電子計測事典 ４−２０ｍＡ出力編 No.4
■信号変換器を使用する計測方法
信号変換器を使用することで４−２０ｍＡ出力を、電圧入力レンジを持つ計測器で計測できます。信号変換器のラ
インアップから最適な電圧出力レンジを選定できます。
また、絶縁タイプの信号変換器を使用すれば、計測器を絶縁できます。
配線
４−２０ｍＡ出力を持つ測定器 信号変換器 電圧入力計測器
４−２０ｍＡ 電圧出力
+ + + +
測定値
Ｖ
- - - -
選定のポイント
・「４−２０ｍＡ出力の最大負荷抵抗 ＞ 信号変換器の負荷抵抗」を満たしてください。満たせない場合は４
−２０ｍＡ出力回路が正しく動作できないため、計測誤差を生じます。
・複数の計測対象を計測する時に、各ＣＨのＧＮＤ間に電位差が生じる時は、内部ＧＮＤ共通の計測器は使
用できません。その場合は絶縁タイプの信号変換器を使用します。
http://www.keyence.co.jp/keisokuki
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0120-66-3000
技術相談、お問合せ 株式会社キーエンス
39
日本語 英 語 中国語
データリンク Data link
データロガー Data logger
て︱ テーパー Taper
て 適用流体 Fluid types
てこ Lever
手工具 Hand tool
デコード Decode
手仕上 Hand finished
デジタル出力 Digital output
テスター Tester
テスト Test
デバッグ Debug
デフォルト Default
デリミタ Delimiter
テルネット Telnet
電圧 Voltage
電圧計 Voltmeter
電圧出力 Voltage output
電解研磨 Electrolytic grinding
展開図 Development chart
テンキー Numeric keypad
電気 Electricity
電極針 Electrode probe
点検 Maintenance
電源 Power
電源コネクタ Power connector
電源電圧 Power supply voltage
電磁開閉器 Electromagnetic switch
電子カウンタ Electronic counters
電子顕微鏡 Electron microscope
仕様
NR-CA04 加速度計測ユニット
型式 NR-CA04 加速度計測ユニット
電荷出力型センサ入力/シングルエンド入力 CH間非絶縁、 他ユニ ト
ッ（パソコン）−入力CH間絶縁 非絶縁切換
・ 入力方式
4ｈ
ｃ 最大増設時20 ｈ
ｃ（5ユニ ト接続時）
ッ
チャンネル数
最速サンプリング周期10μs(100kHz）∼60s
測定周期
Σ方式 全CH同時サンプリング
AD変換方式
16bit
AD分解能
fc =サンプリング周波数×49% -100dB at サンプリング周波数 ※サンプリング周波数 1 kS/s以上の場合
アンチエイリアシングフィルタ
±50000m/s2、±20000m/s2、±10000m/s2、±5000m/s2、±2000m/s2、±1000m/s2、±500m/s2、±200m/s2、±100m/s2、±50.0m/s2、
センサ入力
±20.0m/s2、±10.0m/s2、±5.00m/s2、±2.00m/s2、±1.00m/s2 （単位設定m/s2）
入力種類 （加速度 時）
電圧入力 ±10V、±5V、±2V、±1V、±500mV、±200mV、±100mV、±50mV
最大入力電荷 ±50,000pC
最大入力定格 ±25V
（CAT I）
入力インピーダンス 100kΩ±1%、約38pF
コネクタ形式 電荷出力型センサ入力 ミ
： ニチュア（#10-32UNF）/電圧入力 電圧出力型
・ （プリアンプ内蔵型）
センサ入力 非絶縁BNCコネ タ
： ク
センサ入力 電荷出力型/電圧出力型（プリアンプ内蔵型） 電荷出力型-RMS/電圧出力型
/ （プリアンプ内蔵型）-RMS
入力カップリング
電圧入力 AC/DC/AC-RMS/DC-RMS
