(57)【要約】【課題】共振型振動検知センサの出力及び静電容量を効率よく測定できる装置及び測定方法を提供する。【解決手段】加振手段１１、共振型の振動検知センサ５０の出力を測る手段１２、センサ５０の静電容量を測る手段１３、手段１２とセンサ５０の間、且つ手段１３とセンサ５０の間で、センサ５０が手段１２及び手段１３のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う手段１４、加速度センサ１５、センサ５０と手段１４を接続する配線１６、手段１４と手段１２を接続する配線１７、手段１４と手段１３を接続する配線１８、加速度センサ１５と手段１２を接続する配線１９、を備え、配線１６の一方１６１の一端１６１ａはセンサ５０の信号端子５０１と接続され、配線１６の他方１６２の一端１６２ａはセンサ５０のグランド５０２と接続され、且つセンサ５０のグランドと加速度センサ１５のグランドとは絶縁された装置及び測定方法。【選択図】図１
2009204538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を備える共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサ特性測定装置であって、
振動検知センサに検査振動を加振する加振手段、
上記振動検知センサからのセンサ出力を測定する出力測定手段、
上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定手段、
上記出力測定手段と上記振動検知センサとの間、且つ上記静電容量測定手段と該振動検知センサとの間、に配置されて上記振動検知センサが上記出力測定手段及び上記静電容量測定手段のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う切替手段、
上記振動検知センサと共に上記加振手段によって加振され、該加振された際の上記検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力する加速度センサ、
上記振動検知センサと上記切替手段とを接続する一対の第１の配線、
上記切替手段と上記出力測定手段とを接続する一対の第２の配線、
上記切替手段と上記静電容量測定手段とを接続する一対の第３の配線、及び、
上記加速度センサと上記出力測定手段とを接続する一対の第４の配線、を備え、
上記振動検知センサが測定可能な状態に配置された場合に、上記第１の配線の一方の配線の一端は該振動検知センサの信号端子と接続されることとなり、該第１の配線の他方の配線の一端は上記振動検知センサのグランドと接続されることとなり、且つ該振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは絶縁されることを特徴とする振動検知センサ特性測定装置。
【請求項２】
上記出力測定手段は、上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて、上記振動検知センサのセンサ出力を、上記検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段を備える請求項１に記載の振動検知センサ特性測定装置。
【請求項３】
上記振動検知センサ及び上記加速度センサを共に固定する固定治具を備え、
上記振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは、上記固定治具内で絶縁されている請求項１又は２に記載の振動検知センサ特性測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を測定する出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。
【請求項５】
請求項２に記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて上記補正手段により補正して測定する上記出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電素子を備える振動検知センサの特性測定装置及び特性測定方法に関する。更に詳しくは、圧電素子を備える共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサの特性測定装置及び特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を備える振動検知センサには、目的及び構造等によりいくつか種類が知られている。なかでも、共振型の振動検知センサは、検知目的の周波数帯域で共振する振動体（圧電素子と金属薄板とを貼り合わせた振動体）を備える振動検知センサであり、検知目的とする周波数帯域の振動を選択的に検知できるセンサである。この振動検知センサは、例えば、内燃機関のノッキングセンサとして用いられる。
【０００３】
また、各種システム内の制御系において一つの部品として振動検知センサを使用する場合、加振された振動に対応したセンサ出力が得られるという本来の機能に加えて、振動検知センサ自体の固有特性も正確にコントロールされていることが求められる。即ち、例えば、適正な静電容量値などが求められることとなる。このため、各種部品を組み上げて完成品となった振動検知センサの特性を個々に最終検査し、要求特性を満たしているか否かを判別する必要がある。特にノッキングセンサ等の量産品はこの検査を多量且つ効率的に行うことが求められている。
上記の圧電素子を備える共振型の振動検知センサとしては下記特許文献１が知られており、また、振動検知センサの検査方法としては下記特許文献２が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６９２７０号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１は、圧電素子を備える共振型の振動検知センサについての構造等については開示されているものの、これらの共振型の振動検知センサのセンサ特性を検査する方法やそのための装置についてはなんら開示がない。また、上記特許文献２は、センサ出力の測定方法については記載があるものの、静電容量の測定については検討されていない。
