2014 Fiscal Year Research-status Report
高精度方位角検出器を用いた大型対象物の高精度形状評価
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25420077
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
久米 達哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 講師 (40353362)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ジャイロ / レートオフセット / ドリフト / 反転測定 / 回転機構 / 地球自転 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2014年度は、ジャイロ最大の誤差要因と考えられるレート（角速度）オフセット(ジャイロドリフト)を除去する方法について、連続回転モデルに基づく解析を行うと同時に、光ファイバジャイロと回転機構を用いた実験的な検証を行った。それらの結果、1.ジャイロをその角度検出軸と直交方向の軸周りに回転させた場合に得られる角度信号について、その回転周期の半周期および1周期後の信号との2階差分値を得ることにより、ジャイロの角度オフセット、レートオフセット、設置角のずれに影響されることなく回転軸の方位角を求めることが可能であることを示した、2.回転機構を用いた実験では、振幅数10～数100urad程度の周期的な角度変化を示す、回転軸の方位角信号が得られた。これらの信号については、変動周期がジャイロ回転周期と一致していることや、変動幅が回転機構の組付け誤差やガタから予想される値に近いことなどから、求めるべきジャイロ回転軸の方位角の振れに起因するものと考えられた、3.検証実験で見られたジャイロ取り付け角のずれの影響は、複数の回転速度での測定値を連立させることで、検出・除去が可能であることが示され、その効果が実証された、4.互いに反対方向に回転する2つのジャイロの角度出力を用いることで、ジャイロに作用する、地球自転に代表される外来の角速度の影響が除去可能であることが示された、5.ジャイロの連続反転測定によるレートオフセットおよび地球自転の影響除去に関する検討についての講演予稿論文が、The 15th International Conference on Precision Engineering (ICPE2014)において、Best Paper Awardの表彰を受けた。
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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
2014年度は、1.光ファイバジャイロと回転機構を用いた検証装置の制御、および、データ取得系の設計製作、2."1"を用いた間隔1秒前後の連続反転測定のジャイロレートオフセット除去効果についての検証、3.全長600 mの直線型加速器であるKEK入射器の真直度評価への適用を目指した方位角検出装置の設計製作、を目標として検討をすすめた。
それらの結果、1,2については達成できたが、3については未着手である。これは、制御系の開発のトラブルにより"1"に予想以上の期間(8ヶ月)を要したためである。しかしこの間、現用の光ファイバジャイロと同程度の性能を持つ、より小型、軽量、安価なマイクロマシン(MEMS)ジャイロが入手可能となり、KEK入射器の真直度評価に適する、より小型軽量な装置の設計製作が可能となった。さらに、"2"の検証過程において、当初解決に向けた具体的なアイデアの無かった、地球自転の影響除去法を考案した。
これらを勘案し、若干のスケジュール変更があったものの、研究計画はおおむね順調に進展しているものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画最終年度となる今年度は、以下の3つを目標として検討をすすめ、これまでの検討結果を含め、研究計画全体を総括する。
1.光ファイバジャイロを用いた検証装置にて得られた方位角信号の検証を行う、
2.安価かつ小型軽量なMEMSジャイロを用いて、これまでの検討を通して考案された、地球自転に代表される測定系に加わる外来の角速度の影響除去法の効果を実証するための実証器を設計、製作し、当該方法の有効性を実証する、
3."2"の実証器をもとに、KEK入射器の真直度評価への適用が可能な、小型軽量な装置を設計、製作する
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