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39号 2004年12月24日発行

 小野測器                     2004年12月24日発行
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ONOSOKKI -- info channel                                      第39号
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********************12月のコンテンツ ******************************

▼お知らせ

 ○年末年始業務停止のお知らせ

▼身近な計測コラム第15回

 ○「カクテルパーティ現象」

▼アプリケーション

 ○SoundPLAN による予測結果と騒音測定結果の対応

▼製品情報

 ○EV-0800コンパクト露光機
 ○MI-8100 指向性マイクロホン 【NEW】
 ○BL-1100 音響振動モニター BL-1100 ”聴き耳君”【NEW】
 ○WS-5200シリーズ応力解析関連大幅改訂
  WS-5225 応力振幅と次数トラッキング新規追加

▼製品紹介Flash動画ビデオ

 ○TLV-1700シリーズレーザドップラ振動計

▼Web 3D 3次元イメージカタログ

 ○FV-1100 F/Vコンバータ
 ○FV-1300 高速F/Vコンバータ

▼DXF/PDF外観図サービスページ

 ○PV-7700 ステッピングモータステーション
 ○CP-5110 クランク角度検出器

▼新着カタログ・資料

 ○GS-7710リニアゲージセンサ
 ○XN-8000 シリーズ計測処理用ソフトウェア“レポライザ”【NEW】
 ○DS-2000用音響パワーレベル測定システム
 ○PC版信号処理解析ソフト (応力解析)
 ○DL-3000 シリーズ データロガーシステム VARTS II

▼計測コラム

 「デシベル(dB)について」

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   (お願い:リンクURLが複数行に渡る場合には繋げてください)

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◆◇◆お知らせ◆◇◆
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 ■年末年始業務停止のお知らせ

  下記年末年始期間は休業とさせていただきます。お客様相談室の電話で
  のお問い合わせ業務も休止させていただきます。

  ●年末年始休業期間 : 2004年12月29日 ~ 2005年1月4日
  ●相談受付休止期間 : 12月28日 12:00 ~ 年始 1月5日 13:00 まで

  FAX、フィードバックフォームなどで頂きましたご質問に対するご返事
  は1月5日13:00以降とさせていただきますのでよろしくお願いします。

 

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◆◇◆身近な計測◆◇◆
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 ■第15回「「カクテルパーティ現象」

  前回「平均率と倍音」のお話で最後に出てきた「カクテルパーティ現象」
  に関する解説です。複数の重なり合った音源の中から、特定の音源だけを
  選択的に抽出して聞くことができる、人間の聴覚の驚くべき能力について
  です。

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/nakaniwa/keisoku/cocktail.htm

 

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◆◇◆アプリケーション◆◇◆
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 ■SoundPLAN による予測結果と騒音測定結果の対応

  環境騒音予測ソフトウェアSoundPLAN に導入された新しい建設工事騒音の
  予測手法「ASJ CN-Model 2002」を使用し、弊社敷地内にこの秋に完成し
  た新実験棟の建設時における騒音の実測値と、SoundPLANによって計算さ
  れた予測値との対応例です。
  減衰や透過、反射のある複雑な条件の中で実測値と予測値の差はどれほど
  あるでしょう?

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/application/soundplan_ATlab.htm

 

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◆◇◆製品情報◆◇◆
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 ■EV-0800コンパクト露光機

  コンパクト露光機は、小ロット小サイズのプリント配線板を生産するこ
  とをコンセプトに開発されました。最大ワークサイズを350×350
  mmとし、整合・露光部をそのサイズに合わせて最適化しました。また、
  光源となる紫外線ランプユニットを専用設計とすることで、装置本体内
  に収納することが可能となり、5kWという高出力の紫外線ランプを使
  用していながら、外形寸法をW800×D1600×H2200mmと
  いうコンパクトなサイズに収めています。
  露光機としての基本機構には、実績のあるものを採用しておりますので、
  安定した性能を発揮することができます。さらに、その「コンパクトさ」
  を生かすことで、高精度な位置決めとパターニングを実現しました。
  マスクはフィルムマスク以外にもガラスマスクに対応しており、また、
  ワークもガラス基板やシリコンウエハに対応するなど、汎用性を持たせ
  ていますので、液晶、半導体などの電子デバイスの研究・試作、材料評
  価にもご使用いただけます。

  <EV0800型全自動露光機>

http://www.onosokki.co.jp/OSS/products/EV0800.htm

  <露光機一覧>

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/category/elect2.html

 ■MI-8100 指向性マイクロホン【NEW】

  簡易音源探査や異音検出での暗騒音除去に最適なショットガンタイプの
  指向性マイクロホンMI-8100、正面入射の音に対して、50 Hz から20kHz
  までのフラットな周波数特性と、きれの良い指向特性により、特定の部
  位から発生した種々の音を高いS/N比で検出できます。注目した周波数
  だけを抽出する音響振動モニター BL-1100 と組合せることで、より明確
  に狙った音を抽出することができます。

