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A study on precise measurement of the Newtonian constant of gravitation using a torque generating method using electromagnetic force

Research Project

Project/Area Number 17K06482
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Nishino Atsuhiro  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (40415724)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords力学量計測 / 超精密計測 / キッブルバランス / 電磁力 / 万有引力定数 / 基礎物理定数 / キッブルバランス(ワットバランス) / 計測工学 / トルク
Outline of Final Research Achievements

The objective of this research is to precisely measure the Newtonian constant of gravitation "G" by means of the measurement technique of ultra-microscopic torque by a torque generation method using electromagnetic force. In order to establish the measurement technique of ultra-microscopic torque by electromagnetic force, a simultaneous voltage and counter measurement system was developed to evaluate the induced electromotive force generated when the rectangular coil which installed in the Helmholtz coil was rotated, and the angular position of the rectangular coil. Stainless steel balls were used as a gravity source to generate the universal gravitation. They were evaluated their weights and diameters, and their results were traceable to national standards of mass and length. We have been proceeding with the preparation to evaluate the big G.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国際単位系SIにトレーサブルな電磁力による超微小トルク計測技術の確立により、信頼性の高い新たな微小トルク計測機器や高精度粘度計の開発、MEMS デバイスなどの新製品への応用が可能であると考えられる。また、本研究で提案する電磁力による超微小トルク計測技術を用いたGの精密評価は、G評価における全く新しい方法であるので、既存のG の結果における未知の誤差要因の検証に有益であると考えられる。そしてG がより信頼性の高い値に到達することは、重力の逆二乗則の検証などへの貢献が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results) Remarks (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Calibration of a torque measuring device using an electromagnetic force torque standard machine2019

    • Author(s)
      AtsuhiroNishino, KenichiFujii
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 147 Pages: 106821-106821

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2019.07.049

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電磁力式トルク標準機における高精度回転位置決め制御システムの開発2018

    • Author(s)
      西野 敦洋
    • Organizer
      第35回センシングフォーラム 計測部門大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] REALIZATION OF A MICROTORQUE STANDARD BY USING AN ELECTROMAGNETIC FORCE TYPE TORQUE STANDARD MACHINE2017

    • Author(s)
      Atsuhiro Nishino
    • Organizer
      IMEKO TC3, TC5 and TC22 International Conferences 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電磁力式トルク標準機を用いたJMIF015(TTSG-T102)によるトルクメータ校正方法に関する研究2017

    • Author(s)
      西野 敦洋, 大串 浩司, 藤井 賢一
    • Organizer
      第34回センシングフォーラム 計測部門大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Book] はかる2017

    • Author(s)
      西野 敦洋(分担)
    • Total Pages
      21
    • Publisher
      一般社団法人日本計量機器工業連合会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Book] 計測標準と計量管理2017

    • Author(s)
      西野 敦洋(分担)
    • Total Pages
      64
    • Publisher
      一般社団法人 日本計量振興協会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 産総研-工学計測標準部門-力トルク標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/riem/ja/teams/ft-std/index.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 力トルク標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/riem/ft-std/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report
  • [Remarks] 産総研-工学計測標準研究部門-力トルク標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/riem/ja/teams/ft-std/index.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 産業技術総合研究所:出版物(総合パンフレット)

    • URL

      http://www.aist.go.jp/aist_j/aistinfo/aistinfo.html

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 計量標準総合センター(NMIJ):電磁力による微小トルク計測技術の開発

    • URL

      https://www.nmij.jp/public/ResearchTopics/pdf/2017_07_No4.pdf

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 計量標準総合センター(NMIJ):力トルク標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/riem/ft-std/

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電磁力を利用した回転式トルク変換器の校正装置2019

    • Inventor(s)
      西野敦洋
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-126102
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] トルク検出機構2017

    • Inventor(s)
      西野敦洋、三上 浩、益子岳央
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所 他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-238737
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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