本発明は上記従来の技術に鑑みてなされたものであり、圧電素子を備える共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を効率よく測定できる振動検知センサ特性測定装置及びこれを用いた特性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これまで発明者らは、別々の装置を用いて連続しない異なる工程で振動検知センサのセンサ出力及び静電容量の測定を行っている。即ち、図９（装置接続概要図）及び図１０（測定フロー図）に示すように、振動検知センサ５０がアースされていない状態で、振動検知センサ５０の静電容量を静電容量測定手段１３を用いて測定する。その後、静電容量を測定するための治具から振動検知センサ５０を取り外すと共に、センサ出力を測定するための治具であって、振動検知センサ５０と加速度センサ１５（加速度センサ用アンプ１５３を併用）とで共用されたグランド（図９の１９５）を有する治具に振動検知センサ５０を取り付ける。次いで、振動検知センサ５０から出力されるセンサ出力を出力測定手段１２を用いて測定する。
【０００７】
このような手順で別装置及び別工程を用いて上記各特性を測定するのは、センサ出力の測定条件と静電容量の測定条件とが相反するためである。即ち、振動検知センサはエンジンブロック等の組み付け対象物をグランドとして利用することを想定して設計され、センサ出力はグランドへアースした状態で測定される。対して、静電容量は測定対象を流れる電流がグランドへアースされると、測定電流がグランドへ流れるために測定できない。このようにセンサ出力と静電容量とは背反する測定条件を要する。
【０００８】
センサ出力は、単に検知目的の周波数帯域で出力が得られるだけでなく、検知目的である振動の加速度に応じた出力が得られるものであることが好ましい。この場合、振動検知センサのセンサ出力測定では、予め特性が保証された加速度センサ（ピックアップセンサ）を振動検知センサと一体的に加振し、加振された検査振動の加速度を加速度センサによって測定し、得られた振動検知センサからのセンサ出力をピックアップ出力を用いて補正し、加速度の大きさに応じた適正なセンサ出力であるかを判定できることが必要となる。
【０００９】
このようなことから、振動検知センサ及び加速度センサの両者が共通のグランドへアースされた測定装置では、センサ出力は測定できても、静電容量を測定することができない。このため、本発明者らは、本願に先駆けて、図８（装置接続概略図）に示すような測定装置１０ｓを案出した。その装置は、前記図９で示した各手段等が、２つの切替手段１４１及び１４２を用いて接続されており、センサ出力及び静電容量を測定できる装置である。この装置１０ｓでは、２つの切替手段１４１及び１４２を用いることで１つの装置で連続してセンサ出力及び静電容量を測定できる。しかし、この装置１０ｓでは、振動検知センサ５０及び加速度センサ１５に共用されたグランドとして用いるグランド用配線１９５がノイズを拾い易く（グランド用配線にノイズが混入し易く）センサ出力が変動し、加振しない状態においてもセンサ出力を生じているかのような挙動が認められたりするという問題があった。
【００１０】
そして、本発明者らは、上記装置に更なる改良を加えて検討を重ねた結果、本発明（図１等に例示）に示す構成の装置１０ａ及びこれに伴う測定方法を見出した。この装置１０ａでは、センサ出力及び静電容量を１つの装置で測定できると共に上記ノイズによる問題を生じず、センサ出力と静電容量とを連続的に効率よく測定できることを知見し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明は以下のとおりである。
（１）圧電素子を有する共振型の振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサ特性測定装置であって、
振動検知センサに検査振動を加振する加振手段、
上記振動検知センサからのセンサ出力を測定する出力測定手段、
上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定手段、
上記出力測定手段と上記振動検知センサとの間、且つ上記静電容量測定手段と該振動検知センサとの間、に配置されて上記振動検知センサが上記出力測定手段及び上記静電容量測定手段のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う切替手段、
上記振動検知センサと共に上記加振手段によって加振され、該加振された際の上記検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力する加速度センサ、
上記振動検知センサと上記切替手段とを接続する一対の第１の配線、
上記切替手段と上記出力測定手段とを接続する一対の第２の配線、
上記切替手段と上記静電容量測定手段とを接続する一対の第３の配線、及び、
上記加速度センサと上記出力測定手段とを接続する一対の第４の配線、を備え、
上記振動検知センサが測定可能な状態に配置された場合に、上記第１の配線の一方の配線の一端は該振動検知センサの信号端子と接続されることとなり、該第１の配線の他方の配線の一端は上記振動検知センサのグランドと接続されることとなり、且つ該振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは絶縁されることを特徴とする振動検知センサ特性測定装置。
（２）上記出力測定手段は、上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて、上記振動検知センサのセンサ出力を、上記検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段を備える上記（１）に記載の振動検知センサ特性測定装置。
