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地震コラム

地震計の仕組み(当社SD型検出器とサーボ加速度計の違い)

地震計の勝島製作所 製品画像

お問い合わせの多い、当社の 長寿命 電磁フィードバック型加速度・速度検出器 SD-240, SD-240G, SD-112 と サーボ加速度計(変位サーボ型)AccuSEIS203 の動作原理の違いについてまとめました。

(併せて「地震計の仕組み(当社SD型検出器の特徴)」もご参照ください)


サーボ型加速度計(AccuSEIS203)の仕組み

サーボ型加速度計もSD型検出器と同様に、地震(地面の揺れ・地動)を計測するために振り子の原理を応用しています。検出器の筐体は設置地点に固定され地動と同一の動きをします。「振り子」は、地動と相対(一緒に動かない)運動するために使用されており、その振り子の相対運動を電気的に変換して取り出すことで、地動を計測しています。

ここで単純な振り子を使ってしまうと、何かの揺れがあるたびに振り子がずっと揺れ続けてしまい地震計測には使えません。そこで振り子の揺れにブレーキを掛けて揺れを止める動きをさせる必要があります。これを制動(ダンピング)と呼びます。

この制動(ダンピング)方法の違いで様々なタイプの地震計が存在するのですが、サーボ加速度計 AccuSEIS203 は、変位検出装置を使ったサーボ制御(変位サーボ)を行なっています。

振動(加速度)が振り子に加わると振り子が動きます。この動きを変位検出装置が電気信号に変換し、この電気信号を増幅器を通して帰還コイル加えて、振り子が動いた量に比例する逆トルクを発生させます。これによって振り子はすぐに元のゼロ位置に引き戻されます。(これが制動(ダンピング)になります)

サーボ型加速度計の特徴

サーボ加速度計の特徴として、地動(地震)以外の振動を伴わない加速度(例えば重力加速度)に対しても出力があること、大きな加速度を測定できること、比較的小型の振り子を使用できるので加速度計全体を小型に設計できること、などがあります。

反面、SD型検出器と比較すると、変位検出装置は振り子の近くに設置しなくてはならないため、加速度計(検出器)内に電気回路・電子回路が存在しなくてはなりません。回路を動かすためにサーボ加速度計側(検出器側)に電源を供給する必要もあります。これらに起因して、製品寿命や耐環境性能は、SD型検出器と比較すると劣ってしまいます。

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