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/soundvib/mi8100.html

  <プレスリリース>

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/whats_new/press/press.htm

 ■BL-1100 音響振動モニター BL-1100 ”聴き耳君”【NEW】

  増減衰幅 ±20 dB の5バンド(100Hz,340Hz,1kHz,3.4kHz,10kHz)
  のイコライザで、注目した周波数だけを抽出して、”音”や”振動音”
  をモニターすることが出来ます。 入力部は、定電流駆動センサに対応。
  定電流駆動タイプの計測マイクロホンや加速度ピックアップがダイレク
  トに接続できます。同時発売の指向性マイクロホンMI-8100と組み合わせ
  ると、より効果的に対象音を絞り込んで聴くことができ、異音検出時の
  暗騒音除去にも有効です。

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/soundvib/bl1100.html

  <プレスリリース>

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/whats_new/press/press.htm

 ■WS-5200シリーズ応力解析関連大幅改訂

  WS-5210応力波形解析ソフト及びWS-5220応力トラッキング解析ソフトの
  ページを大幅改訂、加えて、新規にWS-5225応力振幅と次数トラッキング
  解析ページを追加しました。

  -WS-5210応力波形解析ソフト

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/software/ws/ws5210.htm

  -WS-5220応力トラッキング解析ソフト

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/software/ws/ws5220.htm

  -WS-5225応力振幅と次数トラッキング解析

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/software/ws/ws5225.htm

 

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◆◇◆製品紹介Flash動画ビデオ◆◇◆
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 解説の基本はテキストですが動画であれば短い時間で簡潔にその特長を
 お知らせすることができます。動画での表現をこれからも製品情報ページ
 に順次取り入れて参ります。

 ■LV-1700シリーズレーザドップラ振動計

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/soundvib/lv1720.html

 

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◆◇◆Web 3D 3次元イメージカタログ◆◇◆
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 製品外観を3次元立体イメージで上下左右任意方向捉えることが可能な
 Web 3Dに2製品を追加しました。

 ■FV-1100 F/Vコンバータ

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/tach/fv1100.html

 ■FV-1300 高速F/Vコンバータ

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/tach/fv1300.html

 

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◆◇◆DXF/PDF外観図サービスページ◆◇◆
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 ■PV-7700ステッピングモータステーションをトルク関連製品に追加

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/outerview/torque.htm

 ■CP-5110 クランク角度検出器を自動車関連製品に追加

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/outerview/vehicle.htm

 <外観図トップページ>

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/outerview/overallview.htm

 

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◆◇◆新着カタログ・資料◆◇◆
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 今月のPDFカタログは新規1種、改訂5種

 ■寸法変位関連

  -GS-7710 リニアゲージセンサ

 ■ソフトウェア関連

  -XN-8000 シリーズ計測処理用ソフトウェア“レポライザ”【NEW】
  -DS-2000用音響パワーレベル測定システム
  -PC版信号処理解析ソフト(応力解析)

 ■自動車関連

  -DL-3000 シリーズ データロガーシステム VARTS II

 <PDFカタログトップページ>

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/whats_new/catalogs/pdftop.html

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◆◇◆計測コラム◆◇◆
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「デシベル(dB)について」

 今月は伝達関数についてはお休みです。代わってFFTで常用されるデシ
 ベル(dB)についてお話します。

 (1)デシベル

 電子工学や音響、振動の分野で、エネルギーやパワーの実用的表現とし
 て、測定値の基準値に対する比の常用対数の10倍と定義された値を用い、
 dB(デシベル)を単位として表します。音響、振動の分野ではデシベル
 尺度で表された物理量の大きさをレベルと呼んでいます。
 いま、物理量としてパワーのレベルを式で表せば、次のようになります。

   Lw=10Log(W/Wo)  dB         ・・・(1)
     Lw :パワーのレベル
     Wo:基準値として決められたパワー(単位 W:ワット)
     W :測定されたパワーの値(単位 W:ワット)

 次に、電圧のレベルを表すことを考えます。この場合、パワーWは電圧V
 の2乗に比例すると言う関係(W∝V^2)を式(1)に適用することにより、
 電圧VのレベルLは式(2)の様に表されます。

   L=10Log(V^2/Vo^2)=20Log(V/Vo)  ・・・(2)
     Vo:電圧レベルの基準値(単位 V:ボルト)
     V :測定された電圧の値(単位 V:ボルト)

