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Study of heat sensor for simultaneously measuring multiple physical quantities by computational analysis of unsteady heat-fluid flows

Research Project

Project/Area Number 18K04915
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

Ogami Yoshifumi  立命館大学, 理工学部, 教授 (30203722)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 淺田 啓幸  立命館大学, 理工学部, 助教 (00822800)
吉岡 修哉  立命館大学, 理工学部, 准教授 (80375146)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords熱検知型運動センサー / 多種物理量の同時測定 / 回転速度 / 直進加速度 / 温度変化 / 3次元逆関数グラフ / 並進加速度 / 数値流体力学 / 計算精度 / 逆計算 / 補間法 / 熱検知型加速度計 / 噴流型加速度計 / 加速度センサー / 熱流体 / 角加速度 / 角速度
Outline of Final Research Achievements

The temperature distribution of the gas (e.g., air) in the sensor varies when an acceleration is added to the sensor and/or the sensor is rotated. The values of the acceleration and the rotation speed can be simultaneously obtained by measuring the temperature. In this research, the principle of the simultaneous measurement of the multiple physical quantities and the method for this are studied by computational simulations using a simple circular cylindrical sensor model and a realistic model with complicated structure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

例えばxyz方向の加速度を測定するセンサーは,x軸方向のみに加速される場合は,y軸やz軸の加速度が検出されることは望ましくないと考えられている(他軸感度と呼ばれる).しかし,本研究では他軸感度を積極的に利用することで,測定領域の大幅な増加や,加速度だけではなく回転速度や回転中心の座標を同時に測定することが可能であることを示した.このような研究は国内外でも見られず,その学術的意義は大きいと言える.
また,センサーはできるだけ小さく,部品数も少ない方が望ましい.本研究で得られた結果を利用すれば,そのようなセンサーの作成は可能であり,社会的意義は大きいと言える.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Presentation] 3軸型流体式ジャイロスコープを用いた多種物理量の測定原理の解明2020

    • Author(s)
      小澤 風馬,淺田啓幸,大上芳文
    • Organizer
      日本機械学会 関西支部第95期定時総会講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 3軸型流体式ジャイロスコープを用いた多種物理量の測定と実機開発2020

    • Author(s)
      清水 綾人,小澤 風馬,淺田啓幸,大上芳文
    • Organizer
      2019年度学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 熱検知型3軸加速度センサーの熱流体解析2020

    • Author(s)
      伊達 駿斗,淺田啓幸,大上芳文
    • Organizer
      日本機械学会 関西支部第95期定時総会講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Computational Experiments on the Step and Frequency Responses of a Three-Axis Thermal Accelerometer, and Application to Measurement of Multiple Physical Quantities2019

    • Author(s)
      Yoshifumi Ogami
    • Organizer
      7th Global Nanotechnology Congress and Expo
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 3軸型流体式ジャイロスコープの数値解析2019

    • Author(s)
      小澤 風馬,淺田 啓幸,大上芳文
    • Organizer
      日本機械学会 関西支部第94期定時総会講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 熱感知型3軸加速度センサーの熱流体解析2019

    • Author(s)
      伊達 駿斗,淺田 啓幸,大上芳文
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Book] Computational Experiments on the Step and Frequency Responses of a Three-Axis Thermal Accelerometer. In: Xin-Wei Yao, Editor. Prime Archives in Sensors2020

    • Author(s)
      Yoshifumi Ogami, Naoya Murakita and Koji Fukudome
    • Total Pages
      26
    • Publisher
      Vide Leaf
    • ISBN
      9788194517573
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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