地震用加速度計のアプリケーション

振動測定用

圧電型加速度計は地震振動の研究に非常に適しています。圧電型加速度計は完全に自己完結型で、慣性座標系から出力を行います。これにより、光学／レーザー法、およびLVDTなどのデュアルエンド型アタッチメントコイルに基づく方法に見られる相対振動に関する問題が解消されます。地震測定における次なる問題は、地震の励起レベルが小さいことです。周波数が低下するにつれて、加速度gレベルは一定の変位に対して指数関数的に低下します。したがって、地震は一般的に、小さな加速度レベルを示します。

(地震用）圧電型加速度計は、レーザー溶接されたステンレス鋼のセンサハウジングによりハーメチックシールされたICP®インピーダンス変換電子回路を内蔵しており、自然に高い出力（最大10 V/g）と非常に低いノイズフロア（通常マイクロボルト未満）によって生み出される非常に高い分解能によって、地震測定に対応します。この組み合わせは、１マイクロgのオーダーの効果的な広帯域分解能を実現しながら、低インピーダンスのノイズ耐性信号を駆動することができます。ICP®低出力インピーダンストランスデューサのさらなる利点は、橋、建物または他の民生用インフラ上の地震測定に一般的に必要となる、長いケーブル配線を使えることです。圧電型加速度計の最後の利点は、センサ構造が堅牢であることです。可動部品がなく、ステンレス鋼製の密閉ケースがあるため、サーボやビーム型ベースの設計と比較しても、センサの耐久性と信頼性ははるかに高く、屋外でも長期間使用できます。これらの理由により、民生用インフラの監視から、振動制限スイッチやモーダルたわみ形状測定まで、幅広い用途で圧電型地震加速度計は一般的に使用されます。

圧電型地震加速度計の課題に関しては、考慮すべき点がいくつかあります。第１に、すべての圧電素子はAC結合されていることに留意して下さい。それらの低周波応答は、加速度計の放電時定数（DTC）（および測定／記録装置のDTC）によって支配されます。一般的な地震用加速度計は５秒よりも大きいDTCを有することがあり、0.1 Hzまでの校正された平坦周波数応答（-5%）が可能です。真のDC応答が必要な場合は、圧電に基づく測定は断念され、可変容量などのDC応答に基づく変換方法を採用します。第２の重要な点は、地震用加速度計の感度は非常に高く、磁気マウントのスナップアタッチメントのような低い衝撃レベルでさえ数百のgを生成し、従って数千ボルトの電圧を出力し、内部インピーダンス変換電子機器に損傷を与えかねないことです。そして最後に、適切な取付で適度な過負荷であっても、長時定数地震用加速度計の過負荷回復時間は数分必要です。設置して電源投入後、センサのバイアス信号がゼロベースのレベルに完全に安定するまで、少なくとも５分間待機することを推奨します。


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