耐電圧 入力-システムバス/アース間 300VAC
（50/60Hz）1分間
80dB以上(DC∼60Hz時）
（typ.）
コモンモー イズ除去比
ドノ
100dB以上（typ.）
クロストークノイズ除去比
電荷出力型 1.5Hz(-3dB typ)∼45kHz ±0.5dB）
（
電圧出力型（プリアンプ内蔵型）
入力周波数帯域 1.0Hz(-3dB typ)∼45kHz ±0.5dB）
（
AC/AC-RMS
DC/DC-RMS DC∼45kHz ±0.5dB）
（
PASS/10Hz(-12dB/oct)
ハイパスフィルタ
PASS/100Hz/1kHz/10kHz(-12dB/oct)
ローパスフィルタ
0.01000pC/(m/s2)∼999.9pC/(m/s2)
センサ入力感度 電荷出力型
設定範囲 （m/s2） （m/s2）
0.01000mV/ ∼999.9mV/
電圧出力型（プリアンプ内蔵型）
断線検出機能 あ （電圧出力型
り （プリアンプ内蔵型）のみ）
断線検出周期 約200ms
表示分解能
測定可能範囲
±10V 0.5 mV
−11.0000V ∼ ＋11.0000V
±5V 0.2 mV
−5.5000V ∼ ＋5.5000V
±2V 100μV
−2.2000V ∼ ＋2.2000V
±1V 50μV
−1.1000V ∼ ＋1.1000V
±500mV 20μV
−550.00mV ∼ ＋550.00mV
±200mV 10μV
−220.00mV ∼ ＋220.00mV
±100mV 5μV
−110.000mV ∼ ＋110.000mV
±50mV 2μV
−55.000mV ∼ ＋55.000mV
±50000m/s2 2 m/s2
−55000m/s2 ∼ ＋55000m/s2
±20000m/s2 1 m/s2
−22000m/s2 ∼ ＋22000m/s2
±10000m/s2 0.5 m/s2
−11000m/s2 ∼ ＋11000m/s2
測定レンジ※1
±5000m/s2 0.2 m/s2
−5500m/s2 ∼ ＋5500m/s2
±2000m/s2 0.1 m/s2
−2200m/s2 ∼ ＋2200m/s2
±1000m/s2 0.05 m/s2
−1100m/s2 ∼ ＋1100m/s2
±500m/s2 0.02 m/s2
−550m/s2 ∼ ＋550m/s2
±200m/s2 0.01 m/s2
−220m/s2 ∼ ＋220m/s2
±100m/s2 0.005 m/s2
−110m/s2 ∼ ＋110m/s2
±50m/s2 0.002 m/s2
−55m/s2 ∼ ＋55m/s2
±20m/s2 0.001 m/s2
−22m/s2 ∼ ＋22m/s2
±10m/s2 0.0005 m/s2
−11m/s2 ∼ ＋11m/s2
±5m/s2 0.0002 m/s2
−5.5m/s2 ∼ ＋5.5m/s2
±2m/s2 0.0001 m/s2
−2.2m/s2 ∼ ＋2.2m/s2
0.00005 m/s2
±1m/s2 −1.1m/s2 ∼ ＋1.1m/s2
±0.9% of F.S. [センサ感度]×[設定レンジ]≧20pCの時
電荷出力型
測定確度 ±0.25% of F.S. [センサ感度]×[設定レンジ]≧200mVの時
電圧出力型（プリアンプ内蔵型）
±10V∼±100mVレンジ ±0.1% of F.S. ±50ｍVレンジ ±0.15% of F.S.
： ：
電圧
RMS振幅確度 サイ ：
ン波 20Hz∼1 Hz ±0.5% of F.S. ク ト ク
ｋ レス ファ ター4以下 応答時間 2600ms
：
電荷出力型 ±0.01% of F.S.
（typ.） [センサ感度]×[設定レンジ]≧50pCの時 ローパス ィ
フ ルタ 1kHz時
イズレベル 電圧出力型（プリアンプ内蔵型） ±0.05% of F.S.
（typ.） [センサ感度]×[設定レンジ]≧200mVの時 ローパス ィ
フ ルタ 1kHz時
残留ノ
電圧 10V∼200mVレンジ：±0.01% of F.S.
（typ.） 100mV/50ｍVレンジ ±0.02% of F.S.
