(57)【要約】【課題】  圧電型センサ３とチャージアンプ５を接続するセンサケーブル４の断線を確実に判定することが可能なセンサの異常検出装置及び加速度測定装置並びにこれらの検出方法を提供する。【解決手段】  圧電型加速度センサ３とチャージアンプ５のオペアンプＯＰのコモン端子とを接続するセンサケーブル４間にスイッチ９を介在させ、電圧信号供給源１１から交流電圧を供給して、オペアンプＯＰの出力をみて、センサケーブル４や圧電型加速度センサ３の異常状態を判断することが可能なセンサの異常検出装置及びその方法並び加速度測定装置及びその方法を得る。【選択図】    図１
2006126095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、該チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされたセンサの異常検出装置に於いて、
前記センサケーブルと前記チャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段と、
前記切換手段を介して、交流信号を前記圧電型センサに供給する電圧信号供給源と、
を具備し、
前記切換手段を切換えると共に前記電圧信号供給源から前記交流信号を前記圧電型センサに供給し、前記センサケーブルまたは前記圧電型センサの異常を検出する様に成したことを特徴とするセンサの異常検出装置。
【請求項２】
前記切換手段と前記電圧信号供給源を前記チャージアンプに内蔵させたことを特徴とする請求項１記載のセンサの異常検出装置。
【請求項３】
前記圧電型センサの容量値を予め判断値としてレジストし、前記チャージアンプの出力電圧値から該圧電型センサの異常を検出するように成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセンサの異常検出装置。
【請求項４】
圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、該チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされた加速度測定装置に於いて、
前記センサケーブルと前記チャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段と、
前記切換手段を介して、交流信号を前記圧電型センサに供給する電圧信号供給源と、  
前記チャージアンプの後段に接続された少なくともモニター手段を有する、加速度測定装置本体と
を具備し、
前記切換手段を切換えると共に前記電圧信号供給源から前記交流信号を前記圧電型センサに供給し、前記センサケーブルまたは前記圧電型加速度センサの異常を検出して前記モニター手段でモニターする様に成したことを特徴とする加速度測定装置。
【請求項５】
前記切換手段と前記電圧信号供給源を前記チャージアンプ又は前記加速度測定装置本体に内蔵させたことを特徴とする請求項４記載の加速度測定装置。
【請求項６】
前記圧電型センサの容量値を予め判断値としてレジストし、前記チャージアンプの出力電圧値から該圧電型センサの異常を検出するように成し前記加速度測定装置本体でモニターする様に成したことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の加速度測定装置。
【請求項７】
圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、該チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされたセンサの異常検出方法に於いて、
前記センサケーブルと前記チャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段を異常検出モードに切換えるステップと、
前記電圧信号供給源から前記切換手段を介して、交流信号を前記圧電型センサに供給するステップと、  
を介して前記センサケーブルまたは前記圧電型センサの異常を検出する様に成したことを特徴とするセンサの異常検出方法。
【請求項８】
圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、該チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされた加速度測定方法に於いて、
前記センサケーブルと前記チャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段を異常検出モードに切換えるステップと、
前記電圧信号供給源から前記切換手段を介して、交流信号を前記圧電型センサに供給するステップと、
を具備し、
前記チャージアンプの後段に接続された少なくともモニター手段を有する、加速度測定装置本体で前記切換手段を切換えると共に前記電圧信号供給源から前記交流信号を前記圧電型センサに供給し、前記センサケーブルまたは前記圧電型加速度センサの異常を検出して前記モニター手段でモニターする様に成したことを特徴とする加速度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電型センサと、この圧電型センサに接続したケーブルの断線などのセンサの異常検出装置及びセンサの異常検出方法並びに加速度測定装置と加速度測定方法に係わり、特に、チャージアンプの前段でケーブルの断線やセンサの劣化等を簡単に検出可能なセンサの異常検出装置及びセンサ異常検出方法並びに加速度測定装置と加速度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電型加速度センサなどのセンサの検出装置及びセンサの検出方法が種々提案されている。図５は特許文献１に開示された振動型センサの断線検出装置の系統図を示すものである。
【０００３】
図５に於いて、ヨーレートセンサ（Yow Rate Sensor）５０は、ヨーレートセンサ５０に作用した角速度を検出するものである。このヨーレートセンサ５０は、駆動信号Ａが加えられて振動し、一対の検出信号Ｂ，Ｃは各チャージアンプ５１、５２を介してそれぞれのライン５３，５４に送出する。差動増幅器５５は、各検出信号Ｂ，Ｃを入力し、これらの検出信号Ｂ，Ｃの差分を示す信号Ｄを出力する。ＡＣ増幅器５６は、信号Ｄを増幅して信号Ｅを出力する。同期検波器５７は、信号Ｅを駆動信号Ａの半周期毎に反転し、信号Ｆを形成して出力する。積分器５８は、信号Ｆを積分し、信号Ｇを形成して出力する。
【０００４】
図６は、図５の装置における各信号の波形を示すタイミングチャートである。図６において、駆動信号Ａは、方形波であり、ヨーレートセンサ５０に加えられて、ヨーレートセンサ５０を振動させる。ヨーレートセンサ５０から各チャージアンプ５１，５２を介して各信号ライン５３，５４へと一対の検出信号Ｂ，Ｃが送出される。これらの検出信号Ｂ，Ｃには、クロストークを原因とする駆動信号Ａの成分が含まれる。これらの検出信号Ｂ，Ｃに含まれる駆動信号Ａの成分が差動増幅器５５によって除去され、信号Ｄが得られる。この信号Ｄには、ヨーレートセンサ５０の構造を原因として発生した振動洩れの信号成分が含まれる。この信号ＤがＡＣ増幅器５５によって増幅され、信号Ｅが同期検波器５７によって駆動信号Ａの半周期毎に反転され、信号Ｆが積分器５８によって積分されると、これによって信号Ｅに含まれる振動洩れの信号成分が除去され、ヨーレートセンサ５０による検出成分、つまりヨーレートセンサ５０に作用した角速度のみを示す信号Ｇを得ることができる。
【０００５】
通常、信号Ｇのレベルは、−１００ｍＶ〜＋１００ｍＶの範囲に入っている。積分器５８の出力を予め定められた閾値と比較することによって、各信号ライン５３，５４の断線を検出している。
【０００６】
図７は、信号ライン５３が断線したときの各信号の波形を示すタイミングチャートである。図７において、信号ライン５３が断線しているために、信号ライン５３上の検出信号Ｂのレベルが“０”となっている。この場合、信号Ｇのレベルが＋５００ｍＶ以上になる。先に述べた様に、通常、信号Ｇのレベルが−１００ｍＶ〜＋１００ｍＶであるから、信号ライン５３が断線して、信号Ｇのレベルが＋５００ｍＶ以上となったときには、信号Ｇのレベルを所定の閾値と比較することにより、信号ライン５３の断線を判定することができる。
