Development of evaluation technology for digital output type triaxial accelerometer by measuring small displacement
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21K04100
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
野里 英明 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)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| 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)
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| Keywords | 加速度センサ / デジタル出力 / 微小変位計測 / レーザ干渉計 |
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| 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。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で評価対象と想定するのは、インフラや建築の業界でよく使用されているデジタル出力型加速度センサ ADXL355もしくはアナログ出力も可能であるADXL354であることから、1 kHzの帯域をカバーする加速度入力をホプキンソン棒で実現する。帯域を1 kHz以下としたのは、加速度センサの取付の影響（接触剛性）によって、加速度センサへ入力される加速度を正確に計測することが困難だからである。一方で、ホプキンソン棒の端面に取り付けた加速度センサに対して再現性の高い加速度入力を行うため、ホプキンソン棒の端面にネジ穴を設けてピエゾアクチュエータを取り付けた。これまでは圧縮空気で加速した金属片をホプキンソン棒端面に衝突させていたため、衝突姿勢の繰り返し性が悪く、その結果得られる加速度波形の再現性が悪かったたため、これの改善を行った。
また、3台のLDVの測定にかかる応答速度（時間遅れ）を電気音響光学素子による評価手法から高精度に見積もったので、3台のLDVで同期の確保された高精度な3方向からの加速度計測が可能となった。これに伴い、3方向から互いに直角なXYZの3軸方向に対して、加速度信号を得るプログラムを作成した。加速度センサへの入力加速度である、1 kHz以下のパルス的な加速度を測定できるようになったことから、今後はデジタル出力型三軸加速度センサのデータ取得を行う収録系の構築を行い、デジタル出力型三軸加速度センサの評価を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
三軸方向の加速度計測を行える3次元レーザ干渉計を構築できたので、アナログの電圧出力を行う三軸加速度センサを評価可能な状況を達成した。まずは入力する加速度の帯域を1 kHzにすることで加速度センサの取付に対する影響を排除して、三軸加速度センサの校正を行えるので、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はデジタル出力型加速度センサのデータ収録を可能にするモジュールを開発して、デジタル出力型三軸加速度センサの評価を可能にする。さらにその後、加速度の帯域を1 kHzから拡大することで、加速度センサの取付に起因する接触剛性の影響を研究する。まずは1軸方向（Z軸）の加速度センサの取付にかかる接触剛性の影響を明らかにした後、横方向（XY軸）の接触剛性の影響を評価する。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