： （typ.） ローパス ィ
フ ルタ 1kHz時
22V±10％ / 4mA±20%
センサ供給電源
1重積分（速度変換） 2重積分
、 （変位変換）
演算機能
センサ情報読み出し
TEDS情報
16Mデータ※2
バッ ァメ
フ モリ
30分以上※3
ウォームアップ時間
3.8W以下
消費電力
0∼＋40℃
使用周囲温度
35∼85% RH
（結露しないこと）
使用周囲湿度
約270g
質量
上記仕様は23℃±2℃、 ームアッ
ウォ プ時間経過後、 ゼロ点調整を したと きの値。
（単位設定m/s2）
※1 センサ入力、 加速度 時
※2 NR-600で使用する際は以下の容量にな ます。 り
・NR-TH08/HA08/ST04/C512と混在で計測する場合、 NR-CA04のバッ メ リ
ファ モ は4Mデータ り
とな ます。
・NR-CA04/HV04のみの組み合せで計測する場合、 以下のバッ メ リ り
ファ モ とな ます。
1ユニッ ト時16Mデータ、 2ユニッ ト時12Mデータ、3ユニット時8Mデータ、 4ユニット時6Mデータ、5ユニット時5Mデータ、6ユニット時4Mデータ
※3 測定レンジが±50mV/ 100mV時は60分以上
20
仕様
NR-CA04 加速度計測ユニット
型式 NR-CA04 加速度計測ユニット
電荷出力型センサ入力/シングルエンド入力 CH間非絶縁、 他ユニ ト
ッ（パソコン）−入力CH間絶縁 非絶縁切換
・ 入力方式
4ｈ
ｃ 最大増設時20 ｈ
ｃ（5ユニ ト接続時）
ッ
チャンネル数
最速サンプリング周期10μs(100kHz）∼60s
測定周期
Σ方式 全CH同時サンプリング
AD変換方式
16bit
AD分解能
fc =サンプリング周波数×49% -100dB at サンプリング周波数 ※サンプリング周波数 1 kS/s以上の場合
アンチエイリアシングフィルタ
±50000m/s2、±20000m/s2、±10000m/s2、±5000m/s2、±2000m/s2、±1000m/s2、±500m/s2、±200m/s2、±100m/s2、±50.0m/s2、
センサ入力
±20.0m/s2、±10.0m/s2、±5.00m/s2、±2.00m/s2、±1.00m/s2 （単位設定m/s2）
入力種類 （加速度 時）
電圧入力 ±10V、±5V、±2V、±1V、±500mV、±200mV、±100mV、±50mV
最大入力電荷 ±50,000pC
最大入力定格 ±25V
（CAT I）
入力インピーダンス 100kΩ±1%、約38pF
コネクタ形式 電荷出力型センサ入力 ミ
： ニチュア（#10-32UNF）/電圧入力 電圧出力型
・ （プリアンプ内蔵型）
センサ入力 非絶縁BNCコネ タ
： ク
センサ入力 電荷出力型/電圧出力型（プリアンプ内蔵型） 電荷出力型-RMS/電圧出力型
/ （プリアンプ内蔵型）-RMS
入力カップリング
電圧入力 AC/DC/AC-RMS/DC-RMS
耐電圧 入力-システムバス/アース間 300VAC
（50/60Hz）1分間
80dB以上(DC∼60Hz時）
（typ.）
コモンモー イズ除去比
ドノ
100dB以上（typ.）
クロストークノイズ除去比
電荷出力型 1.5Hz(-3dB typ)∼45kHz ±0.5dB）
（
電圧出力型（プリアンプ内蔵型）
入力周波数帯域 1.0Hz(-3dB typ)∼45kHz ±0.5dB）
（
AC/AC-RMS
DC/DC-RMS DC∼45kHz ±0.5dB）
（
PASS/10Hz(-12dB/oct)
