(57)【要約】【課題】簡単な方法や装置で振動計、歪計の較正、伝播速度の測定を行うこと。【解決手段】伝播速度ｃを有する物体に力を付与して発生し、互に重ならない状態の入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある較正された歪計と振動計とで測定し、歪計により測定して得られた値ｐεｍ、振動計により測定して得られた値ｐｖｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ここで、ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）に代入し、振動計を較正する、方法又は装置。なお、同様の方法で歪計の較正、伝播速度の測定も行う。【選択図】        図１
2005127865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝播速度ｃを有する物体に力を付与して発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある正確な歪計と較正すべき振動計とで測定し、
歪計により測定して得られた値ｐεｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐεＩに代入し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと入力波の関係式から得られた値ｐｖＩとを比較して、振動計を較正することを特徴とする較正方法。
【請求項２】
伝播速度ｃを有する物体に力を付与して発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある正確な振動計と較正すべき歪計とで測定し、
振動計により測定して得られた値ｐｖｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐｖＩに代入し、歪計により測定して得られた値ｐεｍと入力波の関係式から得られた値ｐεＩとを比較して、歪計を較正することを特徴とする較正方法。
【請求項３】
物体に力を付与して発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある正確な振動計と正確な歪計とで測定し、
振動計により測定して得られた値ｐｖｍと歪計により測定して得られた値ｐεｍとを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐｖＩとｐεＩとに各々代入し、未知の伝播速度ｃを求めることを特徴とする伝播速度の測定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の較正方法において、
振動計と歪計を取り付けた測定位置で入力波の進行波と後退波とが重ならないように、物体の長さを長くすることを特徴とする較正方法。
【請求項５】
伝播速度ｃを有する物体と、
物体のほぼ同一の測定位置に取り付けられ、物体に力を付与して発生した入力波を測定する正確な歪計と較正すべき振動計と、
歪計により測定して得られた値ｐεｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐεＩに代入し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと入力波の関係式から得られた値ｐｖＩとを比較して、振動計を較正する演算処理装置と、を備えたことを特徴とする較正装置。
【請求項６】
伝播速度ｃを有する物体と、
物体のほぼ同一の測定位置に取り付けられ、物体に力を付与して発生した入力波を測定する正確な振動計と較正すべき歪計と、
振動計により測定して得られた値ｐｖｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐｖＩに代入し、歪計により測定して得られた値ｐεｍと入力波の関係式から得られた値ｐεＩとを比較して、歪計を較正する演算処理装置と、を備えたことを特徴とする較正装置。
【請求項７】
伝播速度ｃを有する物体と、
物体のほぼ同一の測定位置に取り付けられ、物体に力を付与して発生した入力波を測定する正確な振動計と正確な歪計と、