（３）上記振動検知センサ及び上記加速度センサを共に固定する固定治具を備え、
上記振動検知センサのグランドと上記加速度センサのグランドとは、上記固定治具内で絶縁されている上記（１）又は（２）に記載の振動検知センサ特性測定装置。
（４）上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を測定する出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。
（５）上記（２）に記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて上記補正手段により補正して測定する上記出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする振動検知センサの特性測定方法。
【発明の効果】
【００１２】
上記（１）の振動検知センサの特性測定装置によれば、１つの装置でありながら、前記ノイズによる問題を生じず、振動検知センサのセンサ出力と静電容量とを連続して測定できる。特に、特性測定装置の治具に振動検知センサをセットした後は、この治具から振動検知センサを取り外すことなく、センサ出力と静電容量とを連続して効率よく測定できる。
上記（２）の振動検知センサの特性測定装置であって、出力測定手段が、ピックアップ出力に基づいてセンサ出力を検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段を備える場合は、加速度に対応してセンサ出力が変化する振動検知センサについても検査を行うことができる。
上記（３）の振動検知センサの特性測定装置であって、振動検知センサ及び加速度センサを共に固定する固定治具を備え、振動検知センサのグランドと加速度センサのグランドとが、固定治具内で絶縁されている場合は、特に簡便な装置及び操作でセンサ出力及び静電容量の両特性を効率よく測定できる。
上記（４）の振動検知センサの特性測定方法によれば、前記ノイズによる問題を生じず、振動検知センサのセンサ出力と静電容量とを連続して測定できる。特に、特性測定装置の治具に振動検知センサをセットした後は、この治具から振動検知センサを取り外すことなく、センサ出力と静電容量とを連続して効率よく測定できる。
上記（５）の振動検知センサの特性測定方法によれば、加速度に対応してセンサ出力が変化する振動検知センサのセンサ出力及び静電容量を１つの装置で測定できると共に前記ノイズによる問題を生じず、センサ出力と静電容量とを連続して測定できる。特に、特性測定装置の治具に振動検知センサをセットした後は、この治具から振動検知センサを取り外すことなく、センサ出力と静電容量とを連続して効率よく測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について図１〜７を参照して説明する。
［１］振動検知センサ特性測定装置
振動検知センサ特性測定装置１０ａ〜１０ｄ（図１〜３及び図５参照）は、圧電素子５１１を備える共振型の振動検知センサ５０（図７参照）のセンサ出力及び静電容量を測定する振動検知センサ特性測定装置であって、
振動検知センサ５０に検査振動を加振する加振手段１１、
上記振動検知センサ５０からのセンサ出力を測定する出力測定手段１２、
上記振動検知センサ５０の静電容量を測定する静電容量測定手段１３、
上記出力測定手段１２と上記振動検知センサ５０との間、且つ上記静電容量測定手段１３と該振動検知センサ５０との間、に配置されて上記振動検知センサ５０が上記出力測定手段１２及び上記静電容量測定手段１３のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う切替手段１４、
上記振動検知センサ５０と共に上記加振手段１１によって加振され、該加振された際の上記検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力する加速度センサ１５、
上記振動検知センサ５０と上記切替手段１４とを接続する一対の第１の配線１６、
上記切替手段１４と上記出力測定手段１２とを接続する一対の第２の配線１７、
上記切替手段１４と上記静電容量測定手段１３とを接続する一対の第３の配線１８、及び、
上記加速度センサ１５と上記出力測定手段１２とを接続する一対の第４の配線１９、を備え、
上記振動検知センサ５０が測定可能な状態に配置された場合に、上記第１の配線１６の一方の配線１６１の一端１６１ａは該振動検知センサ５０の信号端子５０１と接続されることとなり、該第１の配線１６の他方の配線１６２の一端１６２ａは上記振動検知センサ５０のグランド５０２と接続されることとなり、且つ該振動検知センサ５０のグランド５０２と上記加速度センサ１５のグランド１５２とは絶縁されることを特徴とする。
【００１４】
上記「加振手段（１１）」は、振動検知センサ５０に検査振動を加振する手段である。この加振手段は、複数の周波数に対する振動検知センサ５０のセンサ出力を測定（分析）することを目的に、加振する振動の周波数及び加速度を変化させることができるものであることが好ましい。加振手段１１の制御方法は限定されず、加振の開始及び終了を人的にコントロールしてもよく、電気的に制御してもよい。電気的に制御する場合、出力測定手段１２等の各種手段に行わせてもよく（図３及び図４参照）、統合的な制御手段３０（図５及び図６参照）を利用して制御手段３０に行わせてもよい。いずれにしても各種手段により指示信号を形成し、この指示信号を加振手段１１に送信することにより制御する。
【００１５】
上記「出力測定手段（１２）」は、振動検知センサ５０からのセンサ出力を測定する手段である。この出力測定手段１２の構成及び特性等は特に限定されず、オシロスコープ等を用いることもできるが、振動検知センサからのセンサ出力を周波数分析し、各振動周波数におけるセンサ出力の有無及びその大きさを出力できる手段であることが好ましい。従って、この出力測定手段１２としては、高速フーリエ変換機能をする機器であることが好ましく、高速フーリエ変換器（以下、単に「ＦＦＴ」ともいう）が好ましい。
【００１６】
