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非定常熱流体解析に基づいた熱感知型センサーの多種物理量の同時測定化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04915
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関立命館大学

研究代表者

大上 芳文  立命館大学, 理工学部, 教授 (30203722)

研究分担者 淺田 啓幸  立命館大学, 理工学部, 助教 (00822800)
吉岡 修哉  立命館大学, 理工学部, 准教授 (80375146)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード熱検知型運動センサー / 多種物理量の同時測定 / 回転速度 / 直進加速度 / 温度変化 / 3次元逆関数グラフ / 並進加速度 / 数値流体力学 / 計算精度 / 逆計算 / 補間法 / 熱検知型加速度計 / 噴流型加速度計 / 加速度センサー / 熱流体 / 角加速度 / 角速度
研究成果の概要

センサーに与えられた様々な運動(加速度運動,回転運動など)によって,センサー内の気体(空気など)の温度分布が変化する.その温度変化を測定することで,与えられた加速度や回転速度などの異なる物理量を同時に測定する運動センサーの測定原理,方法などを,コンピューターによるさまざまなシミュレーションによって明らかにした.シミュレーションには簡易的な円筒状の形状のものと,より詳細な形状を模したものの2種類を用いた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

例えばxyz方向の加速度を測定するセンサーは,x軸方向のみに加速される場合は,y軸やz軸の加速度が検出されることは望ましくないと考えられている(他軸感度と呼ばれる).しかし,本研究では他軸感度を積極的に利用することで,測定領域の大幅な増加や,加速度だけではなく回転速度や回転中心の座標を同時に測定することが可能であることを示した.このような研究は国内外でも見られず,その学術的意義は大きいと言える.
また,センサーはできるだけ小さく,部品数も少ない方が望ましい.本研究で得られた結果を利用すれば,そのようなセンサーの作成は可能であり,社会的意義は大きいと言える.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [学会発表] 3軸型流体式ジャイロスコープを用いた多種物理量の測定原理の解明2020

    • 著者名/発表者名
      小澤 風馬,淺田啓幸,大上芳文
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第95期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3軸型流体式ジャイロスコープを用いた多種物理量の測定と実機開発2020

    • 著者名/発表者名
      清水 綾人,小澤 風馬,淺田啓幸,大上芳文
    • 学会等名
      2019年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱検知型3軸加速度センサーの熱流体解析2020

    • 著者名/発表者名
      伊達 駿斗,淺田啓幸,大上芳文
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第95期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational Experiments on the Step and Frequency Responses of a Three-Axis Thermal Accelerometer, and Application to Measurement of Multiple Physical Quantities2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Ogami
    • 学会等名
      7th Global Nanotechnology Congress and Expo
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3軸型流体式ジャイロスコープの数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      小澤 風馬,淺田 啓幸,大上芳文
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第94期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱感知型3軸加速度センサーの熱流体解析2019

    • 著者名/発表者名
      伊達 駿斗,淺田 啓幸,大上芳文
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Computational Experiments on the Step and Frequency Responses of a Three-Axis Thermal Accelerometer. In: Xin-Wei Yao, Editor. Prime Archives in Sensors2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Ogami, Naoya Murakita and Koji Fukudome
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Vide Leaf
    • ISBN
      9788194517573
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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