ハイパスフィルタ
PASS/100Hz/1kHz/10kHz(-12dB/oct)
ローパスフィルタ
0.01000pC/(m/s2)∼999.9pC/(m/s2)
センサ入力感度 電荷出力型
設定範囲 （m/s2） （m/s2）
0.01000mV/ ∼999.9mV/
電圧出力型（プリアンプ内蔵型）
断線検出機能 あ （電圧出力型
り （プリアンプ内蔵型）のみ）
断線検出周期 約200ms
表示分解能
測定可能範囲
±10V 0.5 mV
−11.0000V ∼ ＋11.0000V
±5V 0.2 mV
−5.5000V ∼ ＋5.5000V
±2V 100μV
−2.2000V ∼ ＋2.2000V
±1V 50μV
−1.1000V ∼ ＋1.1000V
±500mV 20μV
−550.00mV ∼ ＋550.00mV
±200mV 10μV
−220.00mV ∼ ＋220.00mV
±100mV 5μV
−110.000mV ∼ ＋110.000mV
±50mV 2μV
−55.000mV ∼ ＋55.000mV
±50000m/s2 2 m/s2
−55000m/s2 ∼ ＋55000m/s2
±20000m/s2 1 m/s2
−22000m/s2 ∼ ＋22000m/s2
±10000m/s2 0.5 m/s2
−11000m/s2 ∼ ＋11000m/s2
測定レンジ※1
±5000m/s2 0.2 m/s2
−5500m/s2 ∼ ＋5500m/s2
±2000m/s2 0.1 m/s2
−2200m/s2 ∼ ＋2200m/s2
±1000m/s2 0.05 m/s2
−1100m/s2 ∼ ＋1100m/s2
±500m/s2 0.02 m/s2
−550m/s2 ∼ ＋550m/s2
±200m/s2 0.01 m/s2
−220m/s2 ∼ ＋220m/s2
±100m/s2 0.005 m/s2
−110m/s2 ∼ ＋110m/s2
±50m/s2 0.002 m/s2
−55m/s2 ∼ ＋55m/s2
±20m/s2 0.001 m/s2
−22m/s2 ∼ ＋22m/s2
±10m/s2 0.0005 m/s2
−11m/s2 ∼ ＋11m/s2
±5m/s2 0.0002 m/s2
−5.5m/s2 ∼ ＋5.5m/s2
±2m/s2 0.0001 m/s2
−2.2m/s2 ∼ ＋2.2m/s2
0.00005 m/s2
±1m/s2 −1.1m/s2 ∼ ＋1.1m/s2
±0.9% of F.S. [センサ感度]×[設定レンジ]≧20pCの時
電荷出力型
測定確度 ±0.25% of F.S. [センサ感度]×[設定レンジ]≧200mVの時
電圧出力型（プリアンプ内蔵型）
±10V∼±100mVレンジ ±0.1% of F.S. ±50ｍVレンジ ±0.15% of F.S.
： ：
電圧
RMS振幅確度 サイ ：
ン波 20Hz∼1 Hz ±0.5% of F.S. ク ト ク
ｋ レス ファ ター4以下 応答時間 2600ms
：
電荷出力型 ±0.01% of F.S.
（typ.） [センサ感度]×[設定レンジ]≧50pCの時 ローパス ィ
フ ルタ 1kHz時
イズレベル 電圧出力型（プリアンプ内蔵型） ±0.05% of F.S.
（typ.） [センサ感度]×[設定レンジ]≧200mVの時 ローパス ィ
フ ルタ 1kHz時
残留ノ
電圧 10V∼200mVレンジ：±0.01% of F.S.
（typ.） 100mV/50ｍVレンジ ±0.02% of F.S.
