質問: 周波数帯域について 機械設計を専門にしている者です。 静電容量変位計やレーザ変位計を用いて、 nmオーダーの変位測定を行おうと思っています。 その際に「周波数帯域」と言う言葉が出てきますが、 イマイチ理解できません。 周波数帯域=サンプリング周期なのでしょうか? 周波数帯域=1hzの場合には1hzの周期で起こる 変位が測定できると思って良いのですか? 仕様の周波数帯域より高周波数の変位に関しては、 振幅のmin/maxが取り難いと思えば良いですか? 専門の方からすると幼稚な質問で申し訳ありません。 勉強ができるアイテムを紹介して頂くだけでも助かります。 宜しくお願いします。
回答: (1)まず,今お考えの変位計でnmオーダーの計測が可能か,説明書で変位計の分解能を確認して下さい。 (2)貴殿の言う「周波数帯域」を推測するに,説明書に記載の変位計自身が測定可能な周波数範囲のことでしょう。 (3)周波数帯域が1hzとか,一つであることはありません。「帯域」ですから,何らかの範囲を持ちます。「周波数帯域」内であれば,その周波数での変位を計測可能であるということです。 (4)「周波数帯域」≠サンプリング周期です。 (5)仕様の周波数帯域より高周波数の変位に関しては,変位計がその周波数に追従できず,計測データの信頼性が著しく低下するということです。振幅もさることながら,周波数自身も怪しいでしょう。 >(4)に関してですが、周波数帯域≦サンプリング周期と言うことは有りえないと思って良いですか? いえいえ,十分にあり得る話しです。というか,そうであることが好ましいのでは? 上の回答者さんも書かれていますが,サンプリング定理から考えると,計測器がデジタル処理であることを考慮すれば, (サンプリング周波数)≧2.56×(計測したい最大周波数) にしないといけません。例えば,貴殿の言う周波数帯域が,仮に10hz~1khzだとすれば,この範囲全てを計測しようとすると,サンプリング周波数は2.56khz以上必要になります。つまり,貴殿の言う周波数帯域以上にサンプリング周波数を設定しないと,広い周波数帯域で計測できません。 さらに言えば,周波数帯域max=サンプリング周期であったとすれば,計測可能な周波数は,(周波数max)/2.56hz 以下ということになります。 これも上の回答にありますが,「サンプリング定理」について勉強していただければと思います。