この出力測定手段１２は、入出力機能、演算機能（ＣＰＵ）及びメモリ機能等を有することで、出力測定手段１２に加振手段１１の作動指示を与えることができる（図３及び図４参照）。
更に、この出力測定手段１２は、加速度センサ１５のピックアップ出力に基づいて、振動検知センサ５０のセンサ出力を、検査振動の加速度に応じた値に補正する補正手段１２１（図２、図３及び図５参照）を備えることが好ましい。これにより、加振手段１１による振動の加速度に応じた正確なセンサ出力が得られているか否かを判断することができる。
【００１７】
上記「静電容量測定手段（１３）」は、振動検知センサ５０の静電容量を測定する手段である。この静電容量測定手段１３は、振動検知センサ５０に接続されて、振動検知センサ５０全体の静電容量を測定（算出）することができればよい。また、交流電源により静電容量を測定でき、その周波数特性を測定できるものであることが好ましい。従って、交流電流供給機能、電圧測定機能及び位相測定機能を備えるものであることが好ましく、例えば、ＬＣＲメーター、インピーダンスアナライザ及びネットワークアナライザ等を用いることができる。
【００１８】
上記「切替手段（１４）」は、出力測定手段１２と振動検知センサ５０との間、且つ静電容量測定手段１３と振動検知センサ５０との間、に配置されて振動検知センサ５０が出力測定手段１２及び静電容量測定手段１３のうちの一方のみと接続されるように切り替えを行う手段である。この切替手段１４の構成及び特性等は特に限定されず、この切替手段１４としてはリレー及びスイッチ等が挙げられる。リレー及び電気式スイッチ等は電気的に制御でき、手動式スイッチ等は人的に制御できる。これらのうちではリレーが好ましい。リレーの制御方法は特に限定されず、出力測定手段１２等の各種手段に行わせてもよく、統合的な制御手段３０を利用して制御手段３０に行わせてもよい（図３〜図６参照）。いずれにしても各種手段により指示信号を形成し、この指示信号を切替手段１４に送信することにより制御する。
【００１９】
上記「加速度センサ（１５）」は、振動検知センサ５０と共に加振手段によって加振され、加振された際の検査振動の加速度に応じたピックアップ出力を出力するセンサである。この加速度センサ１５には、通常、加速度センサ用アンプ１５３（図２、図３及び図５参照）が併用される。加速度センサ１５は、電荷出力型であってもよく、電圧出力型であってもよい。このうち、電荷出力型はセンサ出力を電荷により行い、加速度センサ用アンプ１５３として電荷電圧変換アンプ１５３を介して電圧データに変換して出力される。一方、電圧出力型はセンサ出力を直接的に電圧により行い、電圧データが直接出力されるが、通常、定電流を加速度センサに供給する加速度センサ用アンプ１５３として定電流供給アンプ１５３を併用する。
これらのうちでは前者、即ち、電荷出力型加速度センサ１５及び電荷電圧変換アンプ１５３を備える加速度検知手段であることが好ましい。尚、上記加速度センサ用アンプ１５３を用いる場合、アンプは加速度センサ１５と出力測定手段１２との間に配設される（図２、図３及び図５参照）。
【００２０】
上記「第１の配線（１６）」、上記「第２の配線（１７）」、上記「第３の配線（１８）」、及び、上記「第４の配線（１９）」は（図１〜３及び図５参照）、各々少なくとも一対の配線を有するが、各々３本以上が１組となった組配線であってもよい。また、各配線は、一対の各々独立した形態の配線（単線）であってもよく、ツインケーブル等のような撚り配線であってもよく、同軸ケーブルなどのような１本のケーブル内に複数の導体が配設された形態の同軸配線であってもよい。更に、各配線は各々、各手段等を直接接続していてもよく、フィルタ等の適宜必要な回路素子を介して間接的に接続していてもよい。
【００２１】
更に、振動検知センサ特性測定装置１０ａ〜１０ｄは、振動検知センサ５０が測定可能な状態に配置された場合に、下記〈１〉−〈３〉の条件を併せて有する（図１〜３及び図５参照）。即ち、
〈１〉第１の配線１６の一方の配線１６１の一端１６１ａは振動検知センサ５０の信号端子５０１と接続される。この信号端子５０１は、振動検知センサ５０においてセンサ出力が出力される側の端子であり、後述する図７のノッキングセンサ（振動検知センサ）においては端子５２と接続されることを意味する。
〈２〉第１の配線１６の他方の配線１６２の一端１６２ａは振動検知センサ５０のグランド５０２と接続される。このグランド５０２は、後述する図７のノッキングセンサ（振動検知センサ）においてはケーシング５４と電気的に接続されることを意味する。
〈３〉振動検知センサ５０のグランド５０２と加速度センサ１５のグランド１５２とは絶縁される（換言すれば、両グランド５０２，１５２とが各々独立して設けられる）。
【００２２】
本発明の振動検知センサ特性測定装置は、上記各手段及びセンサ以外に、他の手段及び設備等の他部を備えることができる。他部としては、振動検知センサ５０を固定する固定治具２１（図２、図３及び図５）が挙げられる。固定治具２１は、振動検知センサ５０のみを固定するものであってもよいが、加速度センサ１５を振動検知センサ５０と共に固定する治具であることが好ましい。更に、振動検知センサ５０のグランド５０２と加速度センサ１５のグランド１５２とは、固定治具２１内で絶縁されていることがより好ましい。
また、この固定治具２１は、振動検知センサ５０と加速度センサ１５とを共に（一体的に）固定でき且つ加振方向に対して上下方向の同軸に（検査振動の加振方向に対して両センサの重心が同軸上に配置して）固定できるものであることが好ましい。これにより、より正確なセンサ出力の補正を行うことができる。
【００２３】
更に、本発明の振動検知センサ特性測定装置は、その他、装置全体を統合的に制御できる制御手段３０（図３及び図５）を備えることができる。制御手段３０は、入出力部（Ｉ／Ｏ）３１、ＣＰＵ３２、及びメモリ３３等を備えることができる。この構成において、入出力部３１は、各種手段等からのデータ入力及び制御手段からのデータ出力がなされる部位である。入出力部へインプットとしては、静電容量測定手段１３から静電容量のデータ、出力測定手段１２からセンサ出力のデータ、加速度センサ１５からの加速度データ等が挙げられる。入出力部からのアウトプットとしては、切替手段１４へ切り替え指示信号、加振手段１１を作動させるための指示信号等が挙げられる。
