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令和6年度 公害防止管理者 騒音・振動特論 問27を解説|振動レベル計の器差

令和6年度 騒音・振動特論 問27は、校正用振動台で既知の振動を与え、振動レベル計の器差を求める計算問題です。最も近い値を選びます。

この問題のポイント

器差は「指示値−真の値」です。真の値は、与えられた変位振幅と周波数から計算します。まず全変位振幅(両振幅)から片側の変位振幅を出し、加速度の実効値を(2πf)²で求めて振動加速度レベルにし、16 Hzの鉛直方向の感覚補正を差し引いて真の振動レベルを得ます。この真値と指示値73 dBの差が器差です。手順どおり計算すると真値は約71 dBとなり、器差は73−71=約+2 dBで、答えは選択肢(5)です。全振幅を片振幅と取り違えたり、感覚補正を忘れると符号や値がずれます。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(5)

各選択肢の正誤

選択肢判定解説
(1)×−2 dB。器差の符号を逆にとった値で、指示値が真値より小さい場合の答えです。
(2)×−1 dB。真値をやや大きく見積もると近づく値です。
(3)×0 dB。指示値と真値が一致した場合の値で、実際は約2 dBの差があります。
(4)×+1 dB。感覚補正や振幅の扱いを少し変えると出る値ですが、正しくは約+2 dBです。
(5)○(最も近い)+2 dB。真値約71 dBと指示値73 dBの差で、正しい手順による答えです。

計算の手順(正解の求め方)

まず変位振幅です。全変位振幅(両振幅)が20 μmなので、片側の変位振幅D=10 μm=1.0×10⁻⁵ mです。次に加速度で、正弦振動では加速度の大きさは (2πf)²×D です。f=16 Hzより (2π×16)²≒1.0×10⁴ で、これに変位振幅を掛け、実効値にすると a≒0.07 m/s²程度になります。

この加速度を振動加速度レベルにすると、基準10⁻⁵ m/s²に対して 20・log(0.07/10⁻⁵)≒約77 dB です。振動レベルはここに16 Hzの鉛直感覚補正(8 Hzより高い側で約−6 dB)を加えるので、真の値は 77−6=約71 dBとなります。器差は指示値−真値=73−71=約+2 dBで、選択肢(5)が正解です。

覚え方

  • 器差=指示値−真の値。符号に注意。
  • 全(両)振幅は片振幅の2倍。加速度=(2πf)²×変位振幅。
  • 真の振動レベルは、加速度レベルに感覚補正を加えて出す。

理解度チェック

Q.

器差はどう定義される?

指示値−真の値です。指示値のほうが大きければ器差はプラスになります。

Q.

変位振幅から加速度を出す式は?

正弦振動では加速度の大きさ=(2πf)²×変位振幅です。周波数の2乗で効いてきます。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動特論 問題・正解」(公式PDF