【０００７】
また、信号ライン５３が断線しているときは、信号ライン５４上の検出信号Ｂが差動増幅器５５によって帰還回路によって帰還された信号成分となる。この場合、信号Ｇのレベルが−１００ｍＶ〜＋１００ｍＶとなる。先に述べた様に、通常、信号Ｇのレベルが−１００ｍＶ〜＋１００ｍＶであるから、信号ライン５４が断線して、信号Ｇのレベルが−１００ｍＶ〜＋１００ｍＶとなるので、信号Ｇのレベルに基づいて信号ライン５４の断線の判定できないがこれらの問題を上記特許文献１では他の方法で解決している。
【０００８】
また、圧電型の加速度センサとチャージアンプを組み合わせて回転機の軸受け振動を測定する様な加速度モニター等も良く知られている。図８は非特許文献１に開示された加速度モニターを示すものである。図８に於いて、７０は回転機の軸等で軸受け７１上の振動を検出するために圧電型加速度センサ７２が載置され、加速度センサ７２の電極に接続したセンサケーブル７３の検出信号はチャージアンプ７４を介して延長ケーブル７５を経由して加速度モニター７６に与えられる。加速度モニター７６にはＬＣＤ等の表示部手段７７を有し、電源入力端からの電源供給により振動のレベルデータや予め設定した加速度を生じた場合に警報停止信号を出力するように成されている。
【０００９】
今、特許文献１の断線検出装置を非特許文献１に開示された加速度モニターに適用したとしても、その構成は図５に示す様にチャージアンプ５１，５２の後段の検出出力を比較している為にヨーレートセンサ５０や図８に示す圧電型加速度センサ７２からチャージアンプ７４（５１，５２）までのセンサケーブル７３の断線状態を検出することが出来ない。従って、ヨーレートセンサ５０や圧電型加速度センサ７２の異状状態やセンサケーブルの断線を検出することが出来ない課題を有していた。
【００１０】
更に、上述の非特許文献１に記載の断線検出装置の様な圧電型加速振動型センサ７２では被測定体の振動に応じた電荷Ｑを図９の様に出力するため、チャージアンプ７４と圧電型加速度センサ７２間のセンサケーブル７３の断線状態（×印で示す）を検出することが出来ず、断線などの異常検出が出来るのはチャージアンプ７４の後段の延長ケーブル７５等の電圧出力線の断線のみであった。
【００１１】
図９に於いて、圧電型加速度センサ７２で発生する電気エネルギは電荷Ｑとしとしてチャージアンプ７４のオペアンプ７８の非反転入力端子及び反転入力端子に供給される。オペアンプ７８の非反転入力端子と出力端子間に並列接続されて挿入されたコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１戸からなる帰還回路を備えている。オペアンプ７８の非反転入力端子には圧電型加速度センサ７２からの電荷Ｑおよびオペアンプ７８の出力が加えられており、反転入力端子には基準電圧Ｖoが加えられている。オペアンプ７８は、非反転入力端子の入力電荷Ｑと抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１より定まる電圧がオペアンプ７８の出力に現れる様に常に動作し、検出信号ＶＯＵＴを出力端子Ｔに出力する。
【００１２】
従って、圧電型加速度センサで発生する電荷Ｑは静電気に似ており、一旦、発生した電圧を維持したまま電流を取り出すことが出来ない。例えば、電圧計を接続した場合、発生した電圧は直ちに零Ｖまで下がって電圧をセンサケーブル７３から取り出すことが出来ない課題を有していた。
【特許文献１】特開２０００−１４６５９４号公報（図８）
【非特許文献１】株式会社電子応用７３−Ａ加速度モニター，インターネットhttp//www.aec-jpn.com/seihinservice/moniter/73-a/73aindex.htm,2004/10/13
