ISO 8041-1:2017 振動に対する人間の反応—計装の測定—パート1:汎用振動計 | ページ 6

※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。

3 用語、定義および記号

3.1 用語と定義

このドキュメントの目的のために、ISO 2041, ISO/IEC Guide 99, および以下に記載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。

3.1.1 一般

3.1.1.1

振動加速度

測定軸がアプリケーション規格によって指定されている加速度の成分

3.1.1.2

帯域制限周波数重み付け

ハイパスおよびローパス帯域制限フィルタによって定義される周波数重み付けのコンポーネント

3.1.1.3

帯域制限された周波数範囲

周波数重み付けの帯域制限コンポーネントによって定義される周波数範囲

3.1.1.4

公称周波数範囲

関連する測定規格で定義されている、関心のある周波数範囲

3.1.1.5

線形動作範囲

各測定範囲の下限と上限の間の範囲で、直線性誤差がこのドキュメントで指定されている適用可能な許容範囲を超えない範囲

3.1.1.6

過負荷

線形動作範囲の上限を超えたときに発生する状態

3.1.1.7

アンダーレンジ

振動値が線形動作範囲の下限を下回ったときに発生する状態

3.1.1.8

基準測定範囲

振動計器の特性を試験するために規定されたレベル範囲。

注記 1この範囲は基準振動の測定に使用される。

3.1.1.9

基準振動信号

人体振動計の電気機械性能を試験するために、この文書で指定されている大きさと周波数の正弦波振動信号。

注記 1計測器の用途に応じて、異なる基準振動信号が指定されている。

3.1.1.10

校正チェック頻度

計器の振動感度をチェックするために指定された周波数。

3.1.1.11

トーンバースト

波形のゼロ交差で開始および終了する正弦波信号の 1 つまたは複数の完全なサイクル

3.1.1.12

信号バースト

波形のゼロ交差で開始および終了する周期信号 (のこぎり歯など) の 1 つまたは複数の完全なサイクル

3.1.1.13

振動測定器

振動トランスデューサ、信号プロセッサ、およびディスプレイの組み合わせで、振動に対する人間の反応に関連するパラメータを測定できる単一の機器または機器の集合

注記 1:図 1 および図 2 を参照。

3.1.1.14

機器のドキュメンテーション

振動測定器のユーザーが使用するために提供される取扱説明書、操作手順書、またはその他の文書

3.1.2 周波数加重値

3.1.2.1

時間平均加重加速度値

指定された軸wa周波数重み付け二乗平均平方根 (rms) 振動加速度値 (次の式で定義される、メートル/秒二乗またはラジアン/秒二乗)

mml_m1

どこ
aw (ξ)瞬時時間の関数として指定された方向または指定された軸の周りの並進または回転の周波数重み付けされた振動加速度であり、ξ 単位はメートル/秒の二乗 (m/s 2 ) またはラジアン/秒の二乗 (rad/s 2 ) )、 それぞれ;
T測定の期間です。

3.1.2.2

時間平均加重加速度レベル

によって定義される、デシベルで表される周波数重み付き rms 振動加速度レベル。

mml_m2

どこ
wa周波数加重実効値加速値です。
0aは基準加速度です (ISO 1683 で定義されている並進加速度は 10 -6 m/s 2です)

3.1.2.3

走行実効値加速値

次の式で定義される、周波数で重み付けされた実行中の振動加速度 (メートル/秒の二乗)

mml_m3

どこ
aw (ξ)時間 ξ での周波数重み付けされた瞬時振動加速度で、それぞれメートル/秒平方またはラジアン/秒平方 (rad/s 2 ) で表されます。
θは測定の積分時間です。
t瞬間時間です。
注記 1:指数平均は、線形平均の近似値として、実行実効値法に使用できます。指数平均は次のように定義されます。

mml_m4

ここで、 τは時定数です。

3.1.2.4

最大過渡振動値

MTVV

積分時間が1秒のときの走行振動加速度実効値の最大値

3.1.2.5

乗り物酔い線量値

MSDV

式で定義される、m/s 1.5単位の、周波数で重み付けされた瞬間的な振動加速度aw ( t ) の 2 乗の積分

mml_m5

ここで、 Φは運動が発生する可能性のある合計期間です。

注記1:乗り物酔い線量値は、周波数加重実効値振動加速度から、 mml_m6 .