： （typ.） ローパス ィ
フ ルタ 1kHz時
22V±10％ / 4mA±20%
センサ供給電源
1重積分（速度変換） 2重積分
、 （変位変換）
演算機能
センサ情報読み出し
TEDS情報
16Mデータ※2
バッ ァメ
フ モリ
30分以上※3
ウォームアップ時間
3.8W以下
消費電力
0∼＋40℃
使用周囲温度
35∼85% RH
（結露しないこと）
使用周囲湿度
約270g
質量
上記仕様は23℃±2℃、 ームアッ
ウォ プ時間経過後、 ゼロ点調整を したと きの値。
（単位設定m/s2）
※1 センサ入力、 加速度 時
※2 NR-600で使用する際は以下の容量にな ます。 り
・NR-TH08/HA08/ST04/C512と混在で計測する場合、 NR-CA04のバッ メ リ
ファ モ は4Mデータ り
とな ます。
・NR-CA04/HV04のみの組み合せで計測する場合、 以下のバッ メ リ り
ファ モ とな ます。
1ユニッ ト時16Mデータ、 2ユニッ ト時12Mデータ、3ユニット時8Mデータ、 4ユニット時6Mデータ、5ユニット時5Mデータ、6ユニット時4Mデータ
※3 測定レンジが±50mV/ 100mV時は60分以上
20
入門ガイドシリーズ❷
はじめての 振 動 』 測
『 計
加 速 度 セン サ を 使った 振 動 計 測 の 技 術 ガイド 実践編
6. 電 荷 出 力 と 電 圧 出 力
加速度センサには電荷出力型と電圧出力型の２つのタイプがあります。
電圧出力型加速度センサ
電荷出力型加速度センサ
電荷出力型のヘッド内部に増幅アンプを内蔵したタ
圧電体に力が加わる （伸び縮みする） と振 動に比例し
イプです。ヘッド内部の増幅アンプを駆動するために
た電 荷 がチャージされます。 荷 を 計 測 するために
電
外部電源が必要です※。
チャージアンプを使用します※。
※NR-CA04は外部電源不要です。
※NR-CA04はチャージアンプ不要です。
それぞれの特長をまとめると以下の表のようになります。
電荷出力型 電圧出力型
センサヘッド大きさ 小さい 大きい
高温環境での使用 可能 不可
感度 良い 悪い
どちらのタイプの加速度センサを使用するかは、
ノイズ耐性 悪い 良い
左の表を参考にしてください。
TEDS対応品 無し 有り
出力と加速度の関係は以下のように表されます。
Q ＝ 電荷
Q= m·α ·d V ＝ 電圧
m ＝ 錘の質量
V= m · α ·d α ＝ 加速 度センサの加速 度
C d ＝ 圧電素子の等価圧電定数
C ＝ 圧電素子の静電容量
このように加速度センサは加速度を最終的に電圧あるいは電荷として出力します。
電圧、電荷はともに加速度に一次比例ですから、これらを計測することで加速度を知ることができます。
TEDSとは
TEDSとはTransducer Electronic Data Sheetの略で、テッズ」
「 と読みます。
IEEE
（IEEE 1451.4-2004、Template, Ver 1.0 ID=25）より発行された規格です。TEDS対応のセンサ
は、感度など固有の情報を書き込んだメモリを内蔵しています。TEDS対応の計測器に接続すると、TEDS情
報をセンサから読み出せます。これまで手作業で行われていた感度入力を自動化できますので、手作業による
設定ミスの防止や、
設定時間を短縮できます。
8. 計 測器 への 配線 と設 定
1 加 速 度 セン サの固 定
前章を参 考に、加速 度センサを完全に計 測対 象に固定します。
2 計測器への配線
計測器は、キーエンスの加速 度計測器NR-CA04を例にご説明し
ま す 。 荷 出 力 型 の 加 速 度 セン サ であ れ ば ミ ニチュア
電
（#10-32UNF）ケーブルで、電圧出力型の加速度センサであれば
BNCケーブルでNR-CA04のCH1端子に配線します。電荷出力型
の加速度センサは"CHARGE"端子に、電圧出力型の加速度センサ
は"PRE-AMP"端子に配線します。
3 計測設定
キーエンスの加速度計測器NR-CA04は、計測器本体はもちろん、PCにUSBを接続した状態でも計測が