【００２４】
ＣＰＵ３２はメモリ３３に記録されたプログラムを実行できるものである。このプログラムとしては、例えば、演算プログラム（例えば、ピックアップ出力を用いたセンサ出力の補正を行うプラグラム等）、比較プログラム（例えば、出力測定装置１２から入力されたセンサ出力等の取得値を予め規定された閾値と比較するプログラム等）、信号出力プログラム（例えば、上記比較プログラムにおいて閾値より高い又は低い値が得られた場合に信号出力を行うプラグラム等）が挙げられる。
メモリ３３はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、各手段で測定された測定値や、予め設定された閾値や、ＣＰＵ３２の処理過程で生成される各種データや、各種プログラム等を記録できる。
【００２５】
更に、本発明の振動検知センサ特性測定装置は、各振動検知センサ５０のロット番号及び製品番号等の映像を取得するための映像取得手段を備えることができる。この映像取得手段に加えて、前述の統合的な制御手段３０を備える場合には、映像取得手段で取得された映像を制御手段３０へ送信し、制御手段３０においてロット番号及び製品番号等を抽出・記録できる。更に、各ロット番号及び製品番号の振動検知センサ５０に対応した静電容量データ及びセンサ出力データを関連付けて制御手段３０で記憶・活用できる。
【００２６】
［２］振動検知センサの特性測定方法
〈１〉前記（４）の振動検知センサの特性測定方法（図４及び６参照）
前記（４）の振動検知センサの特性測定方法は、本発明の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を測定する出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする。
【００２７】
即ち、上記（４）の方法は、〈静電容量測定工程〉と〈出力測定工程〉と〈切替工程〉とを備える。これらの工程のうち、〈静電容量測定工程〉は〈出力測定工程〉よりも前に行ってもよく、〈出力測定工程〉よりも後に行ってもよい。また、各工程は、上記組合せを１回のサイクルとした場合、通常、１つの振動検知センサに対して上記サイクルを１回行うが、１つの振動検知センサに対して２回以上行うこともできる。２回以上を行う場合には、測定値のばらつきを調べたり、各測定値の平均値を測定したりすることができる。
【００２８】
また、複数の振動検知センサを連続的に測定するに際しては、第１の振動検知センサについての上記サイクルを少なくとも１回終えた後は、振動検知センサを入れ替え、第２の振動検知センサに対して、同様のサイクルを行う。
尚、複数の振動検知センサを連続的に測定するに際しては、〈出力測定工程、切替工程、静電容量測定工程〉、〈静電容量測定工程、切替工程、出力容量測定工程〉、〈出力測定工程、切替工程、静電容量測定工程〉、…の順で行うこともできる。この場合は、切替工程の工程数を減らすことができる。
【００２９】
〈２〉前記（５）の振動検知センサの特性測定方法
前記（５）の振動検知センサの特性測定方法は、前記（２）に記載の振動検知センサ特性測定装置を用いた振動検知センサの特性測定方法であって、
上記静電容量測定手段を用いて、上記振動検知センサの静電容量を測定する静電容量測定工程と、
上記出力測定手段を用いて、上記検査振動が加振された際の上記振動検知センサのセンサ出力を上記加速度センサのピックアップ出力に基づいて上記補正手段により補正して測定する上記出力測定工程と、
上記切替手段を用いて、上記振動検知センサに接続された上記出力測定手段又は上記静電容量測定手段を他方に切り替える切替工程と、を備え、
上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちのいずれか一方の工程を行った後、上記切替工程を行い、次いで、上記静電容量測定工程及び上記出力測定工程のうちの他方の工程を行うことを特徴とする。
【００３０】
上記（５）の方法は、上記（４）の方法に対して、〈出力測定工程〉において上記「補正」を行う点において異なるが、〈静電容量測定工程〉と〈出力測定工程〉と〈切替工程〉とを備えることにおいては同じである。従って、上記（４）の方法における各工程の順序は、上記（５）の方法においてもそのまま適用できる。
【００３１】
尚、上記（５）の方法では、前述のように出力測定手段が補正手段を有しているために、上記補正は出力測定工程で行われるが、前述のように、統合的な制御手段３０等を有する振動検知センサの特性測定装置を用いる場合には、各工程とは独立して制御手段３０として使用するＰＣ等においてバックグランド処理で補正を行うことができる。
【００３２】
［３］共振型の振動検知センサ
本発明の特性測定装置及び特性測定方法において用いられることとなる圧電素子を備える共振型の振動検知センサを、以下に図７を用いて説明する。
図７は、圧電素子５１１を備える共振型の振動検知センサ５０の一例であるノッキングセンサの一部断面図である。ノッキングセンサは、自動車のエンジンブロック等に配設してエンジンのノッキングを検知する目的で利用され、また、そのための構造を有する。この振動検知センサ（ノッキングセンサ）５０は、振動体５１、端子５２、端子ホルダ５３、ケーシング５４及びカバー部材５５を備える。
【００３３】
振動体５１は、中央部に第１貫通孔を有する円板状をなす金属薄板５１２と、中央部に第１貫通孔より大径の貫通孔を有する円板状をなし、表裏面に一対の電極が形成された圧電素子５１１とを備え、第１貫通孔の中心軸と第２貫通孔の中心軸とが一致するように、金属薄板５１２と圧電素子５１１とを積層・接着した構成を有する。圧電素子５１１を構成する一対の電極のうちの一方の電極は、後述するように、振動検知センサ５０がエンジンブロックに配設された際には、ケーシング５４を介してエンジンブロックにアースされ、他方の電極は、端子５２を介して振動検知センサ５０の外部へ接続される。