振動計により測定して得られた値ｐｖｍと歪計により測定して得られた値ｐεｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐｖＩとｐεＩに代入し、入力波の関係式から伝播速度ｃを求める演算処理装置と、を備えたことを特徴とする伝播速度の測定装置。
【請求項８】
請求項５に記載の較正装置において、
振動計と歪計を取り付けた測定位置で入力波の進行波と後退波とが重ならないように、物体の長さを長くすることを特徴とする較正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加加速度計、加速度計、速度計、変位計、力計（張力計・圧縮計・せん断力計・曲げ力計）、差動加速度計・差動速度計・差動変位計、角速度計・角加速度計などの振動計及び歪計の較正、及び物体の伝播速度の測定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば加速度計の較正では、既知の加速度を加速度計に作用させ、既知の加速度と加速度計で求めた測定値とを比較して、加速度計を較正している。例えば、既知の加速度として、地球の重力加速度１Ｇ、又は、回転で発生する遠心加速度ｒω２を（ｒ：回転半径、ω：角速度）を加速度計で測定する。しかし、１，０００Ｇ以上の極めて大きな加速度を測定できる加速度計を較正する場合、測定に用いる１，０００Ｇ以上の既知の加速度を得る必要があり、そのためには、極めて大きく又高価な設備を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
＜１＞本発明は、簡単な方法や装置で加加速度計、加速度計、速度計、変位計、力計（張力計・圧縮計・せん断力計・曲げ力計）、差動加速度計・差動速度計・差動変位計、角速度計・角加速度計などの振動計の較正を行うことにある。
＜２＞本発明は、また、簡単な方法や装置で歪計の較正を行うことにある。
＜３＞本発明は、また、簡単な方法や装置で棒状体などの物体の伝播速度を求めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
＜１＞本発明は、伝播速度ｃを有する物体に力を付与して発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある正確な歪計と較正すべき振動計とで測定し、歪計により測定して得られた値ｐεｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）のｐεＩに代入し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと入力波の関係式から得られた値ｐｖＩとを比較して、振動計を較正することを特徴とする較正方法にある。
＜２＞本発明は、また、伝播速度ｃを有する物体に力を付与して発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある正確な振動計と較正すべき歪計とで測定し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）のｐｖＩに代入し、歪計により測定して得られた値ｐεｍと入力波の関係式から得られた値ｐεＩとを比較して、歪計を較正することを特徴とする較正方法にある。
＜３＞本発明は、また、物体に力を付与して発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある正確な振動計と正確な歪計とで測定し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと歪計により測定して得られた値ｐεｍとを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）のｐｖＩとｐεＩとに各々代入し、未知の伝播速度ｃを求めることを特徴とする伝播速度の測定方法にある。
＜４＞本発明は、また、前記＜１＞〜＜３＞に記載の方法において、振動計と歪計を取り付けた測定位置で入力波の進行波と後退波が重ならないように、物体の長さを長くすることを特徴とする較正方法にある。
