| 研究概要 |
本研究の目的は,近年進歩の著しいディジタル処理技術を用いて,従来アナログ回路で行っていた地震計の負帰還制御をディジタル化し,振子運動の非線形性の補正による精度の向上,ディジタル処理による計測周波数帯域の容易な変更や地震計設置時における精密作業の自動化など利便性向上の実現性を試作機で実際に評価し,その結果を今後の開発研究に生かすことである.
本研究では,アナログ方式の従来の地震計を改造し,その振子機構を用いて試作機を製造した.この振子装置として要求されるのは,振子としての基本性能が高いだけでなく,振子変位を高感度で電圧の形式で取得できることと,その力学的特性が詳細に明らかになっていることなどである.当初,規格に合うものがなかなかないため特注品を使用した.これにディジタル処理装置を接続し,試作機のプロトタイプが完成した.
試作機の準備と並行して行った数値実験の結果から,振子に作用させる負帰還力の遅延が地震計の特性と安定性に致命的な影響を与えることが判明した.そのため,負帰還力を計算する演算素子は従来型の処理装置では能力不足で,高速演算可能な処理装置DSP(Digital Signal Processor)を採用し,その中でも低消費電力の特性を持つ固定小数点演算DSPのTI社製の32C5402を搭載した評価用ボードを核として,これに接続可能な高速で16ビットの分解能をもつAD及びDA変換器回路を新規に製作して負帰還演算回路を試作した。負帰還演算回路をDSPで制御するためのソフトウエアも新規に開発した.
この様な振子機構とディジタル処理回路を結合し,基本動作の試験を行った.外部からテスト信号を入力する試験では,設計どおりの結果を得たが,実際の地動の測定には計測ノイズの軽減に更に工夫を要することが判明した.今後は,本研究で完成した試作機を用いた実験を積み重ね,実用化の目指した研究に発展させたい.
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