注記2:測定機器については,別段の指示がない限り,ばく露期間Φは測定期間Tと等しいと想定される可能性が高い。

3.1.2.6

振動ドーズ値

VDV

式で定義される、m/s 1.75単位の周波数重み付き瞬時振動加速度aw ( t ) の 4 乗の積分

mml_m7

ここで、 Φは、振動暴露が発生する合計 (1 日) の期間です。

注記 1振動ドーズ値は、RMS 値よりもピークに敏感です。

注記2:測定機器については,別段の指示がない限り,ばく露期間Φは測定期間Tと等しいと想定される可能性が高い。

3.1.2.7

振動合計値

式で定義される並進振動の 3 つの軸からの複合振動。

mml_m8

どこ
wxawyzawa3つの直交軸xy 、およびzの加重振動値です。
k xk yおよびk z値が測定アプリケーションに依存する乗算定数です

3.1.2.8

ピーク振動値

周波数加重加速度の瞬時(正および負)ピーク値の最大係数

3.1.2.9

クレストファクタ

ピーク振動値を rms 振動値で割った値で与えられる、測定期間のパラメータ。両方の値が同じ周波数重み付けを持つ

3.2 アイコン

このドキュメントでは、次の記号と略語が適用されます。

wa時間平均周波数加重単軸振動加速度
aw ( t ), aw ( ξ )時間tまたは時間ξにおける瞬時周波数重み付き並進または回転単軸加速度
f周波数
H全体周波数重み付け機能
i全身周波数重み付けに適用される乗算定数
1トランスデューサ8位周波数重み付け — 帯域制限を含む
2取り付けシステム9帯域制限出力
3振動面10周波数加重出力
4ケーブル11時間加重
5電気入力12追加処理
6シグナル・コンディショニング13画面
7帯域制限

図 2 —振動測定器または測定システムの基本的な機能パスの例 — 周波数領域信号処理 (VDV 処理には適用されません)

図_2

Key

1トランスデューサ8位帯域制限(計算)
2取り付けシステム9周波数重み付け — 帯域制限を含む (計算)
3振動面10帯域制限出力
4ケーブル11周波数加重出力
5電気入力12周波数帯域の蓄積
6シグナル・コンディショニング13画面
7周波数分析 時間加重 時間平均

参考文献

[1]ISO 1683, 音響 - 音響および振動レベルの推奨基準値
[2]ISO 2041, 振動、衝撃、および状態の監視 — 語彙
[3]ISO 5805, 機械的振動および衝撃 — 人体への暴露 — 語彙
[4]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
[5]ISO/TR 19664, 振動に対する人間の反応 — 健康と安全の要件に従って、職場での毎日の振動曝露を評価するための計装および機器のガイダンスと用語
[6]ISO/IEC Guide 99, 計量に関する国際語彙 — 基本的および一般的な概念と関連用語 (VIM)
[7]IEC 60529, エンクロージャによって提供される保護の等級 (IP コード)
[8]IEC 61260-1, 電気音響 — オクターブバンドおよび分数オクターブバンドフィルター — 1: 仕様
[9]IEC 61672‑1, 電気音響 — 騒音計 — 1: 仕様
[10]CISPR 16-1-1, 電波障害およびイミュニティ測定装置および方法の仕様 — 1-1: 電波障害・イミュニティ測定装置 - 測定装置
[11]DIN 45662, 振動測定装置 - 一般要件および試験
[12]Parks TW, Burns CSデジタル フィルター設計。ジョン・ワイリー&サンズ、ニューヨーク、1987年
[13]著者集団。振動校正大要。 SPEKTRA Vibration Technology and Acoustics GmbH, ドレスデン、2013 年に自費出版

3 Terms, definitions and symbols

3.1 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1.1 General

3.1.1.1

vibration acceleration

component of acceleration, where the axis of measurement is specified by application standards

3.1.1.2

band-limiting frequency weighting

component of a frequency weighting defined by the high- and low-pass band-limiting filters

3.1.1.3

band-limited frequency range

frequency range defined by the band-limiting component of a frequency weighting

3.1.1.4

nominal frequency range

frequency range of interest, as defined in the relevant measurement standard

3.1.1.5

linear operating range

range between lower and upper boundaries, on each measurement range, over which the linearity errors do not exceed the applicable tolerance limits specified in this document

3.1.1.6

overload

condition that occurs when the upper boundary of the linear operating range is exceeded

3.1.1.7

under-range

condition that occurs when the vibration value is below the lower boundary of the linear operating range

3.1.1.8

reference measurement range

level range specified for testing the characteristics of the vibration instrumentation

Note 1 to entry: This range is used for measuring the reference vibration.

3.1.1.9

reference vibration signal

sinusoidal vibration signal, the magnitude and frequency of which are specified in this document for testing the electromechanical performance of a human-vibration meter

Note 1 to entry: Different reference vibration signals are specified according to the application of the instrumentation.

3.1.1.10

calibration check frequency

frequency specified for providing a check of the vibration sensitivity of the instrument

3.1.1.11

tone burst

one or more complete cycles of a sinusoidal signal that start and end at a zero crossing of the waveform

3.1.1.12

signal burst

one or more complete cycles of a periodic signal (such as saw tooth) that start and end at a zero crossing of the waveform

3.1.1.13

vibration measuring instrumentation

combination of a vibration transducer, signal processor and display, being any single instrument, or a collection of instruments, which is/are capable of measuring parameters relating to human response to vibration

Note 1 to entry: See Figures 1 and 2.

3.1.1.14

instrument documentation

instruction manual, operating procedure or other documentation provided for the use of users of the vibration measurement instrument

3.1.2 Frequency-weighted values

3.1.2.1

time-averaged weighted acceleration value

frequency-weighted root-mean-square (r.m.s.) vibration acceleration value in a specified axis, aw, in metres per second squared or radians per second squared, as defined by the expression

mml_m1

where
aw(ξ)is the translational or rotational, frequency-weighted vibration acceleration in a specified direction or around a specified axis as a function of the instantaneous time, ξ in metres per second squared (m/s2) or radians per second squared (rad/s2), respectively;
Tis the duration of the measurement.