＜５＞本発明は、また、伝播速度ｃを有する物体と、物体のほぼ同一の測定位置に取り付けられ、物体に力を付与して発生した入力波を測定する正確な歪計と較正すべき振動計と、歪計により測定して得られた値ｐεｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）のｐεＩに代入し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと入力波の関係式から得られた値ｐｖＩとを比較して、振動計を較正する演算処理装置と、を備えたことを特徴とする較正装置にある。
＜６＞本発明は、また、伝播速度ｃを有する物体と、物体のほぼ同一の測定位置に取り付けられ、物体に力を付与して発生した入力波を測定する正確な振動計と較正すべき歪計と、振動計により測定して得られた値ｐｖｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）のｐｖＩに代入し、歪計により測定して得られた値ｐεｍと入力波の関係式から得られた値ｐεＩとを比較して、歪計を較正する演算処理装置と、を備えたことを特徴とする較正装置にある。
＜７＞本発明は、また、伝播速度ｃを有する物体と、物体のほぼ同一の測定位置に取り付けられ、物体に力を付与して発生した入力波を測定する正確な振動計と正確な歪計と、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと歪計により測定して得られた値ｐεｍを入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩ（ｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。）
のｐｖＩとｐεＩに代入し、入力波の関係式から伝播速度ｃを求める演算処理装置と、を備えたことを特徴とする伝播速度の測定装置にある。
＜８＞本発明は、また、前記＜５＞〜＜７＞に記載の装置において、振動計と歪計を取り付けた測定位置で入力波の進行波と後退波が重ならないように、物体の長さを長くすることを特徴とする較正装置にある。
【０００５】
本発明で使用する用語を以下に定義する。
＜１＞入力波は、物体に外力を付与することにより、物体に発生し、物体を伝播する波であり、反射波など他の波と重なっていない波をいう。
なお、物体の例である杭を地中に埋設し、外力を付与した際に、杭に伝播する波を測定した一般的な波形を図８に示す。図８の波は、実施工の杭の衝撃載荷試験において、歪計で測定した測定歪波であり、反射波が複雑に重なった波形をしており、本発明の入力波とは異なる。入力波は、本発明において、例えば、歪計で測定した図４（Ａ）の測定歪波の第１波ｃεｄ１、加速度計で測定した図４（Ｂ）の測定速度波の第１波ｖｄ１である。模式的には、入力波は、図３（Ａ）〜（Ｂ）の測定位置ｘ０に示された複数の波形である。但し、図３では、説明の簡素化のため、棒状体の両端の支持条件を両端自由端とし、波動伝播の減衰は省略してある。
＜２＞伝播速度ｃは、物体を伝播する波の速度をいう。
＜３＞粒子速度は、物体を伝播する波によって物体の粒子が振動する粒子の速度をいう。
＜４＞進行波は、物体に外力を付与した位置から入力波が最初に伝播する方向（以下、入力方向という。）の波をいう。進行波には、進行速度波と進行歪波などがある。
＜５＞後退波は、入力方向と逆方向に伝播する波をいう。後退波には、後退速度波と後退歪波などがある。
＜６＞進行速度波ｖｄは、入力方向に伝播する粒子速度をいう。
＜７＞進行歪波ｃεｄは、入力方向に伝播する歪波をいう。
＜８＞後退速度波ｖｕは、入力方向と逆方向に伝播する粒子速度をいう。
＜９＞後退歪波ｃεｕは、入力方向と逆方向に伝播する歪波をいう。
＜１０＞演算子ｐは、振動計で求められた値、加加速度計、加速度計、速度計、変位計、力計（張力計・圧縮計・せん断力計・曲げ力計）、差動加速度計・差動速度計・差動変位計、角速度計・角加速度計などで求めた値に応じて決められるもので、例えば、振動計で求められた値を速度に変換する演算子である。例えば、加加速度計で、或いは加速度計、速度計、変位計で加加速度を求めた場合、ｐは２階微分の演算を表わし、加速度計で、或いは加加速度計、速度計、変位計で加速度を求めた場合、ｐは１階微分の演算を表わし、速度計で、或いは加加速度計、加速度計、変位計で速度を求めた場合、ｐは１の乗算の演算を表わし、変位計で、或いは加加速度計、加速度計、速度計で変位を求めた場合、ｐは１階積分の演算を表わす。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