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述の課題を解決するために成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、圧電型加速度センサとチャージアンプ間のセンサケーブル７３の断線と圧電型センサそのものの内部断線状態および圧電型センサの劣化状態等の異常を検出することができるセンサの異状検出装置及びセンサの異状検出方法並びに加速度測定装置と加速度測定方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の本発明のセンサの異常検出装置は、圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされたセンサの異常検出装置に於いて、センサケーブルとチャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段と、切換手段を介して、交流信号を圧電型センサに供給する電圧信号供給源と、を具備し、切換手段を切換えると共に電圧信号供給源から交流信号を圧電型センサに供給し、センサケーブルまたは圧電型センサの異常を検出する様に成したものである。
【００１５】
第２の本発明の加速度測定装置は、圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされた加速度測定装置に於いて、センサケーブルとチャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段と、切換手段を介して、交流信号を圧電型センサに供給する電圧信号供給源と、チャージアンプの後段に接続された少なくともモニター手段を有する、加速度測定装置本体とを具備し、切換手段を切換えると共に電圧信号供給源から交流信号を圧電型センサに供給し、センサケーブルまたは圧電型加速度センサの異常を検出してモニター手段でモニターする様に成したものである。
【００１６】
第３の本発明のセンサの異常検出方法は、圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされたセンサの異常検出方法に於いて、センサケーブルとチャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段を異常検出モードに切換えるステップと、電圧信号供給源から切換手段を介して、交流信号を圧電型センサに供給するステップと、を介してセンサケーブルまたは圧電型センサの異常を検出する様に成したものである。
【００１７】
第４の本発明の加速度測定方法は圧電型センサ及びチャージアンプ間をセンサケーブルで接続し、チャージアンプよりセンサ出力信号を取り出す様になされた加速度測定方法に於いて、センサケーブルとチャージアンプの入力コモン側間に介在された異常検出用の切換手段を異常検出モードに切換えるステップと、電圧信号供給源から切換手段を介して、交流信号を圧電型センサに供給するステップとを具備しチャージアンプの後段に接続された少なくともモニター手段を有する、加速度測定装置本体で前記切換手段を切換えると共に前記電圧信号供給源から交流信号を圧電型センサに供給し、センサケーブルまたは圧電型加速度センサの異常を検出して記モニター手段でモニターする様に成したものである。
【発明の効果】
【００１８】
斯かる、本発明に依れば、センサケーブルの断線状態を検出することができると共に圧電型加速度センサ内のワイヤが断線しているか否か或いは、センサ本体の劣化状態の判断も可能なセンサの異常検出装置とセンサの異常検出方法並びに加速度測定装置と加速度測定方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の１形態例を示すセンサの異常検出装置および加速度測定装置の構成を図１乃至図４によって説明する。図１は本発明のセンサの検出装置を内蔵した加速度測定装置の全体を示す系統図、図２は本発明の断線検出の原理を説明するための原理図、図３は本発明のセンサの検出装置の動作説明用のフローチャート、図４は本発明に用いるセンサの具体的構成図及び原理説明図である。
【００２０】
図１に於いて、１は被測定体２が載置されたベースで、被測定体２には所定の振動が与えられていて、この被測定体２の振動速度や加速度を測定する加速度測定装置１０は圧電型センサ３、チャージアンプ５、加速度測定装置本体７等より構成されている。
【００２１】