【００３４】
端子５２は、略Ｌ字形状に成形された帯状金属板からなる導体であり、樹脂製の端子ホルダ５３と射出成形により一体化されている。一方、端子ホルダ５３は、開口部５３１を有し、中央部が上方に膨出した逆皿状に形成された円形平面形状をなし、端子５２と共に振動検知素子５１を上方から覆うように配置される。端子５２は、端子ホルダ５３内に配置されると共に、その一端側はカバー部材５５のコネクタ部５５１内に位置するよう端子ホルダ５３内から突出され、他端側は開口部５３１内に位置するよう端子ホルダ５３内から突出される。そして、端子５２の他端は結線用ワイヤ５６の一端と電気的に接続される。結線用ワイヤ５６の他端は振動体５１の上側に位置する圧電素子５１１の一方の電極（上方側の電極）と接合されると共に電気的に接続される。
【００３５】
ケーシング５４は、上方に振動体５１を内部に収容する収容部５４１を有すると共に、下方にエンジンブロックと螺合するためのねじ部５４７が形成された取付部５４２を有する。また、収容部５４１の内底中央には取付部５４２内に進入するねじ孔を有する。
そして、振動体５１は、その貫通孔（圧電素子５１１及び金属薄板５１２のそれぞれ形成された貫通孔）に挿通されたねじ部材５４３を上記ねじ孔にねじ込み、ワッシャ５４４及びナット５４５等を利用して、収容部５４１の内底から離間された所定高さ位置に固定して収容される。尚、振動体５１を構成する圧電素子５１１の他方の電極（下方側の電極）は、金属薄板５１２、上記ワッシャ５４４、ナット５４５及びねじ部材５４７並びに取付部５４２を介してエンジンブロックと電気的に接続されてアースされる。
【００３６】
カバー部材５５は、コネクタを有する樹脂成形体であり、端子ホルダ５３を上方から覆うように配置されると共に、Ｏリング等のシール部材５７を介してケーシング５４内で支持される。ケーシング５４の上外縁部５４６は内側にかしめられて、カバー部材５５の上表面を抑え込むことにより、ケーシング５４、振動体５１、端子５２、端子ホルダ５３及びカバー部材５５が一体化されてかしめ結合される。
【００３７】
この振動検知センサ５０は、取付部５４２の外表面に形成されたねじ部５４７をエンジンブロックに螺刻された取付孔に螺合して、エンジンでノッキングを発生した場合には、振動体５１が振動を受け、それにより振動体５１を構成する圧電素子５１１が歪んで電荷を発生し、この電荷が電気信号として端子５２から振動検知センサ５０の外へと出力される。
尚、上記端子５２は本装置では前述の信号端子５０１と接続され、ケーシング５４は本装置では前述のグランド５０２と接続されることとなる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を更に具体的に説明する。
［第１の実施形態］
［１］振動検知センサの特性測定装置
本発明の第１の実施形態について、図３、図４及び図７を参照して説明する。
本実施形態に係る振動検知センサの振動検知センサ特性測定装置１０ｃは、共振型のノッキングセンサ５０の静電容量とセンサ出力との２つの特性を測定するための装置である。また、振動検知センサ特性測定装置１０ｃは、加振手段１１、出力測定手段（ＦＦＴ）１２、補正手段１２１、静電容量測定手段（ＬＣＲメーター）１３、切替手段（リレー）１４、加速度センサ用アンプ（電荷電圧変換アンプ）１５３、固定治具２１及び制御手段３０を備えてなる。
【００３９】
（１）振動検知センサ、加速度センサ及び固定治具
振動検知センサ５０として、図７に示す構造（即ち、前記［３］に述べた）のノッキングセンサを用いた。加速度センサ１５としては、電荷出力型の加速度センサを用いた。この加速度センサ１５は、加速度センサ用アンプ１５３として電荷電圧変換アンプ１５３を併用した。
【００４０】
また、振動検知センサ５０と加速度センサ１５とを一体に保持するために固定治具２１を用いた。固定治具２１は、上段２１１及び下段２１３を有し、上段２１１と下段２１３とで絶縁された構造を有する金属製治具である。そして、上段２１１に振動検知センサ５０を固定するねじ孔を有し、振動検知センサ５０をエンジンブロックに取り付けるのと同様に、振動検知センサ５０の取付部５４２に設けられたねじ部５４７を固定治具２１のねじ孔に螺合することで、振動検知センサ５０が固定治具２１に固定される。一方、加速度センサ１５は、固定治具２１の下段２１３に対応する形状に形成された収容部を有し、その収容部内に接合して固定される。
また、この固定治具２１内において、上段２１１と下段２１３とが樹脂製の絶縁プレート２１２を介して絶縁しており、これにより上段２１１に固定される振動検知センサ５０と下段２１３に固定される加速度センサ１５とは絶縁され、従って、振動検知センサのグランド端子５０２と、加速度センサのグランウンド端子１５２とは絶縁されている。
更に、振動検知センサ５０と加速度センサ１５とは、固定治具２１によって一体的に固定され、更に、加振方向に対して上下方向の同軸に（検査振動の加振方向に対して両センサの重心が同軸上に配置される）固定されている。
【００４１】
上記振動検知センサ５０は、第１の配線１６によりリレー（切替手段）１４と接続されている。第１の配線１６の一方の配線１６１の一端（振動検知センサ側の端）１６１ａは、振動検知センサ５０のコネクタ部５５１とコネクタ接続されて端子５２（即ち、信号端子５０１）と接続される。一方、第１の配線１６のうちの他方の配線１６２の一端１６２ａは、固定治具２１に固着された接続部に接続され、固定治具２１を介して取付部５４２へ接続される。尚、第１の配線１６の各他端はリレー１４へ接続されている。
【００４２】
上記加速度センサ１５は、同軸ケーブルからなる一対の第４の配線１９と接続される。第４の配線１９の一方の配線１９１は、加速度センサ１５のグランド１５２と接続され、第４の配線１９の他方の配線１９２は、加速度センサ１５内の信号端子１５１と接続される。第４の配線１９の各他端は、上記電荷電圧変換アンプ１５３を介してＦＦＴ（出力測定手段）１２に接続されている。
【００４３】
（２）加振手段１１