＜１＞振動計の較正方法
振動計の較正方法は、伝播速度を有する物体に力ｆを付与し、物体に発生した入力波を、ほぼ同一の測定位置に取り付けてある較正された正確な歪計と較正すべき振動計とで測定し、入力波の関係式ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩのｐεＩに代入し、振動計により測定して得られた値ｐｖｍと入力波の関係式から得られた値ｐｖＩとを比較して、振動計を較正するものである。較正とは、振動計で測定した値が正確な測定値になるようにすることであり、調整、品質補償なども含まれる。なお、入力波の関係式のｃ’は、入力波の進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。
【０００７】
振動計とは、加加速度計、加速度計、速度計、変位計、力計（張力計・圧縮計・せん断力計・曲げ力計）、差動加速度計・差動速度計・差動変位計、角速度計・角加速度計などを言い、例えば、加加速度計は加加速度が、加速度計は加速度が、速度計は速度が、変位計は変位が求まるが、加加速度の２階積分の処理により、加速度の積分の処理により、速度はそのまま、変位の微分の処理により粒子速度ｖ（以下、粒子速度を速度という。）を求めることができる。本発明の振動計の較正方法は、測定対象物に５，０００Ｇなどの極めて大きな力が作用するものでも、正確に較正できる。その理由として、歪計が、一般に、５，０００Ｇなど極めて大きな加速度がかかっている状態でも、入力波を正確に測定することができるためである。
【０００８】
入力波の関係式ｖＩ＝ｃ’・εＩは、速度の式であるので、振動計の測定値となる加速度などの変数に対して一般化する必要がある。例えば、加加速度計で、或いは加速度計、速度計、変位計で加加速度を求めた場合、入力波の関係式ｄ２ｖＩ／ｄｔ２＝ｃ’・ｄ２εＩ／ｄｔ２を使用する。加速度計で、或いは加加速度計、速度計、変位計で加速度を求めた場合、入力波の関係式ｄｖＩ／ｄｔ＝ｃ’・ｄεＩ／ｄｔを使用する。速度計、或いは加加速度計、加速度計、変位計で速度を求めた場合、入力波の関係式ｖＩ＝ｃ’・εＩを使用する。変位計で、或いは加加速度計、加速度計、速度計で変位を求めた場合、入力波の関係式（ｖＩの時間積分）＝ｃ’・（εＩの時間積分）を使用する。これらを一般化した式を、ｐｖＩ＝ｃ’・ｐεＩとする。
【０００９】
物体の中で棒状体１を例に取り説明する。振動計の較正は、図１（Ａ）に示すように、較正すべき振動計２１と較正された歪計２２を測定位置ｘ０に取り付け、棒状体端部１１に力ｆを付与して、振動計２１と歪計２２で棒状体１に発生した入力波ＦＩを測定する。振動計２１の測定値を処理して速度波ｖｍを求め、歪計２２の測定値から歪波ｃεｍを求め、歪波ｃεｍを特定の入力波の関係式ｖＩ＝ｃ’・εＩに入れて速度波ｖＩを求める。この式から求めた速度波ｖＩと測定して求めた速度波ｖｍとを対比することにより、振動計２１を較正する。例えば、速度計の較正方法として、ｖＩ／ｖｍ＝ｋにより係数ｋを求め、速度計の測定値に係数ｋを掛けることにより、振動計２１を較正する。
【００１０】
＜２＞測定位置ｘ０
測定位置ｘ０は、棒状体１を伝播する入力波ＦＩが一様になる場所がよく、例えば、棒状体１に力ｆを付与した位置から棒状体１の直径の１．５倍以上離れた場所が好ましい。なお、入力波が一様とは、棒状体１のある位置の断面（棒状体の軸に直交する面）において、力の分布（力の方向及び大きさ）がほぼ揃っている状態をいう。
【００１１】
較正すべき振動計２１と較正された歪計２２の測定位置ｘ０は、好ましくは、棒状体端部１１から同一距離ｘ０の近傍に配置される。同一種類の測定装置を複数個組み合わせる場合において、好ましくは、棒状体端部１１から同一距離に複数の同一種類の測定装置を配置する。これらの同一種類の測定装置ｘ０は、好ましくは、棒状体１の周囲に均等な間隔を開けて配置する。例えば、２つの同一種類の測定装置は、棒状体１の軸対称の位置に配置する。そして、これら測定装置の測定値を平均する。
【００１２】
＜３＞力ｆ
