測定に及ぼす環境の効果

振動の測定

1. 温度
2. ケーブルノイズ
3. その他の環境的影響

圧電材料及び温度

すべての圧電材料は温度依存性のため、周囲温度のいかなる変化するも加速度計の感度の変化を招きます。

温度では、圧電セラミックの脱分極が始まり、その感度が恒久的に変化してしまいます。このような加速度計でも、脱分極がそれほど深刻でない場合には、再較正後も使用することができます。-196℃から482℃までの温度範囲に関しては、特殊な圧電材料を使用した加速度計が利用可能です。

このため、すべてのB&K加速度計は標準感度対温度曲線を同梱して出荷されており、20℃よりも大幅に高いまたは低い温度で測定する際、加速度センサーの感度の変動に関して測定レベルを補正することができます。

 

圧電素子型加速度計は、更に測定環境で温度過渡現象と呼ばれる小さな温度変動に曝されると、出力の変動が発生します。これは通常、非常に低いレベルまたは低周波の振動が測定されている場合にのみ問題になります。最近のせん断型加速度計は、温度過渡に対する感度が非常に低く、圧縮タイプは100倍以上の出力を持つことができます。

加速度計を250℃以上の温度で恒久的に使用する場合には、そのベース及び測定面の間にマイカ製ワッシャを介したヒートシンクと共に固定することができます。表面温度が350～400℃の場合、この方法により加速度センサーのベースを250℃未満に維持することができます。冷却空気の流れは、追加の効果を提供することができます。

加速度計のケーブルノイズ

圧電素子型加速度計は高出力インピーダンスを持つため、接続ケーブルにノイズ信号が誘起されやすく問題が発生することがあります。これらの外乱は、接地ループ、摩擦電気ノイズ、または電磁ノイズに起因する可能性があります。

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加速度計ケーブル

接地ループ

加速度センサー及び測定機器は別個で接地されているため、加速度センサーケーブルのシールド内に時折電流が流れる場合ががあります。接地ループは、絶縁スタッド及びマイカ製ワッシャまたは絶縁アダプターを使用してその取り付け面から加速度計ベースを電気的に絶縁することにより遮断することができます。現代の機器では、対象電圧が高すぎない場合には、いわゆるフローティング入力を使用できます。

摩擦電気ノイズ

摩擦電気ノイズは、多くの場合、ケーブル自体の機械的運動により加速度センサーケーブルに誘起されます。これは、対象ケーブルを構成する各層の動的屈曲、圧縮、及び張力に起因する局所的な静電容量及び電荷の変動に由来するものです。この問題は、適切なグラファイト処理加速度センサーケーブルを使用すること及び可能な限り加速度センサーに近接する部分をテープでの保護または接着剤を充填するかにより回避できます。CCLD型加速度計の場合、これは通常大きな問題ではありません。

電磁ノイズ

電磁干渉によるノイズは、走行中の機械の近くにある加速度センサーケーブルに誘起されます。この点では二重シールドケーブルが役立ちますが、重大な場合は平衡入力型加速度計及び差動入力型プリアンプを使用する必要があります。

加速度計に影響を与える環境要因

ベースのひずみ

加速度計が、ひずみ変動を受けている表面に取り付けられている場合、ひずみがセンシング素子に伝達された結果として、この出力が生成されることになります。加速度計は、この影響を最小限に抑制するために、厚く、硬質のベースにより設計されています。DeltaShear® タイプは、センシング素子が加速度センサーベースに直接取り付るのではなくセンターポストに取り付けられているため、ベースひずみ感度が特に低くなります。

核種被ばく

ほとんどのB&K製加速度計（CCLDは除外）は、特性に顕著な変動なしで、100 Gy/h（10 kRad/h）から最大で累積線量20 kGy（2 mRAD）までのガンマ線照射量まで使用できます。特定の加速度計は累積線量が1 mGy（100 mRad）を超える重放射線でも使用できます。

磁場

圧電素子型加速度計の磁気感度は非常に低く、通常、磁場内で加速度計が最も好ましくない配置である場合でも、磁場T（0.01～0.25 m/s²/kガウス）当り、0.1～2.5 m/s^{2未満です。}

湿度

B&K加速度計は、エポキシ接着または溶接のいずれかにより封止されており、湿度の高い環境で高信頼性の動作を保証します。液体中の短期間の使用、または激しい凝縮の可能性がある状況に関して、テフロン封止済み加速度計ケーブルを推奨します。加速度計コネクターは、更に、酸を含まない室温加硫処理シリコンゴムまたはマスチックで封止されていなければなりません。一体型ケーブルを装備した産業用加速度計は、湿度の高い場所や濡れた場所での恒久的使用向けに使用されるべきです。

 

腐食性物質

すべてのBrüel & Kjær製加速度計の製作に使用される材料は、業界に常在するほとんどの腐食性物質に対して高い耐性を備えています。主な構成部品はチタン合金製及びステンレス鋼製です。

音響ノイズ

機械に存在する騒音レベルは、通常、振動測定に大きな誤差を生じさせるほど顕著に高くありません。通常、加速度計が取り付けられている構造物における音響的に誘起される振動は、空中励起よりもはるかに大きいものです。

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横方向振動

圧電素子型加速度計は、主軸と一致しない方向に作用する振動に敏感です。主軸に垂直な横面では、感度は主軸感度の3～ 5% 未満（通常は2% 未満）です。横共振周波数は通常、主軸の共振周波数の約1/3に存在するため、横振動が高いレベルの位置を考慮しなければなりません。