圧電型センサ３はチタン酸バリウム等の所定厚みの誘電体の上下に電極を配設し、電界内で電気分極を起こさせるようにし、圧電型センサ３に振動を与えた時に発生する電位を取り出して構造物の動的振動解析、梱包物の落下試験等の振動や加速度を測定するもので、種々の圧電型センサが市販されている。図４（Ａ）に示す圧電型加速度センサ３ａは感度が４００ｐｃ／ｍ／ｓ２、測定加速度が２０００ｍ／ｓ２の超高感度のセンサを示すものである。
【００２２】
図４（Ａ）の圧電型加速度センサ３ａに於いて、３ｂはアルミニュームなどの金属からなる円筒状ケーシングであり、このケーシング３ｂの下面にベース３ｃを設け、上面にＢＮＣ等の同軸ケーブル用の接栓座（レセプタ）３ｃを配設し、ケーシング３ｂ内にチタン酸バリウム等の円盤状バルク体の上下に電極３ｅ，３ｆ［図４（Ｂ）参照］を配設したセンサ素子３ｄは緩衝部材を介して、ケーシング３ｂ内に揺動可能に配設されている。
【００２３】
上述のセンサ素子３ｄのバルクの上下に図４（Ｂ）の様に電極３ｅ，３ｆを付け、そこに電圧Ｖボルトを加えるとセンサ素子３ｄには電界Ｅが印加される。今、センサ素子３ｄの厚さｄが一定で電界Ｅが一様と考えと、電界ＥはＶ／ｄ（ｖ／ｍ）で表すことが出来る。電界印加の瞬間にセンサ素子３ｄの電荷Ｑに等しい電流ｉが流れ、電荷Ｑは電流ｉｄｔを０から∞まで積分した値と等しくなり、誘電体で構成されたセンサ素子３ｄのバルク内の荷電粒子が電界Ｅの印加により微小に変化し電気双極子３ｇを生ずる電気分極を誘起する、この時、電気双極子３ｇの終端を中和するため電極３ｅのマイナスの分極電荷Ｑｂ及び電極３ｆのプラスの分極電荷Ｑｆがバルク中に流れ込むことに対応している。ここで、電荷Ｑ＝Ｑｂ＋Ｑｆとなり、Ｑは０から無限大までのｉｄｔを積分したＱ＝∫ｉｄｔとなる。この様な、電気分極されたセンサ素子３ｄは電気分極に比例して機械的な歪を生じ、この現象は可逆性を有し、センサ素子３ｄに機械的な歪を作用させた際に生ずる電気分極時に発生する電位は歪の大きさに比例することになる。圧電型センサ３ではこの様な圧電効果のあるセンサが用いられている。
【００２４】
圧電型センサ３の接栓座３ｂには図１に示す様にセンサケーブル４の先端に取り付けられた接栓（プラグ）と螺合され、センサケーブル４の他端の一方はチャージアンプ５内のオペアンプＯＰの反転入力端子に接続され、センサケーブル４の他端は切換手段を構成するスイッチ９の可動接点ａに接続される。オペアンプＯＰの出力端子と反転入力端子間にはフィードバック用の抵抗Ｒ１及び積分用のコンデンサＣ１から成る並列回路が接続されている。スイッチ９の固定接点ｂはオペアンプＯＰの非反転端子とチャージアンプ５の基準電源Ｖ０に接続され、スイッチ９の固定接点ｃは交流信号を発生する電圧信号供給源１１に接続されている。
【００２５】
チャージアンプ５のオペアンプＯＰの出力は延長ケーブル５を介して加速度測定装置７のアナログーデジタル変換回路（ＡＤＣ）１２に供給される。ＡＤＣ１２でデジタルデータに変換された測定用の速度データや加速度データは出力端子Ｔ１にコンピュータ（ＣＰＵ）１３を介して出力される。又、圧電型センサ３の劣化状態やセンサケーブル４の断線状態の出力は出力端子Ｔ２，Ｔ３に出力される。１４は加速度測定装置本体７の筐体に取り付けられた各種操作用のキー群からなる操作部、１５は筐体の所定位置に取り付けられたモニター用のＬＣＤ等の表示手段、１６及び１７はＣＰＵ１３が通常有するワーク用のＲＡＭ及びＲＯＭである。
【００２６】
上述の加速度測定装置１０ではスイッチ９と電圧信号供給源１１とをチャージアンプ５とは別体化し、加速度測定装置本体７内に設けたが、図２に示す様に、スイッチ９と電圧信号供給源１１とをチャージアンプ５内に配設するように成すことを可とする。又、圧電型センサ３を構成する図４（Ａ）に示したケーシング３ｂ内にチャージアンプ５やスイッチ９並びに電圧信号源１１に電源端子を設ける様にしても良い。
【００２７】
