(57)【要約】【課題】  丸棒に衝撃を加えて、当該丸棒の端面に治具を介して取り付けた加速度センサの特性を加速度がベクトルであるという立場からマトリックスを用いて求める。【解決手段】  丸棒１の一方の端面に飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃを順次、衝突させて衝撃を加え丸棒１の内部に弾性波パルスを発生させる。各計測毎に丸棒１の他方の端面に発生する衝撃加速度の検出を、当該端面に治具５を介して取り付けた加速度を検出するセンサ４と丸棒１の側面の複数箇所に貼りつけたひずみゲージ６で行う際に、当該端面に発生する並進加速度のセンサ４の座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように治具５を調整する。センサ４からの出力信号およびひずみゲージ６により得られる結果に基づくマトリックスを用いて、センサ４の特性を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサによって並進加速度を複数回計測する際に、前記並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態で、前記複数回の計測を実行し、
前記複数回の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記並進加速度ベクトルに対する前記センサの特性を求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項２】
丸棒の一方の端面に各計測毎に衝撃を加え、当該衝撃により前記丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、前記他方の端面に治具を介して取り付けた単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと、入力加速度計測装置とによって計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記治具を調整して、前記各計測を実行し、前記各計測によって得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に貼り付けた少なくとも１つのひずみゲージであり、
前記ひずみゲージ出力信号から前記丸棒の他方の端面に入射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、級数に展開された解析解の少なくとも１次の項（スカラクの解）を用い、必要に応じて、さらに級数に展開された解析解の高次の項までをも用いることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項４】
請求項２において、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に軸方向に貼り付けた複数のひずみゲージであり、
前記複数のひずみゲージ出力に対して、前記軸方向の貼りつけ位置の相違による波形の違いを波動伝ぱ理論に基づいて一点での波形に変換し、加算してノイズを低減させる信号処理を行うことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項５】
各計測ごとに、互いに独立した２つ以上の飛翔体を高圧気体によって同時に駆動し飛翔させて丸棒の一方の端面に微小時間差をもって順次衝突させることによって、前記丸棒の一方の端面に各計測毎に衝撃を加え、当該衝撃により前記丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、前記他方の端面に治具を介して取り付けた単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと、入力加速度計測装置とによって計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記治具を調整して、前記各計測を実行し、前記各計測によって得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記２つ以上の飛翔体は、高圧気体の圧力を直接受けて発射管内を移動可能な受圧体に分離可能に支持され、当該支持状態において飛翔方向上の先端位置が異なっていることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記２つ以上の飛翔体は、前記受圧体の中心軸上に位置する第１の飛翔体と、当該第１の飛翔体の外側であって当該第１の飛翔体と同軸上に位置する少なくとも１つの第２の飛翔体とを有することを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記第１および第２の飛翔体のいずれか１つが前記受圧体と一体であることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかにおいて、
前記２つ以上の飛翔体の少なくとも１つは、その衝突端部の材質がそれ以外の部分の材質と異なっていることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれかにおいて、
前記２つ以上の飛翔体の各々は、少なくともその一部の材質が他の飛翔体の材質と異なっていることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１１】
請求項５乃至１０のいずれかにおいて、
前記丸棒の一方の端面に金属球を接触させて固定し、当該金属球に前記衝撃を加えることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１２】
請求項５乃至１１のいずれかにおいて、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に貼り付けた少なくとも１つのひずみゲージであることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記ひずみゲージを前記丸棒の軸方向に複数個貼りつけ、各ひずみゲージ出力に対して、前記軸方向の貼りつけ位置の相違による波形の違いを波動伝ぱ理論に基づいて一点での波形に変換し、加算してノイズを低減させる信号処理を行うことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３において、
前記ひずみゲージの出力信号を弾性波理論に基づいて補正して、前記センサに印加された入力加速度を求めるために必要になる当該センサを取り付けた丸棒端面に入射する弾性波パルスのひずみを求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１５】
請求項１２または１３において、
前記ひずみゲージの出力信号を、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計の計測結果に基づいて求めた補正関数を用いて補正して、前記センサに印加された入力加速度を求めるために必要になる当該センサを取り付けた丸棒端面に入射する弾性波パルスのひずみを求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記弾性波パルスのひずみを求める際に、前記ひずみゲージの出力信号を、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計の計測結果および前記治具における前記センサの取り付け面の運動を直接計測する別のレーザ干渉計の計測結果に基づいて求めた補正関数を用いて補正することを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１７】
請求項１２乃至１４のいずれかにおいて、
前記ひずみゲージ出力信号から前記丸棒の他方の端面に入射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、級数に展開された解析解の少なくとも１次の項（スカラクの解）を用い、必要に応じて、さらに級数に展開された解析解の高次の項までをも用いることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１８】
請求項５乃至１１のいずれかにおいて、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計であることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項１９】
請求項５乃至１８のいずれかにおいて、
前記センサの特性を求める際に、前記センサに印加する衝撃加速度信号の周波数帯域幅を制御することによって、当該衝撃加速度信号の周波数帯域の関数として求められる前記センサのピーク感度値を上昇させた後、実際に加速度計測に用いることができる入力衝撃加速度の信号周波数帯域幅とピーク感度を求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項２０】
慣性センサの出力軸のＮ１個に関して自由度Ｍ１の運動発生装置によって複数回の計測を実行し、前記複数回の計測結果に基づくマトリックスを用いて求められた前記慣性センサの特性と、前記慣性センサの出力軸のＮ２個に関して請求項５乃至１９のいずれかの加速度を検出するセンサの特性計測方法を適用して求められた前記慣性センサの特性とを合成し、当該合成結果に基づいて最終的なマトリックスを用いた慣性センサの特性を求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測方法。
【請求項２１】
単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサによって並進加速度を複数回計測する際に、前記並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記センサを支持する治具と、
