振動センサー
「振動センサー」について説明します。
「振動センサー」は、「加速度」を検出するものもありますので、「加速度センサー」も含まれています。
１．振動センサーとは
「振動センサー」とは、物体の振動を計測するための「センサー」です。
物体の「変位」や「速度」、「加速度」を計測することで「振動」を検出します。
２．振動センサーの用途
「振動センサー」の用途として、次のようなものがあります。
いろいろな振動を検出することで不具合の検出や監視などを、おこなうことが出来ます。
- 工作機械の加工精度維持
- プレス金型の割れ検出
- モーター、ポンプ等の異常振動監視
- 自動車工場の搬送機、リフターなどのモーターや減速機の振動監視
- 検査ラインでの製品異常診断
- 各種回転機械の予防保全
- 生産設備の誤作動チェック
- 防爆エリアでの振動監視
などです。
３．振動センサーの種類
「振動センサー」には以下の２つの種類があります。
- 接触型
測定する物体に「振動センサー」を直接接触させる方式です。
- 非接触型
測定する物体からの振動を非接触で計測する方式です。
です。
それぞれについて以下の製品があります。
■接触型は以下の製品があります。
- 圧電素子型振動センサー
- 電磁式の振動センサ
- 静電容量式の振動センサー
です。
■非接触型は以下の製品があります。
- レーザードップラー式の振動センサ ー
主な製品を説明します。
４．圧電素子型振動センサー
「圧電素子型振動センサー」は、物体の「加速度」を計測することで、振動を検知する「センサー」です。
「圧電素子」は、素子に加えられた力を電圧に変え、逆に加えられた電圧を力に変える素子です。
「圧電素子」の持つ効果を「圧電効果」と呼んでいます。
「圧電素子」は、英語で「Piezo electric element」と呼ばれています。
略して、「ピエゾ素子」とも呼ばれています。
■振動の検出方法
振動の検出方法は以下の２つの種類があります。
- 圧縮型
「圧電素子」を重りと支柱で挟み込む構造です。
振動することによって、「圧電素子」に上下方向に力がかかります。
その圧縮力によって生じる電荷を測定することで振動を検出しています。
●特徴は、次のようなものがあります。
- 大きな電荷を得やすい。
- 温度変化に弱い。
です。
- 大きな電荷を得やすい。
- せん断型
「せん断型」は、「圧電素子」は支柱の横につき、その周りに重りがぶら下がっています。
重りに上下の力が加わると「圧電素子」にせん断力が発生し、電荷が発生します。
その電荷を測定することで振動を検出しています。
●特徴は、次のようなものがあります。
- 電荷を得にくい。
- 温度変化を受けにくい。
です。
- 電荷を得にくい。
５．レーザードップラー式の振動センサー
「レーザードップラー式」の「振動センサー」は、物体の速度を計測することで、振動を検知する「センサー」です。
「ドップラー効果」とは、波の発生源と、観測者との相対的な、速度の差によって、波の周波数が異なって観測される現象のことです。
救急車がサイレンを鳴らして近づいてくれば、サイレンの音は高くなります。
周波数が上がります。
反対に、遠ざかる場合は、サイレンの音は低くなります。
周波数が下がります。
これと同じ原理です。
これは光でもおこります。
「レーザードップラー式振動センサー」では、「レーザー光」の周波数の上がり下がりを観測することで物体の振動を計測しています。
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●「慣性力・加速度・角速度・振動を検出」の関連ページです。
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