棒状体１に付与する力ｆの方向は、棒状体１の軸方向、軸方向に直交する方向、棒状体１の曲げ方向、又は、棒状体１のねじれ方向などがある。軸方向の場合、棒状体１に縦波が発生し、軸方向に直交する方向の場合、棒状体１に横波が発生する。棒状体１の曲げ方向は、軸方向に直交する方向に力をかけて、軸が曲がる方向である。棒状体１のねじれ方向は、軸を回転して棒状体１をねじる方向である。棒状体１に付与する力の種類は、衝撃力、打撃力、引張力、発破などによる爆破力、起振機による繰り返し力など、棒状体１に入力波を発生するものなら良い。
【００１３】
＜４＞棒状体
棒状体１とは、力の伝播が放射状に広がらず、それ自体で波の伝播が反射することなく、ほぼ一定の向に伝播するような物体であり、例えば、柱状体、中空の筒状体、多数の穴を有する柱状体などがある。棒状体１の断面は、どのような形状でもよく、例えば円形、楕円形、角形、多角形などがある。また、棒状体１の材質は、力が伝播するものであれば良く、コンクリート、鋼材、プラスチック、無機材料など、また、これらが混合した物体でもよい。棒状体は、両端がリンクして接合していてもよい。その場合、後退波は存在しないが、入力波は測定することができる。
【００１４】
＜５＞振動計の較正装置
振動計の較正装置２は、図１（Ｂ）に示すように、棒状体１の測定位置ｘ０に取り付けられた正確な歪計２２と較正すべき振動計２１と、歪計２２と振動計２１の測定値を演算処理する演算処理装置２３とを備え、必要に応じて、棒状体１に力ｆを作用する入力装置２４を備えている。演算処理装置２３は、歪計２２により測定して得られた値εｍを入力波の関係式ｖＩ＝ｃ’・εＩのεＩに代入し、振動計２１により測定して得られた値ｖｍと入力波の関係式から得られた値ｖＩとから、ｖＩ／ｖｍ＝ｋにより係数ｋを求め、振動計２１の測定値に係数ｋを掛けることにより、振動計２１を較正する。演算処理装置２３は、パソコンを利用し、関係式ｖＩ＝ｃ’・εＩやｖＩ／ｖｍ＝ｋなどの演算は、プログラムを組み込むことで処理できる。
【００１５】
＜６＞歪計の較正
歪計２２の較正は、振動計２１とは逆に、振動計２１が正確で、伝播速度ｃが正確な場合に、入力波の関係式εＩ＝ｖＩ／ｃ’を演算処理して行うことができる。例えば、較正してある振動計２１がある場合、この振動計２１を利用して、較正すべき歪計２２を較正できる。歪計の較正装置は、振動計の較正装置２と構成上変わるところはなく、ただ、振動計２１が正確な測定値を得ることができればよい。
【００１６】
＜７＞伝播速度の測定
伝播速度ｃの測定は、振動計２１と歪計２２が正確な場合、入力波の関係式ｃ’＝ｖＩ／εＩを演算処理して行うことができる。例えば、まず、伝播速度ｃが既知の棒状体１と正確な歪計２２で振動計２１を較正し、次に、伝播速度が未知の棒状体１について、正確な振動計２１と正確な歪計２２で入力波を測定して、伝播速度ｃを求める。伝播速度の測定装置は、振動計の較正装置２と構成上変わるところはなく、ただ、振動計２１と歪計２２が正確な測定値を得ることができればよい。
【００１７】
以下、杭を用いた振動計の較正例を示す。
【００１８】
＜１＞杭を用いた振動計の較正
棒状体１として杭３を用いた振動計２１の較正を図２に示す。杭３に力ｆを付与すると、杭３に入力波は発生し、杭３を進行波として伝播する。入力波は、杭３の他端で反射して、後退波として杭３を伝播して戻ってくる。較正すべき振動計である±５、０００Ｇの測定可能な加速度計２１と較正された歪計２２を杭３の測定位置ｘ０に取り付ける。棒状体１の長Ｌは、波の伝播速度ｃを考慮し、進行波の第１波と、杭３の他端で最初に反射する後退波の第１波とが、測定位置ｘ０において重ならないように長くとる。
【００１９】
入力波が互いに重ならない状態の波とは、例えば、進行波と後退波とが、区別できる程度に重ならないように離れていればよい。進行波と後退波が重ならないことが望ましいが、一部重なっても、重ならない部分の波を使用することができる。進行波と後退波が重ならないようにするには、伝播速度ｃに比して棒状体１を長く取り、較正すべき振動計２１と較正された歪計２２の測定位置ｘ０で進行波が通過した後に、棒状体１の端部で反射した後退波が測定位置ｘ０が通過するようにすると良い。そのためには、棒状体の長さＬと棒状体の測定位置ｘ０との関係が重要である。全ての進行波と後退波とが重ならないようにするには、棒状体の長さＬを所定（進行波と後退波とが、区別できる程度に重ならない程度）以上に長く取り、測定位置ｘ０を棒状体の長さＬの中心付近にするとよい。又は、進行波の最初の波が後退波と重ならないようにするには、棒状体の長さＬを長く取り、測定位置ｘ０を、力ｆが作用する位置に近く、しかも、力ｆがほぼ一様になる位置にするとよい。