前記複数回の計測を実行して得られた複数回の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記並進加速度ベクトルに対する前記センサの特性を求める演算手段とを具えたことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２２】
丸棒の一方の端面に各計測毎に衝撃を加える手段と、前記丸棒の他方の端面の運動を計測する入力加速度計測装置と、前記衝撃を加える手段によって前記丸棒の一方の端面に加えられた衝撃により前記丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと前記入力加速度計測装置とによって複数回計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記丸棒の他方の端面に前記センサを取り付ける複数個の治具と、前記各計測を実行して得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求める演算手段とを具えたことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に貼り付けた少なくとも１つのひずみゲージであり、
前記演算手段は、前記ひずみゲージ出力信号から前記丸棒の他方の端面に入射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、級数に展開された解析解の少なくとも１次の項（スカラクの解）を用い、必要に応じて、さらに級数に展開された解析解の高次の項までをも用いることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２４】
請求項２２において、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に軸方向に貼り付けた複数のひずみゲージであり、
前記演算手段は、前記複数のひずみゲージ出力に対して、前記軸方向の貼りつけ位置の相違による波形の違いを波動伝ぱ理論に基づいて一点での波形に変換し、加算してノイズを低減させる信号処理を行うことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２５】
互いに独立した２つ以上の飛翔体を高圧気体によって同時に駆動し飛翔させて丸棒の一方の端面に微小時間差をもって順次衝突させることによって前記丸棒の一方の端面に衝撃を加える手段と、前記丸棒の他方の端面の運動を計測する入力加速度計測装置と、前記衝撃を加える手段によって前記丸棒の一方の端面に加えられた衝撃により丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと前記入力加速度計測装置とによって複数回計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記丸棒の他方の端面に前記センサを取り付ける複数個の治具と、前記各計測を実行して得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求める演算手段とを具えたことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２６】
請求項２５において、
前記２つ以上の飛翔体は、高圧気体の圧力を直接受けて発射管内を移動可能な受圧体に分離可能に支持され、当該支持状態において飛翔方向上の先端位置が異なっていることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２７】
請求項２６において、
前記２つ以上の飛翔体は、前記受圧体の中心軸上に位置する第１の飛翔体と、当該第１の飛翔体の外側であって当該第１の飛翔体と同軸上に位置する少なくとも１つの第２の飛翔体とを有することを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２８】
請求項２６または２７において、
前記第１および第２の飛翔体のいずれか１つが前記受圧体と一体であることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項２９】
請求項２５乃至２８のいずれかにおいて、
前記２つ以上の飛翔体の少なくとも１つは、その衝突端部の材質がそれ以外の部分の材質と異なっていることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３０】
請求項２５乃至２９のいずれかにおいて、
前記２つ以上の飛翔体の各々は、少なくともその一部の材質が他の飛翔体の材質と異なっていることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３１】
請求項２５乃至３０のいずれかにおいて、
前記丸棒の一方の端面に接触させて固定した金属球をさらに有し、当該金属球に前記衝撃を加えることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３２】
請求項２５乃至３１のいずれかにおいて、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に貼り付けた少なくとも１つのひずみゲージであることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３３】
請求項３２において、
前記ひずみゲージを前記丸棒の軸方向に複数個貼りつけ、前記演算手段は、前記各ひずみゲージ出力に対して、前記軸方向の貼りつけ位置の相違による波形の違いを波動伝ぱ理論に基づいて一点での波形に変換し、加算してノイズを低減させる信号処理を行うことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３４】
請求項３２または３３において、
前記演算手段は、前記ひずみゲージの出力信号を弾性波理論に基づいて補正して、前記センサに印加された入力加速度を求めるために必要になる当該センサを取り付けた丸棒端面に入射する弾性波パルスのひずみを求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３５】
請求項３２または３３において、
前記演算手段は、前記ひずみゲージの出力信号を、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計の計測結果に基づいて求めた補正関数を用いて補正して、前記センサに印加された入力加速度を求めるために必要になる当該センサを取り付けた丸棒端面に入射する弾性波パルスのひずみを求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３６】
請求項３５において、
前記演算手段は、前記弾性波パルスのひずみを求める際に、前記ひずみゲージの出力信号を、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計の計測結果および前記治具における前記センサの取り付け面の運動を直接計測する別のレーザ干渉計の計測結果に基づいて求めた補正関数を用いて補正することを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３７】
請求項３２乃至３４のいずれかにおいて、
前記演算手段は、前記ひずみゲージ出力信号から前記丸棒の他方の端面に入射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、級数に展開された解析解の少なくとも１次の項（スカラクの解）を用い、必要に応じて、さらに級数に展開された解析解の高次の項までをも用いることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３８】
請求項２５乃至３１のいずれかにおいて、
前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計であることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項３９】
請求項２５乃至３８のいずれかにおいて、
前記演算手段は、前記加速度センサの校正を行う際に、前記センサに印加する衝撃加速度信号の周波数帯域幅を制御することによって、当該衝撃加速度信号の周波数帯域の関数として求められる前記センサのピーク感度値を上昇させた後、実際に加速度計測に用いることができる入力衝撃加速度の信号周波数帯域幅とピーク感度を求めることを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【請求項４０】
慣性センサの出力軸のＮ１個に関して複数回の計測を実行する自由度Ｍ１の運動発生装置により得られた複数回の計測結果に基づくマトリックスを用いて求められた前記慣性センサの特性と、前記慣性センサの出力軸のＮ２個に関して請求項２５乃至３９のいずれかの加速度を検出するセンサの特性計測装置を用いて求められた前記慣性センサの特性とを合成し、当該合成結果に基づいて最終的なマトリックスを用いた慣性センサの特性を求める演算手段を具えたことを特徴とする加速度を検出するセンサの特性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度を検出するセンサの特性計測方法及び装置に関するものであり、本発明の属する技術の分野は、運動の計測が必要不可欠な分野、たとえば車両衝突安全、自動車サスペンション制御、ロボット、輸送機器、原子力発電関連諸機器、船舶、宇宙航空機器、情報機器、人体の振動に対する応答の計測、環境振動において、加速度を計測する分野である。
【背景技術】
【０００２】
加速度を検出するセンサとしては、加速度センサおよび慣性センサなどが知られている。また、加速度計（加速度センサ）としては、ＡＣ加速度計（加速度センサ）とＤＣ加速度計（加速度センサ）とが知られており、周波数特性において、直流分を含まない交流周波数帯域にある入力加速度に応答するような加速度計（加速度センサ）を、ＡＣ加速度計（ＡＣ加速度センサ）といい、周波数特性において、直流分を含む交流周波数帯域にある入力加速度に応答するような加速度計（加速度センサ）を、ＤＣ加速度計（ＤＣ加速度センサ）という。
【０００３】