 また、音圧P(単位 μPa:マイクロパスカル)や振動加速度A (単位
  m/s^2:メートル毎秒毎秒)のレベルも同様にして式(3)(4)となります。

   Lp=20Log(P/Po)   dB        ・・・(3)

   La=20Log(A/Ao)   dB         ・・・(4)

 ここで、Poは基準の音圧20μPa、Aoは基準の振動加速度はJISでは  
 10^-5m/s^2(ISOでは 10^-6m/s^2)として定められた値です。
 JIS1502-1990では音圧レベルは「音圧の実効値の2乗を基準の音圧
 (20μPa)の2乗で除した値の常用対数の10倍。単位はデシベル、単位
 記号はdBとする」となっています。振動レベル計もJIS-1510-1995に定
 義されています。この実効値というのがなかなかの曲者です。実効値は
 交流信号を表わす時に使われますが、実効値を求めるときに時定数が違
 うと値が違うということです。また騒音計などでは実効値を求めるとは
 言わないでレベル化すると言われます。この騒音計の信号処理とFFTの
 信号処理と同じ視線で考えるのは無理な点がありますが、ここはあえて
 理論的なところは目をつぶって、概念を理解することを目的に説明しま
 すのでご了承ください。

 (2)FFTとデシベル

 FFTアナライザでは、入力信号が電圧になります。この信号をサンプルし
 例えばサンプル点数2048点からFFT演算で周波数成分のパワースペクトル
 を求め表示します。各周波数成分の電圧(振幅)は式(2)を利用してdBで
 表示されます。
 さて、実効値はサンプルされた値の2乗平均から求められます。

   実効値(rms)=√{1/N * Σ(xi)^2} ・・・(5)
      { }:√の中を示す
       Σ :N個の和計算を示す
       xi :i番目のサンプル値

 この値は時間軸波形から求める計算式ですが、FFTの各周波数成分も同じ
 サンプルされた値から求めています。このようなことからサンプルに要
 する時間が騒音計などで実効値を求めるときに使われる時定数に相当す
 ると無理やり考えることとします。
 パワースペクトルは周波数に分解されて表示されますが、その周波数成
 分の振幅のパワーで表わされます。正弦波、余弦波の場合、実効値と片
 振幅値は次のように√2倍の関係があり、簡単な計算で変換できます。

   正弦波の片振幅値=√2×正弦波の実効値 ・・・(6)

 パワースペクトルでは片振幅で表示されたほうが便利なことがあります。
 この場合は基準値Voは1Vrms(実効値1V)を切換え、1Vo-p(片振幅1V)
 を基準にとって表示することができます。√2倍は3dBになりますから実
 効値に3dB足すことで暗算できます。

 (補足)

 時間波形のサンプル(時間領域)から式(5)で求めた実効値は、
 パワースペクトルの各周波数成分から求めたオーバーオールの実
 効値と基本的に一致します。時間領域でも周波数領域でも同じ現象
 を表 わしているので理解できると思います。

 (3)騒音計のデシベル

 騒音の測定には騒音計を用いて測定され、基準値を20μPaにとりdBで表
 示されます。騒音計では「音圧レベル」と「騒音レベル」の言葉がよく
 使われています。少し前までは人の聴く感覚に対応した周波数特性をA特
 性とされていました。「騒音レベル」はマイクで採取された生の音をこ
 のA特性を通し周波数重み付けされ、その後レベル化しています。「音
 圧レベル」はこのA特性を通さないで求めています。よって「音圧レベ
 ル」は音源の音の大きさを、「騒音レベル」はその音を人が耳で聞いた
 場合の大きさ表していると考えられます。現在ではA特性は聴感との関連
 性を考えないこととなり、「音圧レベル sound pressure level」
 「騒音レベル」は「A特性音圧レベル A-weighted sound pressure Level」
 (略称 sound level)が使われるようになりました。
 さて、レベル化するとき、時定数(時間重み)としてFAST(0.125s)と
 SLOW(1s)があります。時定数は動特性(応答性)をあらわし、たとえ
 ば急に音が大きくなったとすると、その大きくなった音の63%に達する
 時間と定義されます。騒音計のレベル化処理を考えると、騒音計からFFT
 を見た場合、FFTでは瞬時音の分析をしている事となります。FFTの表示
 を騒音計の表示にあわせるには指数化平均させたり、加算平均の測定を
 するなど配慮が必要です。

