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レーザヘテロダイン干渉を利用した極微細速度変動の超高精度計測に関する研究

Research Project

Project/Area Number 05650387
Research Category

Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 計測・制御工学
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

三矢 保永  名古屋大学, 工学部, 教授 (10200065)

Project Period (FY) 1993
Project Status Completed (Fiscal Year 1993)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 1993: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywordsレーザ計測 / 速度計測 / ジッター計測 / ワウフラッタ計測 / ドップラーシフト / ヘテロダイン干渉 / ペデスタル信号 / ピークカット法
Research Abstract

周期運動する回転媒体・回転ヘッドなどの微細速度変動の計測時に,ノイズの周期成分が増長され,S/Nが著しく低下する原因を解明するため,レーザヘテロダイン干渉に基づくペデスタル信号を速度情報に変換する処理過程におけるノイズ生成のメカニズム,およびこのようなノイズを生起させることになるペデスタル信号の生成過程における物体の表面性状・形状の影響を明らかにした.また,この結果を利用して背景ノイズの除去に有効な信号処理法を提案し,その有効性を確認した.
具体的には,ノイズ生成のメカニズムとして,ペデスタル信号をパルス成形する場合に生じるミッシングエラー,エキストラエラーが偽の速度急変の主要因であること,このエラーが表面の特定の箇所で多発することを明らかにした.これは,ペデスタル信号の振幅変調,あるいは位相変調に起因する.前者の原因としては,表面粗さに関連するスペックルパターンによる光強度変動と乱反射による光強度変動がある.そこで,粗さの異なる均質な表面として,粒径サイズは異なるが,同質の研磨テープを選定し,回転体の表面に固定してその影響を評価した.この実験より,ノイズは表面の性状にはほとんど依存しないことから,振幅変調の影響は小さいことが明らかとなった.
一方,位相変調は,ドップラーシフトの発生源(光スポット)の移り替わりによりって生ずる.光スポットのランダムな分布を仮定したシミュレーションによって,位相変調がエラー発生の主要因であること,および実験によりエラー発生頻度は表面の性状にはほとんど影響されないことを確認した.さらに,この特性を利用して大振幅の速度変動のみを選択的に除去するピークカット法を提案するとともに,これに基づいて製作した信号処理回路を接続して実験を行い,本方法がS/Nの向上,とくに背景ノイズの除去に有効であることを確認した.

Report

(1 results)
  • 1993 Annual Research Report

Research Products

(1 results)

All Other

All Publications (1 results)

  • [Publications] 三矢保永: "レーザドップラー法を用いた回転ジッタ計測における同期ノイズの発生機構とその抑圧" 日本機械学会第71期通常総会講演会講演論文集. (発表予定).

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      1993 Annual Research Report

URL: 

Published: 1993-03-31   Modified: 2016-04-21  

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