情報解析
方法紹介

振動強度の比較方法について

振動の大きさの比較と言われたらあなたは何を想像しますか

「一定時間内の振動の最大値」「一定時間内の振幅数(周波数)」「一定時間内の振動の平均値」などいろいろあると思います。

今回は加速度センサを用いた振動の比較についてよく使われる、「ピーク値」と「RMS(実効値)」について紹介いたします。

それぞれの指標の求め方

ピークについて

ピークは言葉の意味の通り「一定期間における振動の最大の大きさ」になります。(図1)
ピークの中には[0-peak](図1 黄) [peak to peak](図1 赤) などの見方があります。
一般的に加速度のピークは原点から最大の加速度を見るため[0-peak]を
変位量のピークは物体の絶対的な移動量を見るため[peak to peak]を使うことが多いです。

 

図1. ピークの値(黄[0-peak],赤[peak to peak]

RMSについて

RMSは簡単に言えば、一定時間内の振動の平均の大きさを表す量になります。
単純な平均値を出すと、一定の波形(正弦波)の場合は0に近くなり、振動の大きさはどのような波形であっても比較することはできません。(図2)

図2. 正弦波の平均値(赤実線)

そこで波形から面積を計算することにしました。(図3)
そうすることで面積が大きくなる=振動の大きさが大きくなることがわかりました。

しかし、この場合波形が増えれば増えるほど面積が増えてしまい、時間を統一しないと比較ができない問題が発生します。

図3. 正弦波の面積 青の面積よりも茶色の面積の方が大きいことがわかる。

そこで、今度は面積を計測時間で割ることで、計測時間内の平均の値を出すことにしました。(図4,図5 緑色がRMS値)
これで一定時間の振動の大きさを比較することが可能になりました。
上記の計算を用いて表されたのがRMS値となり、振動の大きさの比較として用いられるようになりました。
※正確な計算を知りたい方は右の画像をクリック!!

 

 

図4. 大きさ1の正弦波のRMS

図5. 大きさ2の正弦波のRMS

それぞれの比較方法の使い分け

ピークを使う場合

①計測時間内に動いたり止まったりを繰り返し行うものに有効
②ある一定の振動値がかかっているか等の判断がしたいときに有効

例:①プレス加工機 ②搬送器

RMSを使う場合

①計測時間内に常に同じ動きを繰り返し続けているものに有効
②外的要因のため、ピーク値が計測対象物そのもの以外から発生するものに有効

例:①モーター等の回転装置 ②プレス機の近くにあるモーター等の回転装置

応用事例にて使用した製品の紹介

高速3ch小型無線振動記録計
「MVP-RF3-HC」

8ch小型無線モーションレコーダ
「MVP-RF8-HC」

10ch小型無線モーションレコーダ
「MVP-RF10-AC」

3軸加速度センサ
「MA3シリーズ」

また、これ以外にもさまざまな解析や比較がございます。
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