 (4)振動レベル計のデシベル  

 振動レベル計は騒音計と同じ信号処理がされていますので、騒音計と
 対比して考えると理解しやすく思います。振動レベル計にも「振動加
 速度レベル」と「振動レベル」の言葉が使われます。
 音圧レベルは音源の音と考えるように振動加速度レベルは、振動測定点
 の加速度の大きさをあらわし、「振動レベル」は騒音レベルのA特性フィ
 ルタを通したものと考えるように、身体が感じる上下、左右のそれぞれ
 の振動の周波数重み(感覚補正値)を通して振動の大きさを表します。
 レベル化する時定数は0.63sと定められています。
 振動レベル計は振動感覚の違いから、前後(X軸)、左右(Y軸)、上下
 (Z軸)の3軸同時測定されます。

 尚、騒音計の交流出力端子や振動レベル計の交流出力端子の信号を直接
 FFTアナライザへ入力し、また加速度センサーやマイクロホンを直接FFT
 アナライザへ入力しパワースペクトル分析する場合は、(2)項で説明しま
 した考え方になります。最近では騒音振動の時定数を持ったリアルタイ
 ムオクターブ分析機能を有した機種も販売されています。

 (5)FFTのdBと騒音・振動のdBの単位校正

 騒音計の交流出力信号をFFTアナライザへ入力しパワースペクトル分析す
 る場合、騒音計のdBとして直読できるようにFFTの単位校正を行います。
 校正することでFFTのdBは音圧レベルのdBに合わせることができます。
 音圧レベルをあらわすのにdBspl(spl:sound pressure level)などの
 添え字を記することがあります。
 騒音計のCAL(校正信号出力)が何Vで、このとき何dBsplかがわかると
 式(3)で1V当たり何Paか逆算して求めることができます。これを係数Kと
 し、P=kVと表すと式(6)のように単位校正の計算をすることができます。

    Lp=20Log(kV/Po)  (dBspl)   ・・・(6)
      Po:20μPa
      V :測定された電圧レベル
      K :電圧をPaへ換算する係数

 振動レベル計の交流信号を使用した場合も同様に式(7)で換算できます。

    Lv=20Log(K'V/Ao)   (dB Z軸) ・・・(7)

 (6)FFTのオーバーオール値と騒音計表示値について

 FFTアナライザでは騒音計の校正信号を入力すると換算係数K、を自動計
 算する機能があります。騒音計の表示値はFFTアナライザでは20kHzない
 し10kHzレンジで測定した場合のオーバーオール値にあたります。よって
 (5)項の校正作業はオーバーオールの値で行います。

 繰り返しになりますが、騒音計とFFTでは信号処理に違いがあります。
 校正信号では一定の信号なので騒音計の表示とFFTのオーバーオールの
 値は一致しますが、測定する音が変化の大きい場合は騒音計の値とFFT
 のオーバーオールの値に差が生じます。これはFFTは瞬時の音の分析を
 していますので、よって加算平均することで騒音計の等価騒音レベルと
 一致するということです。騒音計とFFTの信号処理の違いとしてご理解
 下さい。

 騒音計の詳しい説明は技術レポート「騒音計とは」をご参照下さい。

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/newreport/index.htm

 

 <バックナンバー>

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/eMM_back/backcontents.htm

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編集後記

 今年の流行語大賞なにかな。この言葉が入るかなと予想したり全然知ら
 なかった言葉があったりと、ちょっとしたサプライズがあっていつも楽
 しみ。少し早いですが流行語で今年1年ふりかえってみます。
 アテネオリンピック「気合だー」がんばれー・・・。やった~「セカチ
 ュー」。テレビで応援しながら勇気をもらって「チョー気持いい」。
 ジーコジャパンも頑張ってる、IT業界いつまでも「中二階」にはいな
 いぞ。よっしゃプロ野球に喝「新規参入」だ! 
 国内景気も回復傾向「って言うじゃない」、ディジタル家電、車関係は
 好調みたい、でも米国中国カゼ気味で輸出景気「斬り!」ここに来て円
 高「残念」。シルバー市場に「負け犬」市場も「新規参入」。自分流に
 使って今後期待のマーケット、「冬ソナ」韓流の旅いかがですか。
 今年の異常気象・台風はどうなっているの。奇跡の救出、生命力に「サ
 プライズ」!。災害に乗じた振り込め詐欺はなんとも情けない「サプラ
 イズ」。来年も「自己責任」で新たな目標にトライしてみよう。自分に
 負けずにハッスルハッスル「気合だー」。
 本年もご愛顧賜り有り難うございました。
 ご健勝で明るいお正月を迎えられますようお祈り申し上げます。

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  発行(株)小野測器 http://www.onosokki.co.jp/
     お客様相談室 mailto: csonosokki.co.jp
        編集責任者   野田 幸治

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