従来、加速度センサを一次元振動台に設置し、振動台の運動もしくは設置した加速度センサのもう一方の取り付け面をレーザ干渉計で測定する手法がもっとも信頼性の高い手法とみなされ、一次標準として用いられてきた。この手法では、加速度センサの感度軸方向と振動台の運動の方向を一致させる。国際度量衡局がおこなっているMRA(Mutual Recognition Arrangement) のためのキーコンパリズンでも、この技術が用いられた。衝撃加速度による校正のための衝撃加速度を発生させる手法としては、単純な発射管から金属製飛翔体を発射させて棒端面に衝突させ、棒内部に発生させた弾性波パルスが加速度センサを取りつけたもう一方の棒端面で反射する際にその端面において発生する衝撃加速度で加速度センサの周波数特性を評価する手法がすでに実用化されている（例えば特許文献1参照）。
【０００４】
また、非特許文献１に記載のように、丸棒の一方の端面に金属球を接触させて固定し、この金属球に、別の金属球を飛翔させて衝突させ、上記同様にして、棒内部に発生させた弾性波パルスが加速度センサを取りつけたもう一方の棒端面で反射する際にその端面において発生する衝撃加速度で加速度センサの周波数特性を評価する手法は国際規格化されている。
【０００５】
これらの手法では、衝撃加速度の継続時間を制御できないことから、発生させる衝撃加速度の継続時間が短かすぎる。すなわち、周波数帯域が広すぎるという欠点があった。さらに言うと、振動による校正でも衝撃による校正でも、現状の技術では加速度の計測標準としては機能しえない。その理由は、加速度センサの感度軸方向に運動を加えているので、最初から方向性というもともとベクトル量である加速度の重要な要素を捨象しているからである。加速度を計測するということは、加速度振幅というベクトルの強さと同時に方向性を持つ物理量を計測するということでなければならず、従って加速度計測標準はその両方を計測することの基準にならなければならない。その意味で現状の加速度計測標準は、振動であろうが衝撃であろうが、ベクトルとしての本来の意味での加速度を計測するための標準にはなりえない。国際度量衡局のキーコンパリズンは、振動強度の標準にはなりえても、加速度の標準にはなり得ない。
【０００６】
さらに、このような状況であるから衝撃加速度の計測の中で最も重要なピーク感度の計測では、横感度の影響を考慮することができていない。これは極めて重要であって、破壊や衝突の計測の信頼性を著しく損ねていると言わざるを得ない状況である。
【０００７】
【特許文献１】特公平６−５２２７０号公報
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＦＤＩＳ  １６０６３−１３，Ｐａｒｔ１３：Ｐｒｉｍａｒｙ  ｓｈｏｃｋ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、加速度はベクトルである。加速度センサに加わる信号は、加速度集合の一要素であり、加速度センサの出力信号の集合はベクトルの集合、すなわちベクトル空間である。つまり、加速度がベクトルであることを認めると、加速度センサは実空間の入力加速度ベクトルを、信号空間の出力加速度ベクトルに変換する機能を持つことになる。数学的には加速度は数値ベクトルであり、入力ベクトル空間を出力ベクトル空間に変換するのであるから加速度センサの感度はマトリックスにならなければならず、したがって校正とはマトリックス感度の全ての要素を求めること、と定義することは極めて自然である。
【０００９】
半導体加速度センサで多軸の加速度センサが大量に生産されている状況も、もともとの自然な要求に応えうる校正技術の開発を要請していると言える。
【００１０】
本発明の目的は、以上のような問題を解決する加速度を検出するセンサの特性計測方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに具体的な目的は、継続時間、ピ―ク値、波形、波形のスペクトルなどを容易に制御して衝撃加速度を発生できる装置の構成方法及びその装置を用いて、加速度センサを加速度がベクトルであるという立場から校正する方法とその装置、すなわちマトリックス感度を定義する方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサによって並進加速度を複数回計測する際に、前記並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態で、前記複数回の計測を実行し、前記複数回の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記並進加速度ベクトルに対する前記センサの特性を求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサによって並進加速度を複数回計測する際に、前記並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記センサを支持する治具と、前記複数回の計測を実行して得られた複数回の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記並進加速度ベクトルに対する前記センサの特性を求める演算手段とを具えた加速度を検出するセンサの特性計測装置を特徴とする。
【００１４】
本発明のさらに他の態様は、丸棒の一方の端面に各計測毎に衝撃を加え、当該衝撃により前記丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、前記他方の端面に治具を介して取り付けた単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと、入力加速度計測装置とによって計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記治具を調整して、前記各計測を実行し、前記各計測によって得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求めることを特徴とする。
【００１５】
本発明のさらに他の態様は、丸棒の一方の端面に各計測毎に衝撃を加える手段と、前記丸棒の他方の端面の運動を計測する入力加速度計測装置と、前記衝撃を加える手段によって前記丸棒の一方の端面に加えられた衝撃により前記丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと前記入力加速度計測装置とによって複数回計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記丸棒の他方の端面に前記センサを取り付ける複数個の治具と、前記各計測を実行して得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求める演算手段とを具えた加速度を検出するセンサの特性計測装置を特徴とする。
【００１６】
ここで、前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に貼り付けた少なくとも１つのひずみゲージであり、前記ひずみゲージ出力信号から前記丸棒の他方の端面に入射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、級数に展開された解析解の少なくとも１次の項（スカラクの解）を用い、必要に応じて、さらに級数に展開された解析解の高次の項までをも用いることとすることができる。
【００１７】
さらに、前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に軸方向に貼り付けた複数のひずみゲージであり、前記複数のひずみゲージ出力に対して、前記軸方向の貼りつけ位置の相違による波形の違いを波動伝ぱ理論に基づいて一点での波形に変換し、加算してノイズを低減させる信号処理を行うこととすることができる。
【００１８】
本発明のさらに他の態様は、各計測ごとに、互いに独立した２つ以上の飛翔体を高圧気体によって同時に駆動し飛翔させて丸棒の一方の端面に微小時間差をもって順次衝突させることによって、前記丸棒の一方の端面に各計測毎に衝撃を加え、当該衝撃により前記丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、前記他方の端面に治具を介して取り付けた単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと、入力加速度計測装置とによって計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記治具を調整して、前記各計測を実行し、前記各計測によって得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求めることを特徴とする。
【００１９】
本発明のさらに他の態様は、互いに独立した２つ以上の飛翔体を高圧気体によって同時に駆動し飛翔させて丸棒の一方の端面に微小時間差をもって順次衝突させることによって前記丸棒の一方の端面に衝撃を加える手段と、前記丸棒の他方の端面の運動を計測する入力加速度計測装置と、前記衝撃を加える手段によって前記丸棒の一方の端面に加えられた衝撃により丸棒内部に発生する弾性波パルスの前記丸棒の他方の端面での反射により発生する該端面の運動を、単軸または多軸の感度軸を有し加速度を検出するセンサと前記入力加速度計測装置とによって複数回計測する際に、前記丸棒の他方の端面に発生する並進加速度の前記センサの座標系への方向余弦が各計測間で線形独立の状態になるように前記丸棒の他方の端面に前記センサを取り付ける複数個の治具と、前記各計測を実行して得られる前記センサおよび前記入力加速度計測装置の計測結果に基づく連立一次方程式を解いて、前記センサの特性を求める演算手段とを具えた加速度を検出するセンサの特性計測装置を特徴とする。
【００２０】
ここで、前記２つ以上の飛翔体は、前記２つ以上の飛翔体は、高圧気体の圧力を直接受けて発射管内を移動可能な受圧体に分離可能に支持され、当該支持状態において飛翔方向上の先端位置が異なっていることとすることができる。
【００２１】
