振動測定におけるクロストーク（軸間感度）の理解

定義: クロストークとは何ですか?

クロストーク、より正式には 交差軸感度 または 横方向感度は、特に振動トランスデューサーに関連する測定誤差です。 加速度センサーこれは、トランスデューサーが主測定軸に垂直な振動に反応して出力信号を生成する傾向を指します。

理想的な世界では、垂直方向の振動を測定するように設計された加速度計は、垂直方向の動きにのみ反応し、水平方向や軸方向の動きは完全に無視します。しかし実際には、センサーの構造における微細な欠陥により、これらの「軸外」振動に対してわずかな感度しか持ちません。この不要な出力がクロストークです。

クロストークが問題となるのはなぜですか?

クロストークは振動データを汚染し、診断エラーにつながる可能性があります。主な問題は、ある方向からの振動が別の方向の測定に「漏れる」可能性があることです。

例えば、水平方向の振動は非常に大きいものの、垂直方向の振動は小さい機械を考えてみましょう。交差軸感度の高い垂直方向の加速度計を使用すると、強い水平方向の振動の一部を拾い、出力に加算してしまいます。その結果、測定値は実際の振動レベルよりも高く表示され、分析者が垂直方向の問題を誤診する可能性があります。

これは、次のような場合に特に問題となります。

• パフォーマンス モーダル解析 または 動作たわみ形状（ODS） 解析では、機械の動きを正確にアニメーション化するために、3 つの軸 (X、Y、Z) すべてで正確な測定が重要です。
• 複雑な機械の故障診断では、異なる方向の振動特性が根本原因を特定する鍵となります（例：異なる種類の振動を区別する）。 ずれ).
• 特に平面分離精度が重要なバランシング マシンで高精度のバランス調整を実行します。

クロストークの定量化

交差軸感度は通常、センサメーカーによって主軸感度のパーセンテージとして指定されます。例えば、高品質の産業用加速度計の交差軸感度は 5%未満これは、主軸に垂直に適用される振動1gごとに、センサーが主方向に0.05g未満に相当する信号を出力することを意味します。

クロストークエラーの合計は、次の 2 つの要因によって決まります。

1. センサー自体の固有の交差軸感度。
2. 横方向の振動の大きさと主な測定方向の振動の大きさの比。

測定対象の振動に比べて軸外方向の振動が非常に大きい場合、交差軸感度が低いセンサーであっても、大きな誤差が生じる可能性があります。

クロストークの影響を最小限に抑える

• 高品質のセンサーを使用する: クロストークを最小限に抑える主な方法は、指定された交差軸感度が低い、高品質で精密に設計された加速度計を使用することです。
• 適切な取り付け: 不適切な取り付けはクロストークの問題を悪化させる可能性があります。センサーは測定面に対して平らかつ垂直に設置し、主軸が目的の測定方向と正しく一致するようにする必要があります。
• 3軸加速度計: 高精度な多軸データを必要とするアプリケーションでは、3軸加速度計の使用が好まれることが多いです。これらのセンサーは、3つのセンシング素子が単一のブロック内に直交して配置されており、軸間のクロストークを最小限に抑えるために工場で校正されています。

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