾタル変換器９からの力および
加速度デジタル信号とΔルスカウンタ１０からの加振周
波数の計調値を集鎌し、次に１較正計算７”ａダラムＪ
ＪＦＣより電圧値を物理量に変換し、さらに、インビー
ダンス計算グログラム１４によシ加速度ムを積分して速
度Ｖに変換し、力Ｆ全速度Ｖで割算することによシ機械
インピー〆ンス２を求めるようになされている。すなわ
ち、 Ｚ−Ｆ／Ｖ（割算） ただし、ム：加速度 （複素数） Ｖ：速度 （ＩＩ素数） ＃：加振周波数 （ＩＩ！数） ２：機械インピーダンス （複素数） なる計算を行なうて機械インピーダンスを求めるもので
ある。
こうしてデジタル計算機１１で求められ九機械インピー
ダンスはｆｖｓｙタＩＢＩＩＣダラフ出力されるととも
に、ブリンクＩＣＫ表として出力され、さらに外部記憶
装置ＪＦＫ記憶されえのち、機械インーーダンス合成計
算等に利用される。
ダンスはｆｖｓｙタＩＢＩＩＣダラフ出力されるととも
に、ブリンクＩＣＫ表として出力され、さらに外部記憶
装置ＪＦＫ記憶されえのち、機械インーーダンス合成計
算等に利用される。
本発明の一実施例における多チヤンネルアン７＃７は例
えばオートレンジ機構（−動感度調整）・を採用し、計
測されるインピーダンスのダイナ建、クレンジ（計測可
能範囲）を向上させるようになされている。この自動感
度調整機構は、入力信号の電圧値が小さいときは、アン
グｒイ小にかかわらず出力電圧を一定範囲にテるように
調整するものである・ 第３図は本装置によるガスタービンの機械インピーダン
スの針側結果で、横軸は周波数、縦軸は位相角、機械イ
ンピーダンスをそれぞれ示し、第４図は本装置によシ計
測された加速度を変位に変換したモーダル円（ナイキス
ト）表示であ〉、第５図は本装置によシ計渕された被検
体の振動モードを示している。これらの図面よ〉明らか
なように本装置によシ゛、共振点（固有振動数）、共振
点における振動セード（振れの形状）、動的剛性（剛性
、減衰、質量等）つ會υ振れやすさを、従来のこの種測
定装置に比較して、高能率で実験的に解明すゐことがで
きることを示している。
えばオートレンジ機構（−動感度調整）・を採用し、計
測されるインピーダンスのダイナ建、クレンジ（計測可
能範囲）を向上させるようになされている。この自動感
度調整機構は、入力信号の電圧値が小さいときは、アン
グｒイ小にかかわらず出力電圧を一定範囲にテるように
調整するものである・ 第３図は本装置によるガスタービンの機械インピーダン
スの針側結果で、横軸は周波数、縦軸は位相角、機械イ
ンピーダンスをそれぞれ示し、第４図は本装置によシ計
測された加速度を変位に変換したモーダル円（ナイキス
ト）表示であ〉、第５図は本装置によシ計渕された被検
体の振動モードを示している。これらの図面よ〉明らか
なように本装置によシ゛、共振点（固有振動数）、共振
点における振動セード（振れの形状）、動的剛性（剛性
、減衰、質量等）つ會υ振れやすさを、従来のこの種測
定装置に比較して、高能率で実験的に解明すゐことがで
きることを示している。
このような装置によれば、下記効果が奏せられる。
（１）従来のトラ、キングフィルタを多チヤンネルベク
トルフィルタに変更したことにより、多点の機械インピ
ーダンスを同時に求め為とともに、装置を小ｌＩｓ量と
することがで自為。
トルフィルタに変更したことにより、多点の機械インピ
ーダンスを同時に求め為とともに、装置を小ｌＩｓ量と
することがで自為。
（２） デジタル計算機の採用によ〉、積分演算およ
び割算の精度が大巾に向上し、まえ数値化され九機械イ
ンピーダンスが外部記憶装置に記憶されるので、計測後
各種の図表出力が可能とな〉、さらに機械インビー／ｙ
ヌＯ舎威計算等を行なうとともできる。
び割算の精度が大巾に向上し、まえ数値化され九機械イ
ンピーダンスが外部記憶装置に記憶されるので、計測後
各種の図表出力が可能とな〉、さらに機械インビー／ｙ
ヌＯ舎威計算等を行なうとともできる。
要するに本発明によれば、被検体を加振すゐ加振器と、
上記加振器によシ被検体に加えられゐ加振力および加振
周波数をそれぞれ測定すゐ力グージシよび／ｌｌススウ
ンタと、上記被検体の加速度を検出する加速度計と、上
記加速度計の出力のうち上記加振周波数成分のみを抽出
するベクトルフィルタと、上記ベクトルフィルタの出力
するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器と、上記Ａ／Ｄ変換器および上記・量ルスカウンクの
出力を受は上記被検体の機械インピーダンスを演算する
デジタル計算機とを具えたことにより、高精度、小量軽
量、多チャンネルかつメンテナンス容易な機械インピー
ダンス測定装置を得るから、本発明は産業上極めて有益
なものである。
上記加振器によシ被検体に加えられゐ加振力および加振
周波数をそれぞれ測定すゐ力グージシよび／ｌｌススウ
ンタと、上記被検体の加速度を検出する加速度計と、上
記加速度計の出力のうち上記加振周波数成分のみを抽出
するベクトルフィルタと、上記ベクトルフィルタの出力
するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器と、上記Ａ／Ｄ変換器および上記・量ルスカウンクの
出力を受は上記被検体の機械インピーダンスを演算する
デジタル計算機とを具えたことにより、高精度、小量軽
量、多チャンネルかつメンテナンス容易な機械インピー
ダンス測定装置を得るから、本発明は産業上極めて有益
なものである。
第１図は公知の機械インピーダンス測定装置を示すブロ
ック線図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック線
図、第３図は本装置によるガスタービンの機械インピー
ダンス測定結果を示す線図、第４図は本装置により計測
された加速度を変位に変換しモーダル円表示した図、第
５図は本装置による振動モードを示す図である。 「・・・被検体、２・・・加振器、Ｊ・・・電力増巾器
、４・・・発振器、５・・・力ｒ−ジ、６・・・加速度
針、１・・・多チヤンネルアング、８・−多チャｙネル
