― 振動評価の信頼性を支える“見えない要” ―

製品の信頼性評価に欠かせない「振動試験」。そのデータ精度を左右する重要なデバイスが、加速度センサー（ピックアップ）です。装置や治具がいかに高性能でも、センサーが不適切であれば、得られるデータの信頼性は大きく損なわれます。

本稿では、加速度センサーの基本原理から、選定・活用のポイント、そしてEVOLTECHが使用する代表的な機種までをご紹介します。

加速度センサーとは

加速度センサーは、物体の「加速度（速度変化）」を電気信号に変換して検出するデバイスです。振動、衝撃などの挙動を“数値化”することで、機械構造や電子機器の耐久性評価に活用されます。

製品が実使用環境で受ける振動を再現し、その挙動を定量的に捉えるための計測器です。

主な原理と種類

加速度センサーにはいくつかの方式がありますが、試験用途でよく用いられるのは圧電型（ピエゾ型）です。

圧電型（ピエゾ型）

加速度が加わると圧電素子に力（慣性力）が働き、圧電効果によって電荷が発生する原理を利用しています。この発生する電荷は加速度に比例するため、電荷量を測定することで加速度を検出します。高感度で微小な加速度変化も捉えやすく、広い周波数範囲で測定が可能です。

基本的な仕組み

1. 構造:圧電素子と、慣性マスとなるおもりをセットにした構造が基本です。
2. 加わる力:センサーが振動するなどして加速されると、慣性力によって圧電素子におもりの質量が作用します。
3. 圧電効果:圧電素子に加わる力（慣性力）により、素子が歪み、電荷が発生します。
4. 電荷の出力:発生する電荷の量は、加わる力、すなわち加速度に比例します。
5. 信号検出:圧電素子から発生した電荷を検出し、その量を測定することで、加速度に変換して出力します。

主な特徴と用途

1. 高感度・広い周波数帯域:微小な加速度の変化や広範囲な振動を捉えられます。
2. 小型・軽量:さまざまな機器に組み込みやすいのが特徴です。
3. 堅牢な構造:外部環境の影響を受けにくく、安定して動作します。
4. 用途:自動車の衝突検知、産業機械の振動モニタリング、地震計、非破壊検査などに幅広く使われています。

測定結果を左右する要素

加速度センサーの性能を最大限に活かすには、「選定」と「取付け」の最適化が不可欠です。

• 感度と測定レンジの適合： 測定対象の振動レベルに対して、過大・過小にならない感度を選定することが重要です。感度が高すぎると出力が飽和し、低すぎると微小な振動を検出できません。
• 周波数応答特性： 評価対象の振動帯域に対して十分な平坦性を持つセンサーを選ぶ必要があります。共振周波数を避ける設計も精度確保の鍵です。
• 取付け方法： ボルト固定、接着、マグネットなど、取付け方法により共振特性が変化します。試験条件に応じて最適な固定方法を選択することが推奨されます。
• ケーブル処理とノイズ対策： 配線が振動してノイズ源となることを防ぐため、ケーブルクランプやシールド線の使用が重要です。

試験信頼性を支える「ピックアップ選定」

試験現場では、「装置側の制御精度」よりも「検出系の精度」が全体の信頼性を左右することも少なくありません。つまり、センサーの選び方こそが試験品質の鍵なのです。

EVOLTECHでは、試験目的や評価条件に応じ、最適な加速度センサーを選定し、再現性・信頼性の高いデータ取得を実現しています。

EVOLTECHが使用する代表的な加速度センサー

EVOLTECHでは、各種試験要求に応じて複数のピックアップを使い分けています。
以下は代表的な3機種です。

まとめ

加速度センサー（ピックアップ）は、単に“振動を測る装置”ではなく、試験全体の信頼性を支える中核的な計測要素です。その選定・取付け・管理の一つひとつが、データの品質に直結します。

EVOLTECHでは、豊富なセンサーラインナップと実績を活かし、試験条件に最適な計測ソリューションを提案いたします。振動試験のご相談やセンサー選定に関するお問い合わせも、ぜひお気軽にご相談ください。