2009 Fiscal Year Annual Research Report
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19560047
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| Research Institution | Ishinomaki Senshu University |
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Principal Investigator |
菅原 澄夫 Ishinomaki Senshu University, 理工学部, 教授 (00007197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 すばる 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (20214968)
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| Keywords | 加速度センサ / 力センサ / 横振動子 / 軸力 / 有限要素法解析 / 共振周波数 / 2軸センサ / 折り曲げ支持棒 |
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| Research Abstract |
1. 加速度センサ用高感度力センサの検討
昨年度の金属センサ試料では感度の実験値が解析値より約34%低下し、今年度はこの原因解明が必要であった。
(1) 試作金属力センサの電気的駆動のために接着した微小圧電セラミックスによる影響を考慮した有限要素法による感度解析を行ったところ、実験値と解析値は良く一致対応することが明らかになった。
(2) 提案した新構造力センサを、面内モードおよび面外モードで利用する場合の感度比較を行ったところ、後者の場合が著しく高感度構成となり、好ましい構造であることが実験的にも確認された。
2. 2軸加速度センサ特性の検討
昨年度実施した2軸センサ試料を用いた実験的検証では感度が解析値より約50%低下し、前同様にその原因解明が残された課題であった。今年度は、この検討とさらなる特性改善を行った。
(1) 2軸センサにおける感度の50%低下の原因は、前同様に圧電セラミックスの影響であることが確認された。
(2) 2軸センサをセンサ面に垂直なz軸回りに-45°回転して使用すると感度が約1.4倍増加し好ましいが、本来検出されるべき軸方向の加速度以外に約6.1%の他軸方向の加速度の影響が現れることが明らかになった。
(3) この原因はセンサの質量が2軸方向の加速度に対して何れもわずか回転し完全な並進運動していないことに起因しており、センサの重心を移動させて質量の回転を可能な限り無くした構成ではその影響は約0,54%に低減でき、良好な2軸センサ特性の実現できることが明らかにされた。
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