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Development of evaluation technology for digital output type triaxial accelerometer by measuring small displacement

Research Project

Project/Area Number 21K04100
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21030:Measurement engineering-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Nozato Hideaki  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, 研究グループ長 (60415726)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 下田 智文  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, 研究員 (60880763)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords三軸加速度センサ / 評価技術 / デジタル出力 / 微小変位 / レーザ干渉計 / 加速度センサ / 微小変位計測
Outline of Research at the Start

本研究では、「①三軸微小変位発生装置の開発とそれを計測するレーザ干渉計のノイズ低減、および長時間計測への対応」、「②加速度センサから出力されるデジタル信号とレーザ干渉信号の同期計測」、「③三台のヘテロダイン式レーザ干渉計の応答性を評価して、デジタイザ出力型三軸加速度センサへ入力される正確な三軸方向の変位測定」を行い、デジタル出力型三軸加速度センサを評価可能な三軸微小変位計測システムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

The laser interferometer that measures the input value to the low-noise MEMS three-axis accelerometers, as well as the signal recording device and program were improved. We also developed an electrical excitation method for the Hopkinson bar that uses a stacked piezoelectric exciter to generate highly reproducible micro-displacements. Furthermore, We created a system that enables synchronous measurement of a module that records SPI digital signals and a module that records laser interference signals that measure vibration displacement, enabling them to evaluate not only the sensitivity of digital output accelerometers, but also the phase shift.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年ダムやビル、橋梁等の社会インフラの老朽化が進んでおり、我が国の社会問題となっている。これら社会インフラの劣化診断を行う有力なツールの一つとして、安価で大量生産が可能となってきたMEMS型加速度センサを用いた常時モニタリングがある。そのため、低周波で微小変位を計測するためのMEMS三軸加速度センサの周波数応答に対する評価技術を確立することは重要な技術課題である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Primary microvibration standards down to 10^-3 m/s^2 at low frequency2023

    • Author(s)
      T. Shimoda, W. Kokuyama, H. Nozato
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology

      Volume: 34 Issue: 9 Pages: 095003-095003

    • DOI

      10.1088/1361-6501/acd570

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calibration of laser Doppler vibrometer and laser interferometers in high-frequency regions using electro-optical modulator2021

    • Author(s)
      Hideaki Nozato, Wataru Kokuyama, Tomofumi Shimoda
    • Journal Title

      Precision Engineering

      Volume: 70 Pages: 135-144

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2021.01.016

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Primary calibration system for digital accelerometers2021

    • Author(s)
      Tomifumi Shimoda, Wataru Kokuyama, Hideaki Nozato
    • Journal Title

      Metrologia

      Volume: 58 Issue: 4 Pages: 045002-045002

    • DOI

      10.1088/1681-7575/ac0403

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超高周波領域におけるレーザドップラ振動計の評価手法の検討2024

    • Author(s)
      野里英明、穀山渉、下田智文、稲場肇
    • Organizer
      2024年度精密工学会春季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 光学励振を用いたレーザドップラ振動計の比較校正に関する検討2023

    • Author(s)
      野里英明、穀山渉、下田智文
    • Organizer
      2022年度計量標準総合センター成果発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 電気光学変調器を用いたホモダインおよびヘテロダインレーザ干渉計の時間応答に関する評価2022

    • Author(s)
      野里英明、穀山渉、下田智文
    • Organizer
      精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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