次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に基づいて、センサケーブル４の断線状態を検出する場合の動作を説明する。図２（Ａ）に於いて、チャージアンプ５のオペアンプＯＰの非反転入力端子のコモン側を切り離してスイッチ９の固定接点ｂを介して基準電圧源Ｖ０に接続し、スイッチ９の可動切片ａはセンサケーブル４を介して加速度センサ３の一端に接続し、電圧信号供給源１１に接続されたスイッチ９の固定接点ｃは可動接片ａを介して既知の交流の電圧信号Ｖｓを加速度センサ３に供給する。即ち、スイッチ９の可動接片ａが固定接点ｂに接続された加速度測定状態からスイッチ９の可動接片ａを固定接点Ｃ側に切換えて、圧電型加速度センサ３の異常を検出するようにする。圧電型加速度センサ３は等価的には図３（Ａ）の様に電荷Ｑを発生する電荷発生器ＣＧに並列にコンデンサＣｓと抵抗Ｒｓの並列回路が接続された構成とされ、圧電効果により生じた電荷ＱはコンデンサＣｓに蓄えられ電圧として現れる。等価回路中の抵抗Ｒｓは非常に大きいので外部へリークしなければかなり長い間その値を保持するが、センサ素子３ｄ内で発生する電気エネルギは一旦発生した電圧を維持したまま電流として取り出すことが出来ない。従って、負荷抵抗を接続しても図４（Ｂ）に示すＱの様に電荷がリークして、次第に零ボルトまで降下してしまう為に従来の特許文献１の様にチャージアンプ５の後段からの電圧を検出する為にセンサケーブル４や圧電型加速度センサの断線や異常の検出が出来ずに延長ケーブル７５の断線検出のみとなっていた。
【００２８】
そこで、本発明では、圧電型加速度センサ３の等価コンデンサの値をＣｓとし、スイッチ９を介して、電圧信号供給源１１から既知の交流の電圧信号Ｖｓを圧電型加速度センサ３に供給すると、既知の電圧信号Ｖｓが圧電型加速度センサ３によって、電荷Ｑに変換され、通常の速度又は加速度測定時と同様の電荷信号を電圧測定するように構成することでチャージアンプ５により電圧出力Ｖｏｕｔに変換するようにしている。
【００２９】
上述の電荷Ｑはコンデンサの容量値Ｃｓと既知の電圧信号Ｖｓとの間には数１に示す関係がある。
【００３０】
（数１）    Ｑ＝Ｃｓ×Ｖｓ・・・（１）
【００３１】
更に、電荷Ｑはチャージアンプ５内の積分コンデンサＣ１の容量値をＣ０とすると出力電圧Ｖｏｕｔは数２で表すことが出来る。
【００３２】
（数２）    Ｖｏｕｔ＝Ｃｓ／Ｃ０・・・（２）
【００３３】
従って、（１）及び（２）式より、数３が得られる。
【００３４】
（数３）    Ｖｏｕｔ＝Ｃｓ×Ｖｓ／Ｃ０・・・（３）
【００３５】
依って、スイッチ９の可動接片ａを固定接点ｃ側に切換え、電圧信号供給源１１から電圧信号Ｖｓを圧電型加速度センサ３に供給し、圧電型加速度センサ３を動作させた時にチャージアンプ５の出力端子Ｔ２（Ｔ３）に出力Ｖｏｕｔが出力されていれば、チャージアンプ５のオペアンプＯＰの非反転端子（コモン端子）から圧電型加速度センサ３間、圧電型加速度センサ３とオペアンプＯＰの反転端子間のセンサケーブル４及び圧電型加速度センサ３に断線や異常の無いことが認知できる。勿論、出力電圧Ｖｏｕｔが零であれば、上述のセンサケーブル４及び圧電型加速度センサ３の断線或いはセンサ不良が認知できる。
【００３６】
又、チャージアンプ５の出力電圧Ｖｏｕｔの値の式３から圧電型加速度センサ３の容量値を求め、予め知られている圧電型加速度センサ３の規格容量値と比較することで圧電型加速度センサ３の劣化状態を判断することも出来る。この場合、オペアンプ等を用いて検出手段をハードウェアにより構成してもＣＰＵ１３でソフトウェアにより構成しても良い。
【００３７】
圧電型加速度センサ３の出力インピーダンスは図２（Ｂ）に示す等価抵抗Ｒｓが大きいのでチャージアンプを構成するオペアンプＯＰの入力インピーダンスとしてはＦＥＴやＭＯＳ構成のトランジスタが用いられている。図２に於いて、圧電型加速度センサの一般的なＣｓの値は１０００ｐＦ〜１００００ｐＦであり、オペアンプＯＰのフィードバック用の抵抗Ｒ１に並列に接続された積分コンデンサＣ１の容量値Ｃ０は小さいゲインの場合は数万ｐＦ、大きいゲインの場合は数百ｐＦ程度である。
【００３８】
上述の圧電型加速度センサ３の異常検出装置を搭載した加速度測定装置１０の動作を図３のフローチャートで説明する。図１に於いて、ベース１上に配された被測定体２の加速度や速度を測定する前に、圧電型加速度センサ３の良、不良及びセンサケーブル４の断線状態をチェックするための異常検出を行なう。加速度測定装置本体の電源が投入（ステップＳ１）されると次の、第２ステップＳ２ではスイッチ９の可動接片ａを固定接点ｃ側に切換えることで、圧電型加速度センサ３の断線チェックモードと成される。圧電型加速度センサ３−センサケーブル４−チャージアンプ５−ＡＤＣ１２−ＣＰＵ１３の経路で出力端子Ｔ１に被測定体２の加速度データが出力される。