さらに、前記２つ以上の飛翔体は、前記受圧体の中心軸上に位置する第１の飛翔体と、当該第１の飛翔体の外側であって当該第１の飛翔体と同軸上に位置する少なくとも１つの第２の飛翔体とを有することとすることができる。
【００２２】
さらに、前記第１および第２の飛翔体のいずれか１つが前記受圧体と一体であることとすることができる。
【００２３】
さらに、前記２つ以上の飛翔体の少なくとも１つは、その衝突端部の材質がそれ以外の部分の材質と異なっていることとすることができる。
【００２４】
さらに、前記２つ以上の飛翔体の各々は、少なくともその一部の材質が他の飛翔体の材質と異なっていることとすることができる。
【００２５】
さらに、前記丸棒の一方の端面に金属球を接触させて固定し、当該金属球に前記衝撃を加えることとすることができる。
【００２６】
さらに、前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の側面に貼り付けた少なくとも１つのひずみゲージであることとすることができる。
【００２７】
さらに、前記ひずみゲージを前記丸棒の軸方向に複数個貼りつけ、各ひずみゲージ出力に対して、前記軸方向の貼りつけ位置の相違による波形の違いを波動伝ぱ理論に基づいて一点での波形に変換し、加算してノイズを低減させる信号処理を行うこととすることができる。
【００２８】
さらに、前記ひずみゲージの出力信号を弾性波理論に基づいて補正して、前記センサに印加された入力加速度を求めるために必要になる当該センサを取り付けた丸棒端面に入射する弾性波パルスのひずみを求めることとすることができる。
【００２９】
さらに、前記ひずみゲージの出力信号を、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計の計測結果に基づいて求めた補正関数を用いて補正して、前記センサに印加された入力加速度を求めるために必要になる当該センサを取り付けた丸棒端面に入射する弾性波パルスのひずみを求めることとすることができる。
【００３０】
さらに、前記弾性波パルスのひずみを求める際に、前記ひずみゲージの出力信号を、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計の計測結果および前記治具における前記センサの取り付け面の運動を直接計測する別のレーザ干渉計の計測結果に基づいて求めた補正関数を用いて補正することとすることができる。
【００３１】
さらに、前記ひずみゲージ出力信号から前記丸棒の他方の端面に入射する弾性波パルスの過渡ひずみ信号を求める際に、級数に展開された解析解の少なくとも１次の項（スカラクの解）を用い、必要に応じて、さらに級数に展開された解析解の高次の項までをも用いることとすることができる。
【００３２】
さらに、前記入力加速度計測装置は、前記丸棒の他方の端面の運動を直接計測するレーザ干渉計であることとすることができる。
【００３３】
さらに、前記センサの特性を求める際に、前記センサに印加する衝撃加速度信号の周波数帯域幅を制御することによって、当該衝撃加速度信号の周波数帯域の関数として求められる前記センサのピーク感度値を上昇させた後、実際に加速度計測に用いることができる入力衝撃加速度の信号周波数帯域幅とピーク感度を求めることとすることができる。
【００３４】
本発明のさらに他の態様は、慣性センサの出力軸のＮ１個に関して自由度Ｍ１の運動発生装置によって複数回の計測を実行し、前記複数回の計測結果に基づくマトリックスを用いて求められた前記慣性センサの特性と、前記慣性センサの出力軸のＮ２個に関して前記加速度を検出するセンサの特性計測方法を適用して求められた前記慣性センサの特性とを合成し、当該合成結果に基づいて最終的なマトリックスを用いた慣性センサの特性を求めることを特徴とする。
【００３５】
本発明のさらに他の態様は、慣性センサの出力軸のＮ１個に関して複数回の計測を実行する自由度Ｍ１の運動発生装置により得られた複数回の計測結果に基づくマトリックスを用いて求められた前記慣性センサの特性と、前記慣性センサの出力軸のＮ２個に関して請求項２５乃至３９のいずれかの加速度を検出するセンサの特性計測装置を用いて求められた前記慣性センサの特性とを合成し、当該合成結果に基づいて最終的なマトリックスを用いた慣性センサの特性を求める演算手段を具えた加速度を検出するセンサの特性計測装置を特徴とする。
【００３６】
本発明は、丸棒の端面に衝撃を加えることによって発生した弾性波が、棒内部を伝ぱしてもう一方の端面に到達し反射する過程で発生する端面に垂直な方向の、動的変位、速度、加速度を、その端面に取り付けた加速度を検出するセンサへの入力信号とし、時刻の関数となるそれら入力信号を校正用入力加速度計測装置で計測し、加速度を検出するセンサの出力信号および校正用入力加速度計測装置の出力信号に対して、フーリエ変換、ラプラス変換、フィルタ演算などの信号処理演算を行うことによって、加速度を検出するセンサの動的変位検出機能、速度検出機能、加速度検出機能の各機能に関する加速度を検出するセンサの、ゲイン‐周波数特性、位相‐周波数特性、およびピーク感度をマトリックスとして測定することを可能とする。
【００３７】
さらに本発明は、自動車乗員保護用エアバッグの制御に用いる加速度センサの校正に用いることが可能である。
【００３８】
さらに本発明は、ロボットの運動制御に用いる慣性センサの校正に用いることが可能である。
【００３９】
さらに本発明は、人体運動または人体が受ける振動や動物の行動モニターなどの計測に用いる慣性センサの校正に用いることが可能である。
【００４０】
さらに本発明は、自動車、潜水艦、魚雷、ミサイル、航空機、誘導爆弾に搭載する慣性航法装置に関係する慣性センサの校正に用いることが可能である。
【００４１】
さらに本発明は、画像機器、映像機器の振動防止に用いる慣性センサの校正に用いることが可能である。
【００４２】
さらに本発明は、自動車用サスペンションの制御に用いる加速度センサの校正に用いることが可能である。
【発明の効果】
【００４３】
（１）従来の校正技術では、加速度計は加速度振幅でしか校正されていなかったのであるから、加速度計で加速度を計測することは出来なかった。その理由は、加速度が大きさと方向を持つベクトル量だからである。本発明によってベクトルとしての加速度で校正できることになるのだから、最初に明確にしなければいけないのは、この手法によって加速度計は加速度で校正されたことになり、加速度計によって加速度が計測できるようになるということである。  
多次元多軸の振動台を用いれば同様のベクトルとしての加速度で校正することは可能であるが（例えば、特願２００３−１２３４１７号）、振動台では大加速度を発生することが困難であり、本発明はこの問題を解決している。  
（２）さらに、多次元多軸の振動台では制御設定に時間がかかり、かつ振動数を走査しなければならないので、データ収集全体に多大の時間が必要である。衝撃を用いる本発明により、この問題が改善される。  
（３）ピーク加速度計測における横感度の影響を考慮する必要があることが、広く認識されるようになる。  
（４）計量法は、一次国家標準としての特定標準器を経済産業大臣が指定すると定めており、現状では加速度値でしか校正できない校正器を加速度標準の特定標準器としてさだめていることが記載されている。名称を加速度値の特定標準器と変更することと、ベクトルとしての加速度で校正できる装置を、加速度の国家標準として指定する必要がある。すなわち、計量法の改正が必要であるとの認識が広まる。  
（５）加速度値としての校正技術にもとづいてCCAUV/国際度量衡局がキーコンパリズンを行ったが、三次元衝撃加速度発生装置が世界に普及した時点で、相互承認のための衝撃加速度キーコンパリズンを実施する必要がある。このキーコンパリズンでは、ピーク感度と周波数応答の両方について、マトリックス感度の観点から実験が行われなければならない。  
（６）ベクトル合成が出来る加速度センサが開発される。これによって、運動の方向がわからない時の衝撃加速度計測の精度が向上する。良く理解されていない現象の計測には、重要である。自動車乗員保護のためのエアバッグの動作を制御するための加速度センサは、ベクトルとしての衝撃加速度が計測できなければならない。現状では、安全性を法律面から保証しようとすると、運転者は衝突しようとする場合には、正面衝突するようにハンドルを切らないといけない、という極めて非現実的なことになるし、最近流行している予防安全装置は、衝突が避けられない場合には、自動的に正面衝突するように自動的に操舵するという、非現実的なことが必要になる。  
（７）ベクトル合成が出来る加速度センサのための基準加速度センサが開発されなけばならないし、開発されるであろう。  
（８）自動車乗員の衝突安全のために車両内に設置される加速度センサのように、ベクトルとしての加速度を計測できないと意味のない応用において、利用が広まり車両の安全性が高まる。  
（９）縦ゆれと横揺れがある地震の計測に用いられる地震計のように、三次元で計測できなければ意味のない応用分野で用いられる加速度計の計測の信頼度が向上する。  
（１０）自動車のサスペンション制御等に用いられる多軸加速度センサの利用技術が向上する。産業界は、多軸の加速度センサを使いこなしてはいないという自覚を持っている。将来は、本特許で述べる校正技術が普及すると、このような意識はなくなるであろう。  
（１１）現在、基準加速度センサとして広く用いられている圧電型一軸加速度では横感度が与えられていないが、本発明によって横感度が与えられることになる。圧電型基準加速度センサ出力が１次元出力空間を構成するので、そのような加速度センサを三個直交座標系で組み立てる現状の三軸加速度センサで、ベクトル合成をすることによって、正確なベクトルとしての加速度の計測が可能になる。  
（１２）ベクトル合成機能を持つ数値演算器を内蔵するような新しいタイプの加速度計が製品として市場に現れる。その結果、実時間での加速度計測が可能になる。  
（１３）加速度センサを校正するビジネスがより高度化すると同時に、振動・衝撃計測標準に世界における日本の国際的地位が向上する。  
（１４）スカーリング効果と呼ばれる従来は計測が困難であった加速度センサの回転による誤差を計測することが可能になる。  