【００２０】
全ての進行波と後退波が重なり合わない場合、それらの進行波と後退波を図３に示す。縦軸が杭の長さ方向を示し、中央付近が測定位置ｘ０を示し、横軸が時間を示す。図３（Ａ）は歪波を示し、図３（Ｂ）は速度波を示す。なお、図３において、説明の簡素化のため、棒状体の両端の支持条件を両端自由端とし、波動伝播の減衰は省略してある。
【００２１】
＜２＞進行波と後退波
杭を伝播する進行波と後退波は、地盤工学会：杭鉛直載荷試験方法・同解説（２００２年５月）、ｐｐ．２６４−２６５に示されている。この進行波Ｆｄ（ｘ、ｔ）と後退波Ｆｕ（ｘ、ｔ）の式を以下に示す。
【００２２】
Ｆｄ（ｘ、ｔ）＝Ｚ・ｖｄ（ｘ、ｔ）    ・・・・・・・・（式１）
【００２３】
Ｆｕ（ｘ、ｔ）＝−Ｚ・ｖｕ（ｘ、ｔ）    ・・・・・・・（式２）
【００２４】
上記式の両辺をＺ＝Ａ・Ｅ／ｃで割って変形し、測定位置をｘ０とすると、進行速度波ｖｄ（ｘ０、ｔ）と、後退速度波ｖｕ（ｘ０、ｔ）が、それぞれ以下の式となる。ここで、Ｆｄ（ｘ０、ｔ）＝Ａ・Ｅ・εｄ（ｘ０、ｔ）、Ｆｕ（ｘ０、ｔ）＝Ａ・Ｅ・εｕ（ｘ０、ｔ）の関係式を使用する。
【００２５】
ｖｄ（ｘ０、ｔ）＝ｃ・εｄ（ｘ０、ｔ）    ・・・・・・（式３）
【００２６】
ｖｕ（ｘ０、ｔ）＝−ｃ・εｕ（ｘ０、ｔ）    ・・・・・（式４）
【００２７】
＜３＞入力波の関係式
進行波の式３と後退波の式４は、波が重なっていない状態を表す式であるので、どちらの式も入力波の関係式となる。そこで、式３と式４において、全ての入力波について、下記の関係式を得ることができる。なお、入力波を表わす場合、進行波と後退波の式３と式４のサフィックスｄ、ｕをサフィックスＩに変え、ｃ又は−ｃをｃ’に変える。ｃ’は入力波が進行波ではｃであり、後退波では−ｃである。
【００２８】
ｖＩ（ｘ０、ｔ）＝ｃ’・εＩ（ｘ０、ｔ）    ・・・・・（式５）
【００２９】
＜４＞測定例
杭３を用いた振動計の較正では、図２に示すように、まず、鋼管４１を地盤４に埋め込む。鋼管４１の開口部に杭３を立て込む。杭３のほぼ同一の測定位置ｘ０に較正すべき加速度計２１と較正された歪計２２を取り付ける。鋼管４１は、杭３に不要な力が作用しないように空洞４２内に保持すると共に、杭３の転倒を防止するものである。鋼管４１を地盤内に配置することは安全性や作業性のためであり、場合によっては、鋼管４１を地上に配置しても良い。また、鋼管４１の代わりに、棒を使用してもよい。棒を、例えば、円筒状の杭３の内部に配置し、棒により杭３を上下方向に自由に移動できるように保持してもよい。
【００３０】
杭３を打撃するなど、杭３に力ｆを付与する。杭３に垂直に力ｆを付与すれば、鉛直方向の加速度計２１の較正を行える。水平方向に力ｆを付与すると、横方向の加速度計２１の較正を行える。力ｆの付与は、杭３を持ち上げて落下させて、杭３の下端に力ｆを付与しても良い。杭３は、両端を吊り上げて自由端としたり、また、一端を固定したり、ピン、ローラ、ばね等で取り付けたりしてもよく、入力波が測定位置ｘ０で他の波と重ならなければ、どのように配置しても良い。但し、説明の簡素化のため、図３（Ａ）〜（Ｂ）は、両端自由端で説明してある。
【００３１】
＜５＞杭に発生した波形
図２の装置で得られた波形を図４（Ａ）、（Ｂ）に示す。図２の装置において、長さが８ｍの直杭（プレストレスコンクリート杭）を用い、測定位置は、杭頭から８００ｍｍであり、杭の断面積Ａ＝７２２．５ｃｍ２であり、杭のヤング係数Ｅ＝３．９２ＭＮ／ｃｍ２であり、伝播速度ｃ＝４，６３６ｍ／ｓである。図４（Ａ）は、較正された歪計２２で測定した波形であり、図４（Ｂ）は、較正すべき加速度計２１で測定した波形である。これらの波形は、杭３の側面が地盤などと接触していないため、側面での吸収や反射が殆ど起こらず、入力波となっている。なお、従来、地中に埋設された杭に力ｆを付与した場合、測定される波は杭全体で減衰と反射を繰り返し、多数の波が複雑に重なり合った、図８に示すような波形となり、入力波とは異なっている。
【００３２】
