固有振動数を調べる簡単な実験方法

　物体の固有振動数を測定する簡単な実験を行いたいのですが実験器具としては何が必要かお聞きしたいので質問しました。
　方法としましては衝撃を加え、物体の振動を測定しFFTのピークを調べそれを固有振動数とすることを考えています。
　この時振動を検出するにはどのようなものが必要なのでしょうか。音が出る場合はマイクを使用すると思うのですが物体の振動を直に測定したい場合何か簡単な方法はありますでしょうか。
　教えていただきたいのでよろしくお願いいたします。

No.1 回答者： semi-zzz 回答日時： 2006/05/09 16:33

ピックアップといわれるような圧電型加速度計を使うのが一般的かと思いますが、対象周波数によってはセンサーの種類を変えてやる必要があります。

なお、通常固体伝播音などを測定する場合でもピックアップを使用しますので、マイクでは振動数が低すぎて計測できない可能性があります。

対象周波数が１０～１ｋHz程度でしたら圧電型、それよりも低いようでしたらサーボ型あたりの加速度計が妥当だと思います（但しサーボ型は衝撃に弱いので、これを使うような低振動数のものに対しては打撃試験はやめた方がよいです）。
周波数が１～９０Hzの範囲だったら公害振動計でも計測できます。

これらは試験体に接着剤で接着またはねじ留めするだけ（水平などは取らないといけないですが）でセットできます。後はセンサー用のアンプからの出力をアンチエリアジングフィルターをかけた後にＡ／Ｄ変換して、ＦＦＴをすれば基本的な固有振動数が得られます。

なお、振動数が低い物だったら加速度計でなく変位計などによっても計測可能です。

ちなみに、打撃による加振装置として、B&KやPCBやdytranよりインパルスハンマーという力センサーが出ています。これにピックアップがついたキットもあります。

これらの機械はオリックスレンテックスなどの計測器レンタル会社でレンタルできますので、このあたりが妥当かと思います。

実際の試験方法については、「モード解析」あたりで検索するかそのようなタイトルの本を見付ければ詳しく書いてあります。一度そのような資料を見てから機器の選定や計測計画を立てた方がよいと思います。

ちなみに参考文献としては、小野測器というFFTアナライザーのメーカーはこのあたりの参考資料として以下の書籍を紹介しています。
1)モード解析入門（コロナ社）東工大　長松昭男　著　5150円
2)わかりやすい振動モード゛解析入門（日刊工業新聞社)　　　倉部誠、市原千治　著　3400円
3)図説モード゛解析入門（大河出版）倉部誠　著　3200円
4)機械のモーダルアナリシス（中央大学出版部）大久保信行　著　

個人的には長沼先生の本がわかりやすかったです。