（１５）並進運動加速度検出機能、回転角速度検出機能、回転角加速度検出機能を同時に持つ多自由度の慣性センサ（特に半導体製）の性能評価が可能になることによって、製品の性能が向上する。  
（１６）2005年に数値目標を法律に明文化することを求める2002年６月に発令されたＥＵダイレクイティブにも対応することが出来る。この規格は、ISO2631、ISO8041に規定される人体振動規格にもとづいており、本発明により校正された加速度センサにより計測されていれば、ベクトルとしての加速度で計測を要求する人体振動諸規格に対応することが可能になる。  
（１７）ベクトル校正を可能にする衝撃加速度計校正用振動発生装置が普及する。  
（１８）運動発生装置など、加速度センサが眞の意味でベクトル加速度を計測できるようになることによって、運動の制御の精度が向上する。  
（１９）慣性センサ校正のための多次元運動発生器機が一般に普及する。  
（２０）ピーク感度に対するマトリックス表現の重要性の認識が広まる。  
（２１）横ピーク感度、主軸ピーク感度の概念が普及する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
（校正装置全体の説明）
図１の（ａ）は、多重飛翔体を用いた衝撃加速度による加速度を検出するセンサの校正装置の構成を示す。１は直径に比較して長さが十分に長い金属棒であって、複数箇所において不図示の２つの溝に置かれたベアリングにより水平に支持され、軸方向には拘束されていない。２は、丸棒１の一方の端面に衝撃を加える手段としての発射管であって、互いに独立した３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（図１の（ｂ）参照）を高圧空気によって同時に駆動して飛翔させ、丸棒１の一方の端面に微小時間差をもって順次衝突させるように適当な固定手段によって位置決めされ固定されている。飛翔体の構造に関しては後述する。
【００４５】
４は加速度を検出するセンサであって、３個の治具（詳細は後述する）の各々を介して丸棒１の他方の端面に取り付けられる（図１ではそのうちの１個の治具５を示す）。
【００４６】
上述のようにして丸棒１の一方の端面に衝撃を加えることによって発生した弾性波パルスは丸棒内部を伝ぱして、他方の端面に到達して反射する。反射の過程で発生する端面に垂直な方向（丸棒１の軸方向）の衝撃加速度が、その端面に治具を介してとりつけたセンサ４への入力となる。３個の治具は、各々２つの取り付け平面、すなわち、丸棒１の他方の端面への取り付け平面とセンサ４の取り付け平面とを持ち、これらの２つの取り付け平面のなす角度が、３個の治具同士で互いに立体的に異なっており、センサ４を、治具を介して、後述（図２）のような状態で丸棒１の他方の端面に取り付けることによって、センサ４の感度をマトリックスとして求めることができる。
【００４７】
加速度を検出するセンサは、丸棒１の他方の端面（治具を取り付ける端面）に対して、互いに異なった３つの態様でとり付ける。これを図２を参照して説明する。
【００４８】
図２において、丸棒１の他方の端面に固定した直交座標系をＸｂＹｂＺｂとし、Ｚｂ軸を丸棒１の軸方向、すなわち、弾性波パルスの反射による丸棒１の他方の端面の運動の方向と一致させる。丸棒１の一方の端面に対して３回の衝撃加速度を印加するが、各々の印加の度に、第１〜第３の互いに異なった治具を使用する。
【００４９】
直交座標系Ｘ１Ｙ１Ｚ１は第１の治具を介してセンサ４を丸棒１の他方の端面に取り付けた場合の当該センサ４に固定した直交座標系であって、衝撃加速度印加方向はＺ１軸である。
【００５０】
同様に、直交座標系Ｘ２Ｙ２Ｚ２は第２の治具を介してセンサ４を丸棒１の他方の端面に取り付けた場合の当該センサ４に固定した直交座標系であって、衝撃加速度印加方向はＺ２軸である。
【００５１】
同様に、直交座標系Ｘ３Ｙ３Ｚ３は第３の治具を介してセンサ４を丸棒１の他方の端面に取り付けた場合の当該センサ４に固定した直交座標系であって、衝撃加速度印加方向はＺ３軸である。
【００５２】
このように、３個の治具の各々を介して丸棒１の他方の端面にとり付けることにより、センサ４に加わる加速度ベクトルのセンサ４に固定した直交座標系への方向余弦(cosα1, cosβ1, cosγ1）,(cosα2, cosβ2, cosγ2）,(cosα3, cosβ3, cosγ3）が線形独立になるように設定することができる。したがって、３回の衝撃加速度印加により丸棒１の他方の端面に発生した加速度を、丸棒１の他方の端面に固定した直交座標系ＸｂＹｂＺｂによって第１表に示すように表すと、センサ４に固定した直交座標系（Ｘ１Ｙ１Ｚ１，Ｘ２Ｙ２Ｚ２，Ｘ３Ｙ３Ｚ３）によって同じく第１表に示すように表すことができる。第１表における記号の意味は第２表に示す。
【００５３】
【表１】
2005083936.tif 000003
【００５４】
【表２】
2005083936.tif 000004
【００５５】
これにより、詳細は後述するが、マトリックス感度の全ての要素に関する連立一次方程式を、周波数の関数として導くことが出来る。連立一次方程式の係数行列式はゼロでないことが証明できるので必ず解ける。したがって、連立一次方程式を解くことが、校正にほかならない。連立一次方程式が解けることは、本明細書の最後に数学的に証明する。
【００５６】
６は丸棒１の他方の端面の運動を計測する校正用入力加速度計測装置としての複数個のひずみゲージであって、本実施形態では、丸棒１の側面（丸棒１の軸方向の両端面を除く表面）上の周方向と軸方向にそれぞれ複数個貼り付けられている。
【００５７】
７は丸棒１の他方の端面に照射されるレーザ光であって、不図示のレーザ干渉計から出射される。８は治具５のセンサ４の取り付け平面に照射される別のレーザ光であって、不図示の別のレーザ干渉計から出射される。これらのセンサ４の検出出力信号、ひずみゲージ６の検出出力信号およびレーザ干渉計の検出出力信号は、演算装置（通常はコンピュータによって構成される）に供給され、この演算装置によって後述するような加速度を検出するセンサの校正のための種々の演算を行う。
【００５８】
図３に示すように、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃによって、３重構造の多重飛翔体を構成しており、そのうち、最も内側の飛翔体３Ａは軸状をなしていて、その基端は発射管２内に軸方向に気密に移動可能に設けられた受圧体としてのフランジ３Ｄの中心にねじ込まれ固定されている。
【００５９】
中間の管状の飛翔体３Ｂは飛翔体３Ａの外側に互いに摺動可能に配置され、さらに、飛翔体３Ｂの外側に互いに摺動可能に管状の飛翔体３Ｃが配置されており、それらの基端がフランジ３Ｄに当接した状態で、分離可能にフランジ３Ｄによって支持され、この状態において、飛翔体３Ｂは、飛翔体３Ａよりは飛翔方向の下流側に突出しない長さを有しており、飛翔体３Ｃは、飛翔体３Ｂよりは飛翔方向の下流側に突出しない長さを有している（飛翔体３Ａとフランジ３Ｄの飛翔方向の長さの合計をＬ１とし、２つの飛翔体３Ｂ，３Ｃの飛翔方向の長さをそれぞれＬ２，Ｌ３とすると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３）。すなわち、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、フランジ３Ｄに支持された状態で、飛翔方向上の先端位置が互いに異なっている。
【００６０】
フランジ３Ｄが発射管２の開口側の端から飛び出さない状態で、最も内側の飛翔体３Ａの先端が丸棒１の一方の端面に当るように、しかも、フランジ３Ｄの中心、すなわち、飛翔体３Ａの軸心が丸棒１の軸心と一致するように、発射管２と丸棒１の一方の端面との間の距離および位置関係が調節されている。
【００６１】
発射管２の閉塞側の端は、開閉弁７を介して高圧空気源８と接続されており、開閉弁７は弁開閉制御装置９によってその開閉が制御される。２つの飛翔体３Ｂ，３Ｃを支持したフランジ３Ｄが発射管２の閉塞端側にあり、開閉弁７が閉じた状態から弁開閉制御装置９によって開になると、高圧空気が開閉弁７を介して発射管２内に瞬時に供給され、フランジ３Ｄは、供給された高圧空気によって駆動され、この結果、フランジ３Ｄは丸棒１の一方の端面に向かって高速移動し、フランジ３Ｄによって２つの飛翔体３Ｂ，３Ｃが同時に駆動され、飛翔して（フランジ３Ｄと一体の飛翔体３Ａも同時に飛翔して）、まず、最も内側の飛翔体３Ａが丸棒１の一方の端面に最初に衝突し、フランジ３Ｄに支持されていた２つの飛翔体３Ｂ，３Ｃがフランジ３Ｄから分離し、中間の飛翔体３Ｂが丸棒１の一方の端面に次に衝突し、最も外側の飛翔体３Ｃが丸棒１の一方の端面に最後に衝突する。
【００６２】
３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃは図４のように構成することもできる。すなわち、フランジ３Ｄの中央部分をその外側部分よりも突出させ、この突出部分の中心に、最も内側の飛翔体３Ａをねじ込み固定し、中間の管状の飛翔体３Ｂを、この突出部分に支持させるように飛翔体３Ａの外側に互いに摺動可能に配置し、さらに、管状の飛翔体３Ｃを、フランジ３Ｄの突出部分の外側部分に支持されるように飛翔体３Ｂの外側に互いに摺動可能に配置し、これら２つの飛翔体３Ｂ，３Ｃをフランジ３Ｄに分離可能に支持するようにしたものであり、その支持状態において、飛翔体３Ａとフランジ３Ｄの飛翔方向の長さの合計をＬ１とし、２つの飛翔体３Ｂ，３Ｃの飛翔方向の長さをそれぞれＬ２，Ｌ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２としたものである。このような構成では、最も外側の飛翔体３Ｃの長さを、中間の飛翔体３Ｂの長さより短くする必要はない。このように、図３のそれと比べて、３つの飛翔体の長さの関係を変化させることによって、丸棒の端面に発生する衝撃加速度の周波数帯域幅の制御を一層容易にすることができる。なお、図３の構成および図４の構成のいずれにおいても、最も内側の飛翔体３Ａは、フランジ３Ｄにねじ込んで固定する構造にせずに、他の２つの飛翔体と同様にフランジ３Ｄと分離可能にしてもよい。また、図４の構成においても、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、フランジ３Ｄに支持された状態で、飛翔方向上の先端位置が互いに異なっている。