可能です。計測に必要な設定は、PC接続の場合と本体で直接計測する場合の2通りをご説明いたします。
P C 接 続 で 計 測 を 行う場 合 の 設 定 例 本 体 で 直 接 計 測 を 行う場 合 の 設 定 例
❶ 収集設定をクリックします。 ❶ MENUキーを押し、 収 集と表示」
「 の画面を表
示させてから「収集設定」を選択します。 ユニット
「
と 各 チ ャン ネ ル の 設 定 」 選 択 し 、 ニット
を ユ
「CA04」の入力チャンネルの設定（入力レンジ、セ
ンサタイプ、感度）をします。F1キーを押して収集
設定まで戻ります。
❷ 入力レンジとセンサタイプを選択します。
❸加速度センサの感度を入力し、 次へ」
「 を
クリックします。
世界最小
加速度計測ユニ ト
ッ
NR- CA04
世界最小サイズ
NEW
キーエンス独自の超高密度設計によ 従来のチャージアンプからは
り、
想像で ない驚異的な小型化 軽量化を実現。
き
・ 多点計測時も設置スペースを気にする と く
こ な ご使用いただけます。
電荷 電圧 両方に対応
・ 同一ユニ ト
ッ にて電荷出力型と電圧出力型（プリアンプ内蔵型）の
どちらの加速度センサにも対応。
さらに先進のTEDSセンサにも対応し、
感度調整のミスを防ぎます。
フ ルタ 演算機能
ィ・
ハイパス ローパスフ ルタはも
・ ィ ちろん、
-100dBのアンチエイ アシングフ ルタ
リ ィも
全ch標準装備。 らに、
・・ さ 速度 変位 実効値 3次元ベク
・ トル演算機能も搭載し、
多彩なアプリケーシ ンに対応でき
ョ ます。
NR-CA04
3
世界最小
加速度計測ユニ ト
ッ
NR- CA04
世界最小サイズ
キーエンス独自の超高密度設計によ 従来のチャージアンプからは
り、
想像で ない驚異的な小型化 軽量化を実現。
き
・ 多点計測時も設置スペースを気にする と く
こ な ご使用いただけます。
電荷 電圧 両方に対応
・ 同一ユニ ト
ッ にて電荷出力型と電圧出力型（プリアンプ内蔵型）の
どちらの加速度センサにも対応。
さらに先進のTEDSセンサにも対応し、
感度調整のミスを防ぎます。
フ ルタ 演算機能
ィ・
ハイパス ローパスフ ルタはも
・ ィ ちろん、
-100dBのアンチエイ アシングフ ルタ
リ ィも
全ch標準装備。 らに、
・・ さ 速度 変位 実効値 3次元ベク
・ トル演算機能も搭載し、
多彩なアプリケーシ ンに対応でき
ョ ます。
NR-CA04
3
設定・収集
09 加速度センサを接続したい
設定・収
集
加速度ピックアップの設定も“センサのタイプ”加速度レンジ”
“
直感設定
表 “感度”の3点を設定するだけで可能です。
示
検索・ 1【収集設定】ボタンを押します。
解 2【センサタイプ】 「電荷出力型」 「電圧出力型」
で か かを選択します。
析 3【入力レンジ】を設定します。
デ 4【センサ感度設定】ボタンを押します。
ー 5 加速度センサの電荷
タ （電圧）感度を「感度」に入力します。
保 6【基本単位】を設定します。
存Excel
親 3
和性 2
計測をおこなう最大測定加
印 速度を“入力レンジ”に設定
刷 します
ファイル
操作
カス 4
タマイズ
5 6
番外編
関連商 TEDS対応の加速度センサであればTEDS情報を読み出すことも可能です。
ワンポイント
品
12
設定・収集
09 加速度センサを接続したい
設定・収
集
加速度ピックアップの設定も“センサのタイプ”加速度レンジ”
“
直感設定
表 “感度”の3点を設定するだけで可能です。
示
検索・ 1【収集設定】ボタンを押します。
解 2【センサタイプ】 「電荷出力型」 「電圧出力型」
で か かを選択します。
析 3【入力レンジ】を設定します。
デ 4【センサ感度設定】ボタンを押します。
ー 5 加速度センサの電荷
タ （電圧）感度を「感度」に入力します。
保 6【基本単位】を設定します。
存Excel
親 3
和性 2
計測をおこなう最大測定加
印 速度を“入力レンジ”に設定
刷 します
ファイル
操作
カス 4
タマイズ
5 6
番外編
関連商 TEDS対応の加速度センサであればTEDS情報を読み出すことも可能です。
ワンポイント
品
12
翻訳キーワード集
