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いまさら聞けない 計測器の基礎
「振動計」について知りたい

振動計とは

振動計(Vibrometer)とは物体の振動を測定する装置の総称です。

振動とは

振動とは物体が前後・左右・上下への運動を繰り返す状態をいい、評価したい内容によって「変位」「速度」「加速度」「振動レベル」で表現されます。

  • 変位(Displacement):物体がどれだけ動いたかを示す量
    単位:m(メートル)、mm(ミリメートル)、μm(マイクロメートル)
  • 速度(Velocity):単位時間あたりの物体の位置の変化量
    単位:m/s(メートル毎秒)、mm/s(ミリメートル毎秒)、cm/s(センチメートル毎秒)
  • 加速度(Acceleration):単位時間当たりの速度の変化量
    単位:m/s²(メートル毎秒毎秒)、cm/s²(センチメートル毎秒毎秒)
  • 振動レベル:人体の振動感覚特性に基づいた測定値である振動レベル
    単位:dB(デシベル)

  • 測定目的によりいずれの尺度を用いるかは異なるが、正弦波振動の場合には下式の関係が成立します。

    振動のイラスト
    振動の大きさを表す実用単位
    変位 mm,μm(1μm=10-3mm)
    速度 mm/s
    加速度 m/s²,cm/s² Gal(1 Gal=1 cm/s²)
    振動加速度レベル dB(re・10-5m/s²):JIS
  • 振動の大きさを表す二次関数グラフ

振動計の主な用途

振動計の主な用途には、以下のようなものがあります

機器の状態監視と故障診断

モータやベアリングの監視:振動計を使用しモータやベアリングの振動を測定し、異常振動を検出する事で故障の早期発見や、故障を未然に防ぐことが可能となります。

構造物の健全性評価

橋梁の振動測定:橋梁の振動を測定し、損傷や劣化の状態を評価します。

建物の振動測定:風や地震などの外力による建造物の振動を測定し耐風性や耐震性を評価します。

製品評価と品質管理

製品の耐久試験:主に自動車部品や電子機器等に対して振動試験を行い耐久性や信頼性を評価します。

製品の品質管理:機器の製造工程で発生する振動を測定し、製品の品質を確保します。

機械振動用の振動計

機械振動の測定に用いる振動計は、測定対象となる機械の振動により適切なピックアップを選択する必要があります。低い周波数用のピックアップは低加速度を測定するため感度が高くなっていますが、形状が大きく質量も大きくなるため設置時の共振周波数も低くなります。高い周波数用のピックアップは大きな加速度を測定するために、軽量小型で低感度に設計されています。

振動計は、主に以下の3つの物理量を測定します

  • 変位:振動の幅(マイクロメートル、ミリメートル)
  • 速度:振動の速度(メートル毎秒)
  • 加速度:振動の加速度(メートル毎秒毎秒)

環境振動の測定(振動レベル計)

振動レベル計は、公害による振動や作業環境における振動を測定するための計測器です。「JIS C 1510」で規格化されており、特に地面の振動の影響を評価するために使用されます。環境振動の大きさは、人体の振動感覚特性に基づいた測定値である振動レベル(dB)で表現されます。物理的振動量に人体の感覚特性による補正を行い、得られた測定値を評価の対象としています。

振動レベル計は、以下の2種類の値を測定します

  • 振動加速度レベル:振動の加速度を測定した値
  • 振動レベル:振動加速度レベルに周波数補正を加えた値

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