3.1.2.2

time-averaged weighted acceleration level

frequency-weighted r.m.s. vibration acceleration level expressed in decibels, as defined by

mml_m2

where
awis the frequency-weighted r.m.s. acceleration value;
a0is the reference acceleration (in ISO 1683 for translational acceleration defined as 10−6 m/s2).

3.1.2.3

running r.m.s. acceleration value

frequency-weighted running r.m.s. vibration acceleration, in metres per second squared, defined by the expression

mml_m3

where
aw(ξ)is the frequency-weighted instantaneous vibration acceleration at time ξ, in metres per second squared or radians per second squared (rad/s2), respectively;
θis the integration time of the measurement;
tis the instantaneous time.
Note 1 to entry: Exponential averaging may be used for the running r.m.s. method, as an approximation of the linear averaging. The exponential averaging is defined as follows:

mml_m4

where τ is the time constant.

3.1.2.4

maximum transient vibration value

MTVV

maximum value of the running r.m.s. vibration acceleration value when the integration time is equal to 1 s

3.1.2.5

motion sickness dose value

MSDV

integral of the squared frequency-weighted instantaneous vibration acceleration aw(t) in m/s1,5 as defined by the expression

mml_m5

where Φ is the total period during which motion could occur

Note 1 to entry: The motion sickness dose value can be obtained from the frequency-weighted r.m.s. vibration acceleration through multiplication by mml_m6 .

Note 2 to entry: For measurement instrumentation, the exposure period, Φ, is likely to be assumed to be equal to the measurement period, T, unless otherwise indicated.

3.1.2.6

vibration dose value

VDV

integral of the fourth power of the frequency-weighted instantaneous vibration acceleration aw(t) in m/s1,75 as defined by the expression

mml_m7

where Φ is the total (daily) period for which vibration exposure occurs

Note 1 to entry: The vibration dose value is more sensitive to peaks than is the r.m.s. value.

Note 2 to entry: For measurement instrumentation, the exposure period, Φ, is likely to be assumed to be equal to the measurement period, T, unless otherwise indicated.

3.1.2.7

vibration total value

combined vibration from three axes of translational vibration, as defined by the expression

mml_m8

where
awx , awy and awzare the weighted vibration values in the three orthogonal axes x, y and z;
kx , ky and kzare multiplying constants whose values depend on the measurement application

3.1.2.8

peak vibration value

maximum modulus of the instantaneous (positive and negative) peak values of the frequency-weighted acceleration

3.1.2.9

crest factor

parameter for a measurement period, given by the peak vibration value divided by the r.m.s. vibration value, with both values having the same frequency weighting

3.2 Symbols

For the purposes of this document, the following symbols and abbreviated terms apply.

awtime-averaged frequency-weighted single-axis vibration acceleration
aw(t), aw(ξ)instantaneous frequency-weighted translational or rotational single-axis acceleration at time t, or time ξ
ffrequency
Hoverall frequency weighting function
kimultiplying constants applied to the whole-body frequency-weighted
1transducer8frequency weighting — including band-limiting
2mounting system9band-limited output
3vibrating surface10frequency-weighted output
4cable11time weighting
5electrical input12additional processing
6signal conditioning13display
7band limiting

Figure 2—Example of the basic functional path of a vibration measurement instrument or measurement system — frequency-domain signal processing (not applicable to VDV processing)

Figure_2

Key

1transducer8band limiting (calculation)
2mounting system9frequency weighting — including band limiting (calculation)
3vibrating surface10band-limited output
4cable11frequency-weighted output
5electrical input12accumulation of frequency bands
6signal conditioning13display
7frequency analysis time weighting time averaging

Bibliography

[1]ISO 1683, Acoustics — Preferred reference values for acoustical and vibratory levels
[2]ISO 2041, Vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
[3]ISO 5805, Mechanical vibration and shock — Human exposure — Vocabulary
[4]ISO 10326‑1, Mechanical vibration — Laboratory method for evaluating vehicle seat vibration — 1: Basic requirements
[5]ISO/TR 19664, Human response to vibration — Guidance and terminology for instrumentation and equipment for the assessment of daily vibration exposure at the workplace according to the requirements of health and safety
[6]ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)
[7]IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP code)
[8]IEC 61260‑1, Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters — 1: Specifications
[9]IEC 61672‑1, Electroacoustics — Sound level meters — 1: Specifications
[10]CISPR 16-1-1, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods — 1-1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus – Measuring apparatus
[11]DIN 45662, Schwingungsmesseinrichtungen — Allgemeine Anforderungen und Prüfung
[12]Parks T.W., Burns C.S. Digital filter design. John Wiley & Sons, New York, 1987
[13]Autorenkollektiv. Kompendium der Schwingungskalibrierung. Eigenverlag SPEKTRA Schwingungstechnik und Akustik GmbH, Dresden, 2013