| 研究課題/領域番号 |
22K14273
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
下田 智文 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (60880763)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 加速度センサ / 振動計測 / 接触剛性 / レーザー干渉計 / 計量標準 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
加速度センサを用いた振動計測は基礎的な計測技術の一つとして高いニーズがある。しかし高周波数帯（数kHzから25 kHz）ではセンサと計測対象の間の接触剛性によりセンサ感度に大きな不確かさがあり、振動計測の確度を下げる大きな要因となっている。本研究では、センサ出力に現れる共振ピーク周波数から接触剛性の寄与を推定し、信号に補正を行うことで振動計測の確度を向上させる手法を提案・研究する。まず共振ピーク同定に必要な高周波数帯（< 100 kHz）までのセンサ感度評価システムを開発することで本手法の原理実証を行う。さらにセンサにランダム振動を加えて実際の計測を模擬し、実用性検証も行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、加速度センサを用いた高周波振動計測における接触剛性の影響を調べた。接触剛性がセンサの感度特性に影響するメカニズムを示す力学モデルを構築し、加振実験でその妥当性を確認した。実験結果からは、加速度センサの計測対象によって感度特性が変化する様子も確認され、力学モデルとの比較から対象ごとの接触剛性の大きさの定量的評価を実現した。さらにヤング率と接触剛性の関係も定量的に調べ、これに基づいて感度特性を推定・補正することで振動計測の精度向上につながる展望が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた知見は、高周波振動計測の精度を制限する主要因のひとつである接触剛性について、定性的・定量的な両面で理解を深めたものである。特に定量的な面は先行研究で十分に評価されておらず、評価方法も含めて本研究が新たに提案・実証したことで、加速度センサ感度の補正を可能にする展望を拓いた。これにより近年産業ニーズが高まりつつある高周波振動計測の精度向上に役立てられるほか、関連する計量標準の整備にも貢献できると期待される。
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