【００６３】
さらに、3つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃは図５のように構成することもできる。この例では、最も外側の飛翔体３Ｃをフランジ３Ｄにねじ込み固定し、この最も外側の飛翔体３Ｃの内側に中間の飛翔体３Ｂを互いに摺動可能に配置し、この中間の飛翔体３Ｂの内側に最も内側の飛翔体３Ａを互いに摺動可能に配置し、これら２つの飛翔体３Ａ，３Ｂをフランジ３Ｄに分離可能に支持するようにしたものであり、その支持状態において、飛翔体３Ｃとフランジ３Ｄの飛翔方向の長さの合計をＬ１とし、２つの飛翔体３Ａ，３Ｂの飛翔方向の長さをそれぞれＬ３，Ｌ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３としたものである。この構成においても、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、フランジ３Ｄに支持された状態で、飛翔方向上の先端位置が互いに異なっている。この構成によれば、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、同時駆動され飛翔して、飛翔体３Ｃ、飛翔体３Ｂ、飛翔体３Ａの順番で丸棒１の一方の端面に順次衝突する。
【００６４】
図６は、４つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅの例を示す。この例では、最も外側の飛翔体３Ｃの内側に中間の飛翔体３Ｂを互いに摺動可能に配置し、この中間の飛翔体３Ｂの内側に別の中間の飛翔体３Ｅを互いに摺動可能に配置し、この別の中間の飛翔体３Ｅの内側に最も内側の飛翔体３Ａを互いに摺動可能に配置し、これら４つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅをフランジ３Ｄに分離可能に支持するようにしたものであり、その支持状態において、４つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅの飛翔方向の長さをそれぞれＬ４，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とすると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４としたものである。この構成においても、４つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅは、フランジ３Ｄに支持された状態で、飛翔方向上の先端位置が互いに異なっている。この構成によれば、４つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅは、同時駆動され飛翔して、飛翔体３Ｂ、飛翔体３Ｃ、飛翔体３Ｅ，飛翔体３Ａの順番で丸棒１の一方の端面に順次衝突する。
【００６５】
さらに、複数個の飛翔体としては、直径の異なった複数個の球であってもよい。この場合は、フランジ３Ｄに適当な支持構造を設け（例えば、それぞれの球が入る内径の複数個の管をフランジに固定してそれぞれの中に球を入れる）、そのフランジ３Ｄを、上記同様に発射管２内に挿入して、高圧空気で駆動し、フランジ３Ｄを発射管２の開口端でストップさせれば、各球はそれぞれの管から飛び出して丸棒１の一方の端面に衝突する。
【００６６】
１２はレーザ光源であって、そこから出射されたレーザ光は、２つの鏡１３（一方の鏡は半透過性であってレーザ光の一部を透過する）で反射し丸棒１の軸と直交してその一方の端面の近傍を通過し、２つの受光素子１４に入射する。２つの受光素子１４の受光出力は、飛翔体の丸棒１への衝突時の速度を計測するカウンタ１５に入力される。飛翔体が駆動され、飛翔して丸棒１の一方の端面に衝突する直前に、最も内側の飛翔体３Ａの先端が、まず、発射管２側のレーザ光を遮光し、ついで、丸棒１側のレーザ光を遮光する。レーザ光が遮光されると、受光素子の受光出力はオフされる。したがって、飛翔体３Ａの衝突の際に、カウンタ１５によって、２つの受光素子１４からの２つの受光出力信号のオフとオフの間のタイミングをカウントし、そのカウント結果に基づいて飛翔体の衝突速度を計測することができる。なお、中間の飛翔体３Ｂおよび最も外側の飛翔体３Ｃの各々に関しても、上記同様の構成が設けられている。すなわち、中間の飛翔体３Ｂおよび最も外側の飛翔体３Ｃの各々の先端が丸棒１の一方の端面に衝突する直前に前記レーザ光源とは別の各レーザ光源からのレーザ光を遮光するように、２つのレーザ光源と、これら２つのレーザ光源に対する各２つの鏡および各２つの受光素子とが設けられ（不図示）、各２つの（計４つの）受光素子の受光出力がカウンタ１５に入力され、上記同様の計測が行われる。カウンタ１５の計測結果は上述した演算装置に供給され、加速度を検出するセンサ４の校正処理に用いられる。
【００６７】
上記構成によれば、丸棒１の一方の端面に飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃを衝突させて衝撃を加え丸棒１の内部に弾性波パルスを発生させる。その際、個々の飛翔体の丸棒１の一方の端面への衝突のタイミングをずらすことにより、重ね合わせの原理により全体としての弾性波パルスの継続時間を長くすることができる。詳細は図７を参照して後述する。
【００６８】
飛翔体の衝突のタイミングは、飛翔体の長さの違いと、衝突速度V1に依存する。飛翔体全体は摩擦による速度低下が無視出来るとすると同じ衝突速度で丸棒端面に衝突するが、最も内側の飛翔体３Ａの長さをLp1とし中間の飛翔体３Ｂの長さをLp2とすると、衝突の時間差は、(Lp1 - Lp2)/ V1となる。
【００６９】
丸棒１の一方の端面への飛翔体の衝突により発生した弾性波パルスは丸棒１の内部を伝ぱして、丸棒１の他方の端面に到達して反射する。反射の過程で発生する端面に垂直な方向の衝撃加速度が、その端面に治具５を介して取りつけた加速度を検出するセンサ４への入力となる。
【００７０】
丸棒１の他方の端面に発生する衝撃加速度の検出は、当該他方の端面をレーザ干渉計からのレーザ光が照射できる位置に設けられた当該レーザ干渉計または、丸棒１の側面の複数箇所（軸方向に一箇所の場合も含む。）に貼りつけたひずみゲージ６で行う。
【００７１】
ここで、丸棒１の一方の端面への個々の飛翔体の単独衝突により丸棒の他方の端面に発生する衝撃加速度と、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃを、衝突タイミングをずらして丸棒の一方の端面に連続衝突させた場合に発生する衝撃加速度との関係を、図７を用いて説明する。図７に示すように、２１は最も内側の飛翔体３Ａの衝突のみで発生した、ひずみゲージにより計測された衝撃加速度の波形、２２は中間の飛翔体３Ｂの衝突のみで発生した、ひずみゲージにより計測された衝撃加速度の波形、２３は最も外側の飛翔体３Ｃの衝突のみで発生した、ひずみゲージにより計測された衝撃加速度の波形であり、これらから、１つの飛翔体の衝突によって発生する衝撃加速度の継続時間は短いことがわかる。２４は３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃの衝突タイミングを制御して（図７では、最も内側の飛翔体３Ａの衝突からα１の時間経過後に中間の飛翔体３Ｂが衝突し、同じく、α２（α１＜α２）の時間経過後に最も外側の飛翔体３Ｃが衝突した）、重ね合わせにより全体として発生した、ひずみゲージにより計測された衝撃加速度の波形を示し、この全体としての衝撃加速度の継続時間α３は、上述の個々の衝撃加速度の継続時間よりも長くなることがわかる。２５は３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃの衝突の際に得られる、重ね合わされた入射パルスのひずみ波形を示す。２６は丸棒１の他方の端面で反射した弾性波パルスの合成ひずみ波形（衝撃加速度の発生には寄与しない）を示す。
【００７２】
レーザ干渉計で丸棒１の他方の端面の運動を測定する場合には、校正対象である加速度を検出するセンサがとりつけられている丸棒１の他方の端面に直接レーザを照射する。ひずみゲ−ジで測定する場合には、複数個のゲージの出力結果を、信号処理しある代表位置でのひずみゲージの値に換算することによってノイズを抑制することもできる。同時に、その代表位置でのゲージ出力の周波数特性に対して、前述のレーザ干渉計で丸棒１の他方の端面の運動を直接計測して事前に求めておいた補正関数を施し、さらに、必要に応じて治具５のセンサ取り付け平面の運動を別のレーザ干渉計で直接計測して事前に求めておいた別の補正関数を施してレーザ干渉計で計測した結果と同等の結果が得られるようにすることもできる。
【００７３】
最も外側の飛翔体３Ｃと発射管２との接触面には潤滑処理を施す。個々の飛翔体の発射により棒内部に発生する弾性波パルスの周波数帯域を制御する（例えば狭くする）ために、飛翔体先端部に高分子材料、プラスティックス、木材などをとりつけることができる。あるいは、飛翔体本体部が金属、高分子材料、あるいはプラスティックス、木材など異なる材料との積層構造を持つような構造の飛翔体を用いることもできる。
【００７４】
（演算装置において行われる演算処理の内容）
＜丸棒の端面の運動＞
【００７５】
2005083936.tif 000005
【００７６】
【数１】
2005083936.tif 000006
【００７７】
実際には、ひずみゲ−ジを丸棒１の他方の端面と丸棒１の側面の境界に貼ることは不可能なので、丸棒１の衝撃端面（一方の端面）から、Lｎ（ｎ＝１…N）だけ離れた位置（図２参照）に貼られていると仮定する。また、棒の軸方向の複数位置に貼り付けたゲージの代表位置をL1とする。この場合、各Lｎ（ｎ＝１…N）の位置において、加速度を検出するセンサを取りつけた端面への入射波と、反射波は分離して観察されなければならない。
【００７８】
2005083936.tif 000007
【００７９】
【数２】
2005083936.tif 000008
【００８０】