加振手段１１として、加振する振動の周波数及び加速度を所定範囲で走査できる加振器１１を用いた。加振器１１は、予めプログラミングされた各周波数及び各加速度で稼働されて、振動検知センサ５０及び加速度センサ１５に対して加振する。
また、加振器１１は、図３に示すように、下記出力測定手段（ＦＦＴ）１２により制御される。
【００４４】
（３）出力測定手段１２
出力測定手段１２として、高速フーリエ変換器（単に「ＦＦＴ」ともいう）１２を用いた。このＦＦＴ１２は、補正手段１２１を備え、加振器１１へと信号出力を行うことができるように接続され、且つ加速度センサ１５と加速度センサ用アンプ（電荷電圧変換アンプ）１５３を介して、同軸ケーブルからなる第４の配線１９により接続されている。
更に、第４の配線１９による加速度センサ１５との接続にあっては、第４の配線１９の一方の配線１９１と加速度センサ１５の信号端子１５１とが接続され、且つ第４の配線１９の他方の配線１９２と加速度センサ１５のグランド１５２とが接続されている。
上記補正手段１２１は、加速度センサ１５のピックアップ出力を受信して、このピックアップ出力に基づいて、ＦＦＴ１２で受信されたノッキングセンサ５０のセンサ出力を、検査振動の加速度に応じた値に補正して出力する。
更に、ＦＦＴ１２は、リレー（切替手段）１４と、第２の配線１７で接続されている。
また、ＦＦＴ１２は、制御手段３０へセンサ出力データを出力できるように接続されている。
【００４５】
（４）静電容量測定手段１３
静電容量測定手段１３として、ＬＣＲメーター１３を用いた。ＬＣＲメーターは、リレー（切替手段）１４と、第３の配線１８で接続されている。更に、ＬＣＲメーター１３は、制御手段３０へ静電容量データを出力できるように接続されている。
【００４６】
（５）切替手段１４
切替手段１４はとして、入力接点を２点、出力接点を４点、有するリレー１４を用いた。更に、２点の入力接点は、振動検知センサ５０と前述（１）に示したように第１の配線１６により接続される。更に、上記出力接点４点のうちの２点は、上記ＬＣＲメーター１３と接続され、上記出力接点４点のうちの残りの２点は、上記ＦＦＴ１２と接続されている。
そして、リレー１４の切り替え動作は、２点の入力接点と２点の出力接点とを接続するように切り替えられる。即ち、振動検知センサ５０とＬＣＲメーター１３とが接続され、振動検知センサ５０とＦＦＴ１２とは接続されない第１の状態と、振動検知センサ５０とＬＣＲメーター１３とが接続されず、振動検知センサ５０とＦＦＴ１２とが接続される第２の状態と、のいずれかに切り替えられる。更に、この切り替え動作は、制御手段３０により行われる。
【００４７】
（６）制御手段３０
制御手段３０として、入出力部（Ｉ／Ｏ）３１と、ＣＰＵ３２と、メモリ３３（ＨＤＤ及びＲＡＭの２つのメモリを含んでいる）と、を有するコンピューターを用いた。制御手段３０のＩ／Ｏ３１はリレー１４へ出力可能に接続されている。更に、Ｉ／Ｏ３１はＦＦＴ１２及びＬＣＲメーター１３から入力可能に接続されている。
【００４８】
［２］振動検知センサの特性測定方法
この第１の実施形態の振動検知センサの特性測定装置１０ｃを用いて、振動検知センサの特性測定を行った（図４参照）。
まず、制御手段３０により、リレー（切替手段）１４に対して、振動検知センサ５０とＬＣＲメーター１３とを接続するように指示信号を出力して、リレー１４を切り替える（切り替え工程）。
【００４９】
その後、振動検知センサ５０の静電容量の測定をＬＣＲメーターを用いて行う。得られた静電容量データは制御手段３０へと出力される（静電容量測定工程）。
【００５０】
次いで、制御手段３０により、リレー（切替手段）１４に対して、振動検知センサ５０とＦＦＴ（出力測定手段）１２とを接続するように指示信号を出力して、リレー１４を切り替える（切り替え工程）。
【００５１】
その後、ＦＦＴ１２により加振器１１が作動されて、振動検知センサ５０及び加速度センサ１５に対して加振を行う。加振は、周波数及び加速度を変化させながら行う。その間、振動検知センサ５０で取得されるセンサ出力はＦＦＴ１２へと出力される。また、加速度センサ１５で取得されるピックアップ出力もＦＦＴ１２へと出力される。そして、ＦＦＴ１２内の補正手段１２１により、振動検知センサ５０からのセンサ出力は、加速度センサ１５からのピックアップ出力による加速度値に応じたセンサ出力に補正され、制御手段３０へと出力される（出力測定工程）。
【００５２】
次いで、制御手段３０では、ＬＣＲメーター１３から入力された静電容量データと、制御手段３０が備えるメモリ３３内に記憶された所定の範囲に設定された第１許容範囲データとを比較し、静電容量データが第１許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段３０はＯＫ判定（振動検知センサを合格品とする）を出力する。一方、静電容量データが第１許容範囲データの範囲外である場合には、ＮＧ判定（振動検知センサを不合格品とする）を出力する。
更に、ＦＦＴ１２から入力されたセンサ出力データと、制御手段３０が備えるメモリ３３内に記憶された所定の範囲に設定された第２許容範囲データとを比較し、センサ出力データが第２許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段３０はＯＫ判定（振動検知センサを合格品とする）を出力する。一方、センサ出力データが第２許容範囲データの範囲外である場合には、ＮＧ判定（振動検知センサを不合格品とする）を出力する。
このルーチンを繰り返すことにより、複数の振動検知センサ５０の静電容量とセンサ出力とを連続的に効率よく測定する。
【００５３】
［第２の実施形態］
［１］振動検知センサの特性測定装置
この本発明の第２の実施形態について、図５、図６及び図７を参照して説明する。
本実施形態に係る振動検知センサの振動検知センサ特性測定装置１０ｄは、第１の実施形態の振動検知センサ特性測定装置１０ｃ（図３参照）と以下の〈１〉〜〈４〉の４点で異なる。即ち、
〈１〉装置１０ｃではＦＦＴ１２が補正手段１２１を有するのに対して、装置１０ｄではＦＦＴ１２が補正手段を有さないこと、