図４（Ａ）と図４（Ｂ）とを用いて、進行波と後退波を分解して、進行歪波ｃεｄ（ｘ０、ｔ）、進行速度波ｖｄ（ｘ０、ｔ）、及び、後退歪波ｃεｕ（ｘ０、ｔ）、後退速度波ｖｕ（ｘ０、ｔ）を求めた。これらの波形を、図４（Ｃ）〜（Ｆ）に示す。図４（Ｃ）の第１波ｃεｄ１と図４（Ｅ）の第１波ｖｄ１は、後退波の第１波、及び進行波の第２波とも重なっておらず、図４（Ａ）と図４（Ｂ）の第１波と同じであるので、入力波ＦＩ（ｘ０、ｔ）となる。このように、杭３を長く取ることにより、入力波ＦＩ（ｘ０、ｔ）を求めることができる。なお、図４には、他の波も示しており、例えば、図４（Ｄ）のｃεｕ１と図４（Ｆ）のｖｕ１は、後退波の第１波を示し、図４（Ｄ）のｃεｕ２と図４（Ｆ）のｖｕ２は、第２波を示す。図４には、第３波以降の波も示してある。
【００３３】
＜６＞加速度計の較正
較正された歪計２２で測定した図４（Ａ）の第１波ｃ・εｍ１（ｘ０、ｔ）＝ｃ・εｄ１（ｘ０、ｔ）を図５（Ａ）に示す。振動計２１の加速度計で測定し、加速度を積分して速度として求めた図４（Ｂ）の第１波ｖｍ１（ｘ０、ｔ）＝ｖｄ１（ｘ０、ｔ）を図５（Ｂ）に示す。これら第１波は、後退波などの他の波と重なり合っていないので、いずれも入力波の測定値として利用できる。よって、振動計２１と較正された歪計２２の測定値の間の入力波の関係式ｖＩ（ｘ０、ｔ）＝ｃ’・εＩ（ｘ０、ｔ）のｃ’・εＩ（ｘ０、ｔ）に図４（Ａ）の第１波の値ｃ・εｄ１（ｘ０、ｔ）を代入して、速度ｖＩ（ｘ０、ｔ）を算出する。この算出した速度ｖＩ（ｘ０、ｔ）と加速度計で測定し、積分して求めた図４（Ｂ）の第１波ｖｄ１（ｘ０、ｔ）を比較し、加速度計を較正する。
【００３４】
較正方法の一例として、第１波のピーク値を求める。図４（Ａ）の第１波ｃ・εｄ１のピーク値は、１．０７４０９ｃｍ／ｓｅｃであり、この値は、速度ｖＩである。また、図４（Ｂ）の第１波ｖｄ１のピーク値は、１．０８５１２ｃｍ／ｓｅｃであり、加速度計の測定値を積分して求めた測定値（ｖｍ）である。これらの比を取ると、ｖＩ／ｖｍ＝ｋ＝０．９８９８４となり、ほぼ１である。加速度計の測定値が歪計の測定値と殆ど同じであるので、加速度計は、正確な値を測定していることになる。
【００３５】
＜７＞歪計と振動計の測定値のスペクトル
較正された歪計の測定値の第１波ｃ・εｄ１をフーリエ変換したスペクトルを図６（Ａ）に示す。加速度計の測定値から求めた第１波ｖｄ１をフーリエ変換したスペクトルを図６（Ｂ）に示す。これらスペクトルの比ｃ・εｄ１／ｖｄ１を取ると、図７のグラフが得られる。図７では、殆どの周波数において、スペクトルの比が１であることを示している。即ち、加速度計の測定値が、殆どの周波数においても、較正された歪計の測定値と殆ど同じであることを示している。図６〜図７のＦの記号において、Ｆ［ｇ（ｔ）］はｇ（ｔ）のフーリエ変換を意味する記号である。
【００３６】
以上のように、加速度計の測定値が較正された歪計の測定値と殆ど同じであることから、本実施例で使用した加速度計と歪計は、正確な測定器であることが知れると共に、本発明の較正装置や較正方法が正しいことを示している。
【００３７】
なお、上記実施例では、棒状体１を例に取ったが、入力波について、振動計２１と歪計２２の測定位置ｘ０で関係式ｖＩ（ｘ０、ｔ）＝ｃ’・εＩ（ｘ０、ｔ）が成立するような物体であれば、どのような形状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】振動計較正装置の原理図
【図２】杭を用いた振動計較正装置の説明図
【図３】進行波と後退波が重なり合わない場合の模式図
【図４】歪計と振動計で測定した測定波、その進行波、その後退波の波形図
【図５】歪計と加速度計の測定値の第１波の波形図
【図６】図５の波形をフーリエ変換した図形
【図７】歪計と振動計の測定値の各スペクトルの比の図
【図８】地中に埋設された杭に発生した波を測定した波形の図
【符号の説明】
【００３９】
１・・・棒状体
１１・・棒状体端部
２・・・振動計の較正装置
２１・・振動計
２２・・歪計
２３・・演算処理装置
２４・・入力装置
３・・・杭
３１・・杭頭
４・・・地盤
４１・・鋼管
４２・・空洞
【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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