第１回、第２回と弊社の事業と計測するための設備を紹介してきました。

今回は弊社が保有している「計測器の種類」と「その計測器を使って何ができるのか」を紹介します。

日常で体験している、洗濯機の「ガタガタ」、エアコンの「ブーン」、車内の「カタカタ」など体で感じている振動や音が一体何なのか？と疑問に思われた方もいると思います。

このような振動や音の原因を調べるには、振動と音を数値として捉えるため、振動を測定する加速度センサーと、音を測定するマイクロフォンを活用し、専門知識を用いて計測したデータを分析する必要があります。

現在、弊社が所有している計測器は約20種類ほどあります。
その中でも振動・騒音の評価や調査で使用する頻度の多い加速度センサーとマイクロフォンについて説明していきます。

加速度センサーとは？
物体の「揺れ」を数値で見えるようにするセンサーになります。
機械や製品が動くと、本体や部品には目に見えない細かな振動が発生します。
その振動の大きさを測定するために使用するセンサーが、『加速度センサー』です。
加速度センサーの内部には、力を受けると電気を発生する圧電素子が使われており、測定したい試験品（物体）にセンサーを取り付けると、物体の振動がセンサーに伝わり、振動の大きさに応じた電気信号が出力されます。

この信号を測定器で読み取ることで、物体の振動を電圧(V)⇒加速度(m/s2)として測定できます。
測定した加速度の値が大きいほど、その場所が激しく振動していることを表します。
また、周波数分析を行うことで、振動の大きさだけでなく、どの周波数で振動が発生しているかも確認できます。
これにより、振動が大きくなっている場所や、その原因となる部品を調べる手掛かりが得られます。

弊社では、大きく分けて2種類の加速度センサーを保有しています。

1つ目は、取り付けた面に対して垂直の1方向振動を測定する1軸加速度センサーです。
特定方向の振動を詳しく確認したい場合に適しています。

2つ目は、面に対して垂直方向に加え、前後・左右の3方向の振動を同時に測定する3軸加速度センサーです。
振動が発生している方向をまとめて確認したい場合に活用できます。

測定する物体の用途や大きさ、確認したい振動の方向に応じて加速度センサーを使い分けることで、目的に合った適切な振動データを取得できます。

マイクロフォンとは？
音の「大きさ」を数値で見えるようにするセンサーになります。
機械や製品が動くと、モーターの回転音やファンの風切り音、部品の振動音など、さまざまな音が発生します。
その音の大きさを測定するために使用するセンサーが、『マイクロフォン』です。
音は、空気の細かな圧力変化として周囲に伝わります。マイクロフォンの内部には、この圧力変化によって振動する薄い膜があります。
この膜の動きを、音の大きさに応じた電気信号へ変換し、測定器で読み取ることで、音圧を測定できます。
測定した音圧の値が大きいほど、その場所で大きな音が発生していることを表します。

また、周波数分析を行うことで、音の大きさだけでなく、どの周波数で音が発生しているかも確認できます。
これにより、モーターの回転音やファンの風切り音など、問題となっている音の原因を調べる手掛かりが得られます。
マイクロフォンは、測定できる音の大きさや周波数の範囲などによって、それぞれ特性が異なります。
そのため、測定する製品や音の大きさ、測定環境に適したマイクロフォンを選ぶことが大切です。
用途に合ったマイクロフォンを使い分けることで、目的に応じた適切な音響データを取得できます。

＜測定したデータから、何がわかる？＞
測定したデータは、機械や製品の振動・音を「見える化」するために使います。
例えば、作動状態や測定場所ごとの振動や音を比較すれば、どの場所が、どの方向に大きく振動や音を発生しているかを確認できます。
また、周波数分析を行うことで、モーター等の回転部品の挙動や、物体の共振など、問題や課題の原因を絞り込むこともできます。
さらに、正常時のデータと比較すれば異常の兆候を発見でき、対策の前後を比較すれば、対策によってどの程度改善したかを数値で評価できます。

振動データと音響データを比較することで、どの部品の振動が音につながっているかを調べ、騒音の原因調査や対策効果の確認に活用できます。
測定データは、大きさを測るだけでなく、原因調査、異常の発見、製品設計の改善に活用できる大切な情報です。

今回は、身近な製品から発生する振動と騒音の関係と、それらを測定する加速度センサーとマイクロフォンについてご紹介しました。
振動や騒音を数値として見える化することで、発生している場所や問題となる周波数を確認し、原因の調査や対策効果の比較につなげることができます。

弊社では、このほかにも、加速度G、回転数、トルクなどを測定する計測器を保有しています。
「気になる音の原因を調べたい」「どの部品が振動しているか確認したい」「対策前後の効果を数値で比較したい」 このようなお悩みがありましたら、ぜひお気軽にご相談ください。
今後は、半無響室での測定事例をはじめ、振動・騒音の原因調査やデータ分析の活用例についてもご紹介していきます。
振動・騒音に関するお悩みは、モビテックにお任せください。