この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自発的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html .
この文書は、技術委員会 ISO/TC 108, 機械的振動、衝撃、および状態監視によって作成されました。
この第 3 版は、技術的に改訂された第 2 版 (ISO 5348:1998) を取り消して置き換えるものです。
前作からの主な変更点は以下の通り。
- 得られた周波数応答に対する質量と剛性の影響の理論が拡張されました。
- 周波数応答は実際の測定値に置き換えられ、より比較しやすくなりました。
- 電気ループの影響が追加されました。
序章
構造物または物体の振動運動を決定するために最も一般的に使用される方法は、トランスデューサまたは振動センサーとも呼ばれる電気機械振動トランスデューサの使用です。これらの振動トランスデューサは、非接触トランスデューサと接触トランスデューサの 2 つの大きなクラスに分けることができます。
非接触トランスデューサは、固定された空間座標系に対する動きを記録する相対測定トランスデューサです.典型的な例は、渦電流プローブ、光学センサー、レーザー振動計です。これらのトランスデューサは、構造物と機械的に直接接触していないため、このドキュメントでは扱いません。
接触トランスデューサは、機械的結合によって構造に取り付けられます。これには、例えば、圧電式、容量式、ピエゾ抵抗式の加速度計や地震速度変換器が含まれます。これらの絶対測定トランスデューサは、それらが取り付けられている空間座標系からの地震力によって動きを記録します。このようなトランスデューサが構造物に取り付けられている場合、取り付けの特性が構造物と振動トランスデューサの周波数応答に大きな影響を与える可能性があります。実装特性に注意を怠ると、特に高周波で非常に大きな測定偏差が発生する可能性があります。
特定の状況下では、トランスデューサの質量、形状、および取り付け剛性が、測定された構造の振動振幅に直接影響を与える可能性があります。この効果は、例えば、トランスデューサの質量と構造体の質量が同じオーダーである場合に発生します。
この資料は、現在広く使用されている接触式の地震加速度計と地震速度変換器に関するものです。このようなトランスデューサを使用する際の懸念は、加速度計とテスト構造の間の機械的結合によって、加速度計、構造、またはその両方の応答が大幅に変化する可能性があることです。このドキュメントでは、加速度計を構造物に取り付ける方法を選択する際に関係するパラメータを分離しようとします。
基本的な意味で、速度トランスデューサの取り付けの多くの側面は加速度計の取り付けと似ていますが、同一ではありません。 6.2.1 を参照してください。
このドキュメントでは受振器は対象外です。
1 スコープ
このドキュメントでは、振動トランスデューサを取り付けるためのさまざまな方法の重要な技術的特性を指定し、推奨される方法について説明します。また、加速度計の取り付けが周波数応答にどのように影響するかの例を示し、他の影響が観察されている構造の実際の動きの表現の忠実度にどのように影響するかの例を示します。
本資料は、現在広く普及している接触式加速度計を対象としています。単軸トランスデューサと多軸トランスデューサの両方に適用できます。このドキュメントは、速度変換器にも適用できます。
この文書により、ユーザーは取り付けの限界と、その結果生じる潜在的な測定偏差を推定できます。
トランスデューサの取り付けの問題は、加速度測定の有効性に影響を与える可能性がある唯一の問題ではありません。他のそのような問題には、とりわけ、横方向の動き、トランスデューサの位置合わせ、ベースの曲がり、ケーブルの動き、温度変化、電場と磁場、ケーブルの揺れ、および取り付けトルクが含まれます。取り付け以外の問題とその影響については、このドキュメントの範囲外です。
2 参考文献
以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、本文で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 2041 で指定されている用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
参考文献
| [1] | ISO 2954, 回転および往復機械の機械的振動 — 振動の重大度を測定するための機器の要件 |
| [2] | ISO 5347-13, 振動および衝撃ピックアップの校正方法 — 13: ベースひずみ感度のテスト |
| [3] | ISO 5347-18, 振動および衝撃ピックアップの校正方法 — 18: 過渡温度感度のテスト |
| [4] | ISO 5347-22, 振動および衝撃ピックアップの校正方法 — 22: 加速度計の共振試験 - 一般的な方法 |
| [5] | ISO 5349-2, 機械的振動 — 手で伝わる振動への人体曝露の測定と評価 — 2: 職場での測定に関する実践的なガイダンス |
| [6] | ISO 7626-1, 機械的振動および衝撃 — 機械的可動性の実験的決定 — 1: 基本的な用語と定義、および変換器の仕様 |
| [7] | ISO 10326-1, 機械的振動 — 車両シートの振動を評価するための試験方法 — 1: 基本要件 |
| [8] | ISO 10817-1, 回転軸振動測定システム — 1: ラジアル振動の相対および絶対センシング |
| [9] | ISO 10819, 機械的振動および衝撃 — 手腕の振動 — 手のひらでの手袋の振動伝達率の測定と評価 |
| [10] | ISO/TS 14837-31, 機械的振動 — 鉄道システムから発生する地上伝搬騒音および振動 — 31: 建物における人体ばく露評価のためのフィールド測定に関するガイドライン |
| [11] | ISO 16063-31, 振動および衝撃変換器の校正方法 — 31: 横振動感度の試験 |
| [12] | ISO 16063-32, 振動および衝撃変換器の校正方法 — 32: 共振試験 — 衝撃励起による加速度計の周波数と位相応答の試験 |
| [13] | ASTM E976, アコースティック エミッション センサー応答の再現性を判断するための標準ガイド |
| [14] | VDI 3839 Part 1, 機械の振動の測定と解釈に関する指示 — 一般原則 |
| [15] | Dumont M, Cook A, Kinsley N加速測定の最適化: M Mains (ed.) における取り付けに関する考慮事項とセンサーの質量効果、モーダル解析とテストのトピック、第 10 巻、実験力学協会シリーズの会議議事録、p. 61, スプリンガー 2016 |
| [16] | Dumont M.、Kuntz D.、 Petzsche T N Dervilis (ed.)、構造ダイナミクスの特別トピック、第 6 巻、実験力学協会シリーズの会議議事録、 53, スプリンガー 2017 |
| [17] | 取扱説明書 K-Shear 加速度計;文書番号。 002-089e-07-06.pdf 1 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock and condition monitoring.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 5348:1998), which has been technically revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
- the theory of mass and stiffness influence on the frequency response obtained has been expanded;
- the frequency responses have been replaced by actual measurements and have been made more comparable;
- the influence of electrical loops has been added.