〈２〉装置１０ｃではＦＦＴ１２内の補正手段１２１がデータ補正を行うのに対して、装置１０ｄでは制御手段３０がデータ補正を行うこと、
〈３〉装置１０ｃでは加速度センサ１５のピックアップ出力がＦＦＴ１２へ出力されるのに対して、装置１０ｄでは加速度センサ１５のピックアップ出力が制御手段３０へと出力されること、
〈４〉装置１０ｃではＦＦＴ１２が加振器１１の動作指示を行うのに対して、装置１０ｄでは制御手段３０が加振器１１の動作指示を行うこと、
【００５４】
［２］振動検知センサの特性測定方法
この第２の実施形態の振動検知センサの特性測定装置１０ｄを用いて、振動検知センサの特性測定を行った（図６参照）。
まず、制御手段３０により、リレー（切替手段）１４に対して、振動検知センサ５０とＬＣＲメーター１３とを接続するように指示信号を出力して、リレー１４を切り替える（切り替え工程）。
【００５５】
その後、振動検知センサ５０の静電容量の測定をＬＣＲメーターを用いて行う。得られた静電容量データは制御手段３０へと出力される（静電容量測定工程）。
【００５６】
次いで、制御手段３０により、リレー（切替手段）１４に対して、振動検知センサ５０とＦＦＴ（出力測定手段）１２とを接続するように指示信号を出力して、リレー１４を切り替える（切り替え工程）。更に、その後、制御手段３０により加振器１１が作動させる。
【００５７】
加振器１１は振動検知センサ５０及び加速度センサ１５に対して加振を行う。加振は、周波数及び加速度を変化させながら行う。その間、振動検知センサ５０で取得されるセンサ出力はＦＦＴ１２へ出力され周波数分析を行った上で、制御手段３０へと出力される（出力測定工程）。また、加速度センサ１５で取得されるピックアップ出力は制御手段３０へと出力される。
【００５８】
次いで、制御手段３０では、ＬＣＲメーター１３から入力された静電容量データと、制御手段３０が備えるメモリ３３内に記憶された所定の範囲に設定された第１許容範囲データとを比較し、静電容量データが第１許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段３０はＯＫ判定（振動検知センサを合格品とする）を出力する。一方、静電容量データが第１許容範囲データの範囲外である場合には、ＮＧ判定（振動検知センサを不合格品とする）を出力する。
更に、ＦＦＴ１２から入力されたセンサ出力データと、加速度センサ１５から入力されたピックアップ出力と、を用いてセンサ出力データを加速度に応じた出力値へと補正した補正後センサ出力データにする。そして、制御手段３０が備えるメモリ３３内に記憶された所定の範囲に設定された第２許容範囲データと補正後センサ出力データとを比較し、センサ出力データが第２許容範囲データの範囲内である場合には、制御手段３０はＯＫ判定（振動検知センサを合格品とする）を出力する。一方、センサ出力データが第２許容範囲データの範囲外である場合には、ＮＧ判定（振動検知センサを不合格品とする）を出力する。
このルーチンを繰り返すことにより、複数の振動検知センサ５０の静電容量とセンサ出力とを連続的に効率よく測定する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の振動検知センサの特性測定装置の一例（実施形態１）における各手段の接続状態を示す説明図である。
【図２】本発明の振動検知センサの特性測定装置の一例（実施形態１）にいて補正手段及び加速度センサ用アンプを用いた場合における接続状態を示す説明図である。
【図３】本発明の振動検知センサの特性測定装置の一例（実施形態１）にいて補正手段、加速度センサ用アンプ及び制御手段を用いた場合における接続状態を示す説明図である。
【図４】本発明の振動検知センサの特性測定装置の一例（実施形態１）を用いた特性測定方法を説明するフロー図である。
【図５】本発明の振動検知センサの特性測定装置の他例（実施形態２）における各手段の接続状態を示す説明図である。
【図６】本発明の振動検知センサの特性測定装置の他例（実施形態２）を用いた特性測定方法を説明するフロー図である。
【図７】振動検知センサの一例を示す模式的な一部断面図である。
【図８】参考例の振動検知センサの特性測定装置における各手段の接続状態を示す説明図である。
【図９】従来の振動検知センサの特性測定装置及び方法を説明する説明図である。
【図１０】従来の振動検知センサの特性測定装置及び方法を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ａ〜１０ｃ；本発明の振動検知センサ特性測定装置、
１０ｓ；参考例の振動検知センサ特性測定装置、
１１；加振手段、
１２；出力測定手段、
１３；静電容量測定手段、
１４；切替手段、１４１；切替手段、１４２；切替手段、
１５；加速度センサ、１５２；グランド、１５３；加速度センサ用アンプ（電荷電圧変換アンプ）、
１６；第１の配線、１６１；第１の配線の１の配線、１６１ａ；第１の配線の１の配線の一端、１６２；第１の配線の２の配線、１６２ａ；第１の配線の２の配線の一端、
１７；第２の配線、
１８；第３の配線、
１９；第４の配線、１９５；共用されたグランド用配線、
２１；固定治具、２１１；固定治具上段、２１２；絶縁プレート、２１３；固定治具下段、
３０；制御手段、３１；入出力部、３３；メモリ、
５０；振動検知センサ、５０１；信号端子、５０２；グランド、
５１；振動体、５１１；圧電素子、５１２；金属薄板、
５２；端子、
５３；端子ホルダ、５３１；開口部、
５４；ケーシング、５４１；収容部、５４２；取付部、５４３；ねじ部材、５４４；ワッシャ、５４５；ナット、５４６；上外縁部、５４７；ねじ部、
５５；カバー部材、５５１；コネクタ、
５６；結線用ワイヤ、
５７；シール部材。
【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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【図１０】
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