2005083936.tif 000009
【００８１】
【数３】
2005083936.tif 000010
【００８２】
2005083936.tif 000011
【００８３】
【数４】
2005083936.tif 000012
【００８４】
【数５】
2005083936.tif 000013
【００８５】
【数６】
2005083936.tif 000014
【００８６】
2005083936.tif 000015
【００８７】
2005083936.tif 000016
【００８８】
【数７】
2005083936.tif 000017
【００８９】
2005083936.tif 000018
【００９０】
【数８】
2005083936.tif 000019
【００９１】
複数のひずみゲージを用い出力信号の加算平均を計算することにより、ノイズの影響を減らし微小動的ひずみの計測すなわち低ピーク加速度の計測が可能になる。
【００９２】
2005083936.tif 000020
【００９３】
【数９】
2005083936.tif 000021
【００９４】
2005083936.tif 000022
【００９５】
【数１０】
2005083936.tif 000023
【００９６】
2005083936.tif 000024
【００９７】
そのためには、次式を用いる。
【００９８】
【数１１】
2005083936.tif 000025
【００９９】
（１１）式より端面の運動加速度が求まるので、次式にしたがって加速度を検出するセンサの周波数応答が求まる。
【０１００】
【数１２】
2005083936.tif 000026
【０１０１】
2005083936.tif 000027
【０１０２】
【数１３】
2005083936.tif 000028
【０１０３】
2005083936.tif 000029
【０１０４】
【数１４】
2005083936.tif 000030
【０１０５】
2005083936.tif 000031
【０１０６】
【数１５】
2005083936.tif 000032
【０１０７】
丸棒１の周方向に複数個のひずみゲージを貼り付け、さらに、軸方向に複数個のひずみゲージを貼り付けた場合に比べて、軸方向には１箇所のみ、ひずみゲージを貼り付けた場合（すなわち、周方向には複数個のひずみゲージを貼り付けてある）は、軸方向の複数箇所のひずみゲージ貼り付け位置の各々からの出力を軸方向の１つの代表位置での出力に換算する計算が必要ない。軸方向の１箇所に貼り付けたひずみゲージ出力を代表点位置に貼ってあるゲージ出力と見なすだけである。
【０１０８】
＜並進加速度に関する感度軸が一軸のセンサの場合＞
各測定ごとに、加速度を検出するセンサ４（慣性センサ若しくは加速度センサ）を治具を介して取り付けた丸棒１の他方の端面の軸方向加速度（並進加速度）は、上述のようにして計測し、加速度を検出するセンサ４からの検出信号は以下のように処理する。３回の測定は、各測定ごとに治具を替えて、後述のような状態が得られるように当該治具を調整して行う（詳細は後述する）。
【０１０９】
加速度を検出するセンサの１個の感度軸をＺ軸とし、その出力信号を(0, 0, aoz(t) )とする。Ｘ軸成分とＹ軸成分は勿論ゼロである。これに対して、センサの入力加速度信号を、aix(t), aiy(t), aiz(t)とすると次の式が成立する。このとき、丸棒１の他方の端面で反射する弾性波パルスによって当該端面に発生する各測定ごとの加速度ai1, ai2, ai3を、ベクトルとして、加速度を検出するセンサに固定した座標系から見たときに、線形独立になるように治具を調整する。
【０１１０】
【数１６】
2005083936.tif 000033
【０１１１】
記号α1,α2,α3,β1,β2,β3,γ1,γ2,γ3については、図２を参照。入力加速度が、該加速度を検出するセンサの感度軸上にあるとは仮定しない。感度軸上にあると仮定したのでは、入力加速度をベクトルとみなしたことにはならない。この時、マトリックス感度は１×３のマトリックス（Szx, Szy, Szz）で表される。Szxは入力加速度のＸ軸成分に対するＺ軸出力信号との関係を表すので横感度、Szyは入力加速度のＹ軸成分に対するＺ軸出力信号との関係を表すので横感度、SzzはＺ軸入力加速度のＺ軸成分に対する出力信号との関係を表すので主軸感度を表す。このときに、出力信号と入力信号の関係は、以下の式で表される。Lは、ラプラス変換を表す。
【０１１２】
【数１７】
2005083936.tif 000034
【０１１３】
（１７）式の左辺において、各入力信号のｋ番目の周波数成分に関する計算結果を、Gik(ωk)とすると、ωkにおける感度に関する以下の連立一次方程式が導かれる。
【０１１４】
【数１８】
2005083936.tif 000035
【０１１５】
（１８）式の係数行列式は、丸棒の軸方向の入力加速度ベクトルが加速度を検出するセンサに固定してある座標系から見たときに、一次独立であることを仮定しているのでゼロにはなりえないことから、ωkの値とは無関係に必ず解ける。このようにして、ｋ番目の周波数成分に関して、主軸感度と、横感度が求まるので、必要な周波数成分に対して同様の計算を行うことによって、主軸感度と横感度を周波数の関数として、求めることができる。
【０１１６】
マトリックスとして求めない場合には、Szzのみを求める。この場合には治具を用いず、加速度を検出するセンサを直接丸棒１の他方の端面に取り付ける。棒端面に固定した座標系のＺ軸と加速度を検出するセンサの感度軸は一致する。
【０１１７】
＜並進加速度に関する感度軸が二軸のセンサの場合＞
各測定ごとに、加速度を検出するセンサ４（慣性センサ若しくは加速度センサ）を治具を介して取り付けた丸棒１の他方の端面の軸方向加速度（並進加速度）は、上述のようにして計測し、加速度を検出するセンサ４からの検出信号は以下のように処理する。３回の測定は、各測定ごとに治具を替えて、後述のような状態が得られるように当該治具を調整して行う（詳細は後述する）。
【０１１８】
加速度を検出するセンサの２個の感度軸をY軸、Ｚ軸とし、その出力信号を(0, aoy(t), aoz(t))とする。ωは角振動数である。Ｘ軸成分は勿論ゼロである。これに対して、センサの入力加速度信号を、（aix(t), aiy(t), aiz(t)）とする。このとき、丸棒１の他方の端面で反射する弾性波パルスによって当該端面に発生する各測定ごとの加速度ai1, ai2, ai3を、ベクトルとして、加速度を検出するセンサに固定した座標系から見たときに、線形独立になるように治具を調整するとして、以下のような関係が成立する。
【０１１９】
【数１９】
2005083936.tif 000036
【０１２０】
記号α1,α2,α3,β1,β2,β3,γ1,γ2,γ3については、図２を参照。入力加速度が、該加速度を検出するセンサの二個の感度軸で決まる平面（感度平面）上にあるとは仮定しない。感度軸で決まる平面上にあると仮定したのでは、入力加速度をベクトルとみなしたことにはならない。この時、マトリックス感度は以下に示す２×３のマトリックスで表される。
【０１２１】
【数２０】
2005083936.tif 000037
【０１２２】
丸棒端面で反射する弾性波パルスによって発生する加速度ai1, ai2, ai3について、（２０）式を書き下すと、以下の３つの式のようになる。
【０１２３】
【数２１】
2005083936.tif 000038
【０１２４】
【数２２】
2005083936.tif 000039
【０１２５】
【数２３】
2005083936.tif 000040
【０１２６】
（２１）、（２２）、（２３）式において、左辺をラプラス変換し、各軸出力とai1, ai2, ai3との伝達関数を求めると、（２４）式が得られる。
【０１２７】
【数２４】
2005083936.tif 000041
【０１２８】
（２４）式の係数行列の行列式はゼロでないことが証明できるので、周波数とは無関係に解けることから、主軸感度、横感度を周波数の関数として求めることができる。
【０１２９】
マトリックスとして求めない場合には、Syy, Szzのみを求める。この場合には治具を用いず、加速度を検出するセンサを直接丸棒１の他方の端面に取り付ける。棒端面に固定した座標系のＺ軸と加速度を検出するセンサの感度軸は一致させる必要があるので、加速度を検出するセンサのＺ軸方向のデータを取り、次に加速度を検出するセンサのＹ軸方向のデータを取る必要がある。取つけ条件を同一にすることが重要である。
【０１３０】
＜並進加速度に関する感度軸が三軸のセンサの場合＞
各測定ごとに、加速度を検出するセンサ４（慣性センサ若しくは加速度センサ）を治具を介して取り付けた丸棒１の他方の端面の軸方向加速度（並進加速度）は、上述のようにして計測し、加速度を検出するセンサ４からの検出信号は以下のように処理する。３回の測定は、各測定ごとに治具を替えて、後述のような状態が得られるように当該治具を調整して行う（詳細は後述する）。
【０１３１】
加速度を検出するセンサの３個の感度軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、その出力信号を(aox(t), aoy(t), aoz(t))とする。これに対して、センサの入力加速度信号のＸ軸成分、Ｙ軸成分、Ｚ軸成分を、（aix(t), aiy(t), aiz(t)）とする。このとき、丸棒１の他方の端面で反射する弾性波パルスによって当該端面に発生する各測定ごとの加速度ai1, ai2, ai3を、ベクトルとして、加速度を検出するセンサに固定した座標系から見たときに、線形独立になるように治具を調整するとして、以下のような関係が成立する。
【０１３２】
【数２５】
2005083936.tif 000042
【０１３３】
入力加速度が、該加速度を検出するセンサの三個の感度軸で決まる空間（感度空間）上にあるとは仮定しない。感度軸で決まる感度空間にあると仮定したのでは、入力加速度をベクトルとみなしたことにはならない。加速度を検出するセンサは、入力加速度空間を感度ベクトル空間に射影する。  
この時、マトリックス感度は以下に示す３×３のマトリックスで表される。
【０１３４】
【数２６】
2005083936.tif 000043