Introduction
The method most commonly used for determining the vibratory motion of a structure or body is the use of an electromechanical vibration transducer, also called a transducer or a vibration sensor. These vibration transducers can be divided into the two broad classes: non‑contacting and contacting transducers.
Non‑contacting transducers are relative measuring transducers recording a motion in relation to a fixed space coordinate system. Typical examples are eddy‑current probes, optical sensors and laser vibrometers. These transducers have no direct mechanical contact with the structure and are therefore not dealt with in this document.
Contacting transducers are mounted onto the structure by mechanical coupling. This includes, for example, piezoelectric, capacitive and piezoresistive accelerometers as well as seismic velocity transducers. These absolute measuring transducers record the motion by seismic forces from the space coordinate system onto which they are mounted. If such a transducer is mounted onto a structure, the properties of the mounting can significantly influence the frequency response of the structure as well as the vibration transducer. Very large measurement deviations can occur in case of lack of care in the mounting property, particularly at high frequencies.
Under certain circumstances the mass, geometry and mounting stiffness of the transducer can directly influence the measured vibration amplitude of the structure. This effect occurs for example if the masses of the transducer and the structure are in the same order of magnitude.
This document is concerned with the contacting type of seismic accelerometers and seismic velocity transducers which are currently in wide use. The concern with using such transducers is that the mechanical coupling between the accelerometer and the test structure can significantly alter the response of the accelerometer, the structure or both. This document attempts to isolate parameters of concern in the selection of a method to mount the accelerometer onto the structure.
In a basic sense, many aspects of velocity transducer mounting are similar to those of accelerometers, but they are not identical. Please refer to 6.2.1.
This document does not cover geophones.
1 Scope
This document specifies the important technical properties of the different methods for mounting vibration transducers and describes recommended practices. It also shows examples of how accelerometer mounting can influence frequency response and gives examples of how other influences can affect the fidelity of the representation of actual motion in the structure being observed.
This document applies to the contacting type of accelerometer which is currently in wide use. It is applicable to both uniaxial and multi-axial transducers. This document can also be applied to velocity transducers.
This document enables the user to estimate the limitations of a mounting and consequent potential measurement deviations.
Transducer mounting issues are not the only problem that can affect the validity of acceleration measurement. Other such problems include, amongst others: transverse movements, alignment of the transducer, base bending, cable movement, temperature changes, electric and magnetic fields, cable whip and mounting torque. Issues other than mounting and their possible effects are outside the scope of this document.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
- ISO 8042, Shock and vibration measurements — Characteristics to be specified for seismic pick-ups
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
Bibliography
| [1] | ISO 2954, Mechanical vibration of rotating and reciprocating machinery — Requirements for instruments for measuring vibration severity |
| [2] | ISO 5347-13, Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups — 13: Testing of base strain sensitivity |
| [3] | ISO 5347-18, Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups — 18: Testing of transient temperature sensitivity |
| [4] | ISO 5347-22, Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups — 22: Accelerometer resonance testing — General methods |
| [5] | ISO 5349-2, Mechanical vibration — Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration — 2: Practical guidance for measurement at the workplace |
| [6] | ISO 7626-1, Mechanical vibration and shock — Experimental determination of mechanical mobility — 1: Basic terms and definitions, and transducer specifications |
| [7] | ISO 10326-1, Mechanical vibration — Laboratory method for evaluating vehicle seat vibration — 1: Basic requirements |
| [8] | ISO 10817-1, Rotating shaft vibration measuring systems — 1: Relative and absolute sensing of radial vibration |
| [9] | ISO 10819, Mechanical vibration and shock — Hand-arm vibration — Measurement and evaluation of the vibration transmissibility of gloves at the palm of the hand |
| [10] | ISO/TS 14837-31, Mechanical vibration — Ground-borne noise and vibration arising from rail systems — 31: Guideline on field measurements for the evaluation of human exposure in buildings |
| [11] | ISO 16063-31, Methods for the calibration of vibration and shock transducers — 31: Testing of transverse vibration sensitivity |
| [12] | ISO 16063-32, Methods for the calibration of vibration and shock transducers — 32: Resonance testing — Testing the frequency and the phase response of accelerometers by means of shock excitation |
| [13] | ASTM E976, Standard guide for determining the reproducibility of acoustic emission sensor response |
| [14] | VDI 3839 Part 1, Instructions on measuring and interpreting the vibrations of machines — General principles |
| [15] | Dumont M., Cook A., Kinsley N., Acceleration measurement optimization: Mounting considerations and sensor mass effect in M. Mains (ed.), Topics in Modal Analysis & Testing, Volume 10, Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series, p. 61, Springer 2016 |
| [16] | Dumont M., Kuntz D., Petzsche Th.Testing methods for verification of a mounted accelerometer frequency response in N. Dervilis (ed.), Special Topics in Structural Dynamics, Volume 6, Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series, p. 53, Springer 2017 |
| [17] | Instruction Manual K-Shear Accelerometers; Document No. 002-089e-07-06.pdf 1 |