【００３９】
次の、第３ステップＳ３では電圧信号供給源（数Ｖ程度のＯＳＣ）１１からスイッチ９を介して圧電型加速度センサ３に交流の電圧信号Ｖｓを供給する。センサケーブル４やセンサ３に断線がなければチャージアンプ５で増幅された出力信号は延長ケーブル６を介して加速度測定装置本体７のＡＤＣ１２でデジタル変換され、ＣＰＵ１３では第４ステップＳ4により３式に基づきＶｏｕｔを演算し、Ｖｏｕｔが測定できていれば圧電型加速度センサ３からチャージアンプ５のコモン端子（非反転入力端子）間及び圧電型加速度センサ３からチャージアンプ５の反転入力端子間に断線が無いことが解る。従ってこの場合はセンサケーブル４が断線していないＮＯの状態となり第５ステップＳ５に進んで、ＬＣＤ１５にＯＫ信号を出力する。一方第４ステップＳ４でＶｏｕｔが出力されないＹＥＳの状態では第６ステップＳ６に進みＮ０信号をＬＣＤ１５に出力する。
【００４０】
第５ステップＳ５の状態では次の第７ステップＳ７に入り、スイッチ９の可動切片ａを固定接点ｂ側に切換えて次の加速度或いは速度測定状態の測定モードとして、被側定体の加速度或いは速度の測定が行われてエンドに至る。又、第６ステップＳ６の状態では次の第８ステップＳ８に於いてセンサケーブル４の修理が行なわれてエンドにいたることになる。
【００４１】
上述の動作説明では、センサケーブル４の断線の有無を検出したが、ＣＰＵ１３は３式のＶｏｕｔから圧電型加速度センサ３の等価容量Ｃｓを求め予め知られている圧電型加速度センサ３の例えばテーブル化されている規格容量値と比較しセンサの著しい変化を検知して、圧電型加速度センサ３の異常を検出する様にしても良い。
【００４２】
本発明のセンサの異状検出装置及びセンサの異状検出方法並びに加速度測定装置と加速度測定方法によると、通常の加速度測定装置に大きな変更を行なうこと無くセンサケーブルの断線チェックを行うことが出来る。又、チャージアンプと圧電型加速度センサの接続に関して、全区間で異常確認が可能で信頼性を大幅に向上させることが出来る。更に、ユーザーにとっても、加速度や速度の測定モードで圧電型センサのつなぎ換えがなく、スイッチの切換えのみでセンサ及びセンサケーブルの断線及び異常を検知可能なものが得られる効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の１形態例を示すセンサの異状検出装置及び加速度測定装置の系統図である。
【図２】本発明のセンサの異状検出装置及び加速度測定装置の原理説明用の回路図及び圧電型センサの等価回路である。
【図３】本発明のセンサの異状検出装置及び加速度測定装置の断線検出時のフローチャートである。
【図４】本発明に用いる圧電型加速度センサの１実施例を示す外観図及び圧電型センサの動作説明図である。
【図５】従来のセンサの異状検出装置を示す系統図である。
【図６】従来のセンサの異状検出装置の動作説明波形（I）である。
【図７】従来のセンサの異状検出装置の動作説明波形（II）である。
【図８】従来の加速度測定装置の系統図である。
【図９】従来の加速度測定装置に用いるチャージアンプの回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
２‥‥被測定体、３‥‥圧電型加速度センサ、４‥‥センサケーブル、５‥‥チャージアンプ、６‥‥延長ケーブル、７‥‥加速度測定装置本体、９‥‥スイッチ、１０‥‥加速度測定装置、１１‥‥電圧信号供給源、１３‥‥ＣＰＵ、１５‥‥ＬＣＤ、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３‥‥出力端子、ＯＰ‥‥オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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