【０１３５】
丸棒１の他方の端面で反射する弾性波パルスによって当該端面に発生する各測定ごとの加速度ai1, ai2, ai3について、（２６）式を書き下すと、以下の３つの式のようになる。
【０１３６】
【数２７】
2005083936.tif 000044
【０１３７】
【数２８】
2005083936.tif 000045
【０１３８】
【数２９】
2005083936.tif 000046
【０１３９】
（２７）、（２８）、（２９）式において、左辺をラプラス変換し、各軸出力とai1, ai2, ai3との伝達関数を求めると、（３０）式が得られる。
【０１４０】
【数３０】
2005083936.tif 000047
【０１４１】
（３０）式の係数行列の行列式はゼロでないことが証明できるので、周波数とは無関係に解けることから、主軸感度、横感度を周波数の関数として求めることができる。マトリックスとして求めない場合には、Sxx, Syy, Szzのみを求める。この場合には治具を用いず、加速度を検出するセンサを直接丸棒１の他方の端面に取り付ける。棒端面に固定した座標系のＺ軸と加速度を検出するセンサの感度軸は一致させる必要があるので、加速度を検出するセンサのＺ軸方向のデータを取り、次に加速度を検出するセンサのＹ軸方向のデータを取り、次に加速度を検出するセンサのＸ軸方向のデータを取る必要がある。順序は重要ではない。取つけ条件を同一にすることが重要である。
【０１４２】
＜ピーク感度の測定方法＞
加速度を検出するセンサで衝撃加速度のピーク値を求める際、従来は横感度の影響を考慮することが出来なかった。その理由は、加速度を検出するセンサの感度をマトリックスとして定義し、その要素を周波数の関数として求めるという基本的な考え方がなかったからである。感度軸方向に関するピーク感度をPSxx, PSyy, PSzzと書くことにする。感度軸と直交する方向に関するピーク感度を、PSxy, PSxz, PSyx, PSyz, PSzx, PSzyと書くことにする。感度軸が１個のセンサの場合、二個のセンサの場合、三個のセンサの場合に共通する感度軸としてＺ軸を用いているので、ピーク感度の計算方法をＺ軸について述べる。Ｘ軸、Ｙ軸に関しても同様である。
【０１４３】
(a)感度軸が一軸の加速度を検出するセンサの場合
【０１４４】
【表３】
2005083936.tif 000048
【０１４５】
ここで、＋側の入力信号の最大値と＋側の出力信号の最大値で決まるピーク感度をPS+、−側の入力信号の最大値と−側の出力信号の最大値で決まるピーク感度をPS-と定義する。その結果、上の表から以下の数式が導かれる。
【０１４６】
【数３１】
2005083936.tif 000049
【０１４７】
【数３２】
2005083936.tif 000050
【０１４８】
【数３３】
2005083936.tif 000051
【０１４９】
【数３４】
2005083936.tif 000052
【０１５０】
【数３５】
2005083936.tif 000053
【０１５１】
【数３６】
2005083936.tif 000054
【０１５２】
ここで全てのピーク感度PS+zx, PS-zx, PS+zy, PS-zy, PS+zz, PS-zzは、加速度を検出するセンサの内部サイズモ系が共振を起こしている状態で計測されてはならない。ピーク感度は、共振が起きると増加する。従って、図８に示すように加速度を検出するセンサに印加する衝撃加速度の周波数帯域の関数としてピーク感度を表わせば、値が上昇し始めるところを以って、使用可能な周波数帯域とピーク感度を求めることが可能になる。加速度を検出するセンサに印加する衝撃加速度の周波数帯域の制御は、飛翔体の多重化（多重飛翔体）によって可能になる。
【０１５３】
(b)感度軸が二軸の加速度を検出するセンサの場合
【０１５４】
【表４】
2005083936.tif 000055
【０１５５】
Ｚ軸に関するピーク感度は、すでに(a)で述べた結果と同じであるので、Ｙ軸に関する結果を書くと以下のようになる。
【０１５６】
【数３７】
2005083936.tif 000056
【０１５７】
【数３８】
2005083936.tif 000057
【０１５８】
【数３９】
2005083936.tif 000058
【０１５９】
【数４０】
2005083936.tif 000059
【０１６０】
【数４１】
2005083936.tif 000060
【０１６１】
【数４２】
2005083936.tif 000061
【０１６２】
ここで全てのピーク感度PS+zx, PS-zx, PS+zy, PS-zy, PS+zz, PS-zz, PS+yx, PS-yx, PS+yy, PS-yy, PS+yz, PS-yzは、加速度を検出するセンサの内部サイズモ系が共振を起こしている状態で計測されてはならない。ピーク感度は、共振が起きると増加する。従って、図８に示すように加速度を検出するセンサに印加する衝撃加速度の周波数帯域の関数としてピーク感度を表わせば、値が上昇し始めるところを以って、使用可能な周波数帯域とピーク感度を求めることが可能になる。加速度を検出するセンサに印加する衝撃加速度の周波数帯域の制御は、飛翔体の多重化（多重飛翔体）によって可能になる。
【０１６３】
(c)感度軸が三軸の加速度を検出するセンサの場合
【０１６４】
【表５】
2005083936.tif 000062
【０１６５】
Ｙ軸、Ｚ軸に関するピーク感度は、すでに(b),(a)で述べた結果と同じであるので、Ｘ軸に関する結果を書くと以下のようになる。
【０１６６】
【数４３】
2005083936.tif 000063
【０１６７】
【数４４】
2005083936.tif 000064
【０１６８】
【数４５】
2005083936.tif 000065
【０１６９】
【数４６】
2005083936.tif 000066
【０１７０】
【数４７】
2005083936.tif 000067
【０１７１】
【数４８】
2005083936.tif 000068
【０１７２】
ここで全てのピーク感度PS+zx, PS-zx, PS+zy, PS-zy, PS+zz, PS-zz, PS+yx, PS-yx, PS+yy, PS-yy, PS+yz, PS-yz, PS+xx, PS-xx, PS+xy, PS-xy, PS+xz, PS-xzは、加速度を検出するセンサの内部サイズモ系が共振を起こしている状態で計測されてはならない。ピーク感度は、共振が起きると増加する。従って、図７に示すように加速度を検出するセンサに印加する衝撃加速度の周波数帯域の関数としてピーク感度を表わせば、値が上昇し始めるところを以って、使用可能な周波数帯域とピーク感度を求めることが可能になる。加速度を検出するセンサに印加する衝撃加速度の周波数帯域の制御は、飛翔体の多重化（多重飛翔体）によって可能になる。
【０１７３】
＜係数行列式がゼロにならずに、連立一次方程式が解けることの証明＞
付録
係数行列式がゼロにならずに、連立一次方程式が解けることの証明
【０１７４】
【数４９】
2005083936.tif 000069
【０１７５】
（１０１）に示す行列式がゼロでないことは、行列式の値が行を入れ替えても変わらないという行列式の性質を用いると、証明できる。すなわち、（１０１）式の現第３行を現第２行と交換し、その段階での第５行と第３行を交換し、その段階での第４行と第５行を交換すると、以下のマトリックスになる。
【０１７６】
【数５０】
2005083936.tif 000070
【０１７７】
この行列式の値は、加速度センサに固定した座標系からみた入力加速度が線形独立である仮定から導かれる以下の仮定によって、ゼロではない。
【０１７８】
【数５１】
2005083936.tif 000071
【０１７９】
【数５２】
2005083936.tif 000072
【０１８０】
同様に（１０２）式の行列に関しても（１０１）式と同様に考えると、以下のことが証明される。
【０１８１】
【数５３】
2005083936.tif 000073
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態における多重飛翔体を用いた衝撃加速度による加速度センサ校正装置の構成を示す図であり、（ｂ）は３つの飛翔体の構造を示す（一部は断面を示す）図である。
【図２】丸棒の端面に固定した座標系と加速度を検出するセンサに固定した座標系との関係を示す図である。
【図３】多重飛翔体の構造の一例を示す図である。
【図４】多重飛翔体の構造の他の一例を示す図である。
【図５】多重飛翔体の構造のさらに他の一例を示す図である。
【図６】多重飛翔体の構造のさらに他の一例を示す図である。
【図７】丸棒１の一方の端面への個々の飛翔体の単独衝突により丸棒の他方の端面に発生する衝撃加速度と、３つの飛翔体３Ａ，３Ｂ，３Ｃを、衝突タイミングをずらして丸棒の一方の端面に連続衝突させた場合に発生する衝撃加速度との関係を示す図である。
【図８】加速度センサのピーク感度と加速度センサに印加する衝撃加速度の周波数帯域との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１８３】
１      金属の丸棒
２      発射管
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ    飛翔体
３Ｄ    フランジ
４      加速度センサ
５      治具
６      ひずみゲージ
７，８  レーザ光    
９      弁
１０    高圧空気源    
１１    弁開閉制御装置        
１２    レーザ光源
１３    鏡
１４    受光素子
１５    カウンタ
【図１】
2005083936.tif 000074
【図２】
2005083936.tif 000075
【図３】
2005083936.tif 000076
【図４】
2005083936.tif 000077
【図５】
2005083936.tif 000078
【図６】
2005083936.tif 000079
【図７】
2005083936.tif 000080
【図８】
2005083936.tif 000081