| 研究概要 |
本研究は,短波帯の電圧制御発振器(VCO)を用いて,簡便な機構の非接触変位センサの作成を試みるものである.主な特徴として,二種類の周波数の電磁波をポンプ波として用い,その周波数差を読みとることで,線形性の改善,さらに絶対長の推定を行えることを目指していた.第一年次ではVCO・変調用発振器の作成,センサヘッドの特性測定のためのマイクロメータ付きステージの作成を行ない,同軸ケーブル共振器の共振パターンの取得とその変位依存性を調べた.また,指数の一つ異なる共振周波数の差をカウンタで計測できるようにするため共振器長を数m程度に長くする必要があり,微小変位の測定には不利ではないかと危惧していたが,1mm以下の変位が十分計測できる感度を持っていることが確認できた.さらに,測定対象物が電気的導体の場合には,センサヘッドの測定対象物への接触時に起こる共振点と反共振点の転換を利用して,接触を検出できるという性質も見出された.しかし,第二年次のより詳細な調査実験により,変位の絶対値の推定に関しては簡単にはいかないという見通しとなった.まず,対象物との距離を遠ざけた時の特定指数の共振のピーク周波数が,下がるのではなく上がるという結果が得られた.これは,対象物との距離の増加が共振空洞の拡大に結び付く効果より,センサ部分での損失の減少の寄与が優勢であったためと考えられる.センサヘッドの再デザインにより当初の目的を達成できる可能性も残っているが,本研究期間内に行なうことができなかった.このため,第二年次の計画項目であった被測定物の材質・温度依存性,長期安定性,雑音特性評価,相互妨害特性評価は行なっていない.しかしながら,指数の一つ異なる二種類の共振周波数の差をとる方式により,センサの非線形性をかなり取り除けるという予想は,実測により裏付けることができた.
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