2017 Fiscal Year Research-status Report
高衝撃・高周波領域における三軸加速度センサの周波数特性に関する研究
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16K06402
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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, 研究グループ付 (60415726)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
益子 岳史 静岡大学, 工学部, 准教授 (70415917)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | レーザ干渉計 / 衝撃 / 高周波 / 三軸加速度センサ / 加速度計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高衝撃・高周波領域において、三軸加速度センサの感度と位相遅れ、横感度に関する周波数特性の評価技術を確立することである。まず、高衝撃・高周波領域の加速度を発生させる技術として、音速の速い（低密度でヤング率の高い）CFRP製のホプキンソン棒を採用することにした。また、三軸加速度計測技術を進めるため、三台のヘテロダイン式レーザ干渉計による1点計測を行った。高衝撃・高周波領域における加速度計測のキーポイントは、衝撃パルスの立ち上がり時のマイクロオーダの変位計測であることから、計測位置依存性のない一点計測は必須の技術になる。
前年度は、高周波加速度計測にとって重要なヘテロダイン式レーザ干渉計の時間応答性に対して、加速度センサを仲介器として、ホモダイン式レーザ干渉計の測定結果と比較することにより、40 kHzまでの計測信頼性を検証・評価した。
本年度は、研究計画書に従って、チタン製およびCFRP製のホプキンソン棒の端面に加速度センサを取り付けて、三軸加速度計測を行った。その結果、チタン製では三軸加速度の計測が得られたが、CFRP製のホプキンソン棒では直進性の高い加速度であったため、水平方向の加速度成分が小さかった。この結果は、一軸加速度センサを高精度に評価することが可能になるため、意義があるが、三軸加速度センサの評価には不向きであると予想される。発生可能な加速度レベルはCFRP製ホプキンソン棒より劣るが、今後は、チタン製のホプキンソン棒を用いて、本研究をすすめたい。また、三軸加速度センサを評価するためのプログラムは、順調に作成がすすんでおり、最終年度では、予定通り三軸加速度センサの感度と位相遅れ、横感度に関する周波数特性の評価技術を確立したい。
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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
当初の計画との相違点は、加速度レベルが下がるが、20 kHzまでは高周波成分を含む加速度を発生できるチタン製ホプキンソン棒を用いて、本研究をすすめることであるが、1点における三次加速度計測の目途はついたので、おおむね順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
ホプキンソン棒の端面において、対称性をもったいくつかの位置で加速度の1点計測することで、三軸加速度センサの周波数特性を評価していく。
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| Causes of Carryover |
理由：三軸加速度センサおよびアンプの納品に時間がかかり、ホプキンソン棒の自由度をもたせるための加工やレーザ干渉計の計測位置を可変にする冶具の確保が遅れたため、本年度は当初の予定より、使用額が少なくなった。
使用計画：様々な計測位置を可変にする冶具の製作に早めに取り掛かり、三軸加速度センサの評価を推進していく。
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