ペタトルフィルタ、９・・・アナ四ダ／デジタル変換器
、１０・・・ノぐルスカウンタ、１１−・・デジタル計
算機、ＩＪ・・・データ集録プログラム、１１・・・較
正計算プログラム、１４・・・インピーダンス計算７”
ｏダラム、１５・・・グロック、１６・・・グリンタ、
１１・・・外部記憶装置、１８−・・レンジ信号。 出願人復代理人□ 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第４図 ０ 第５図
ック線図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック線
図、第３図は本装置によるガスタービンの機械インピー
ダンス測定結果を示す線図、第４図は本装置により計測
された加速度を変位に変換しモーダル円表示した図、第
５図は本装置による振動モードを示す図である。 「・・・被検体、２・・・加振器、Ｊ・・・電力増巾器
、４・・・発振器、５・・・力ｒ−ジ、６・・・加速度
針、１・・・多チヤンネルアング、８・−多チャｙネル
ペタトルフィルタ、９・・・アナ四ダ／デジタル変換器
、１０・・・ノぐルスカウンタ、１１−・・デジタル計
算機、ＩＪ・・・データ集録プログラム、１１・・・較
正計算プログラム、１４・・・インピーダンス計算７”
ｏダラム、１５・・・グロック、１６・・・グリンタ、
１１・・・外部記憶装置、１８−・・レンジ信号。 出願人復代理人□ 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第４図 ０ 第５図
Claims (1)
- 被検体を加振する加振器と、上記加振器によシ被検体に
加えられる加振力および加振周波数をそれでれ測定する
カグージおよび／４ルスカクンタと、上記被検体の加速
度を検出する加速度針と、上記加速度計Ｏ出力０９ち上
記加振周波数成分のみを抽出するベクトルフィルタと、
上□記ベクトルフィルタの出力するアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ賓換置換器上記ム／Ｄ変換器
および上記Ｊ譬ルスカウンタの出力を受は上記被検体の
機械インビー／ｙスを演算する５′ゾタル計算機とを＾
えたことを特徴とす為機械イン♂−メｙス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56181385A JPS5882131A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 機械インピ−ダンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56181385A JPS5882131A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 機械インピ−ダンス測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5882131A true JPS5882131A (ja) | 1983-05-17 |
Family
ID=16099803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56181385A Pending JPS5882131A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 機械インピ−ダンス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5882131A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60102528A (ja) * | 1983-10-25 | 1985-06-06 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 光学的振動解析装置 |
| CN102740184A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-10-17 | 西北工业大学 | 一种分频段确定加筋板壳结构机械导纳的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5684525A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-09 | Hitachi Ltd | Analyzing device for excitation of periodic wave |
-
1981
- 1981-11-12 JP JP56181385A patent/JPS5882131A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5684525A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-09 | Hitachi Ltd | Analyzing device for excitation of periodic wave |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60102528A (ja) * | 1983-10-25 | 1985-06-06 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 光学的振動解析装置 |
| CN102740184A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-10-17 | 西北工业大学 | 一种分频段确定加筋板壳结构机械导纳的方法 |
| CN102740184B (zh) * | 2011-12-20 | 2014-07-16 | 西北工业大学 | 一种分频段确定加筋板壳结构机械导纳的方法 |
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