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2019 年度 研究成果報告書

マイクロ熱検知素子と格子パターン融合による熱収支検出型高精度変位計測の新原理創出

研究課題

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研究課題/領域番号 18K18798
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

清水 裕樹  東北大学, 工学研究科, 准教授 (70606384)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード熱収支場 / エンコーダ / マイクロパターン
研究成果の概要

自己ジュール発熱により微小間隙に安定熱収支場を生成してその変化を高精度に検知するマイクロ熱検知素子を用い,高精度マイクロパターン(スケール)の3次元形状を読み取ることで,超コンパクトな形態での高精度・多軸変位計測を実現する「マイクロ熱収支場検知式エンコーダ」の基礎原理を提案した.フォトリソグラフィプロセスを用いてガラス基板上にマイクロ熱検知素子を試作し,マイクロパターン群を有する回折格子と組み合わせてマイクロ熱収支場検知式エンコーダのプロトタイプを構築して原理検証実験を行い,その実現可能性を実験的に明らかにした.

自由記述の分野

生産工学・加工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案する「マイクロ熱収支場検知式エンコーダ」は,マイクロ熱検知素子-回折格子スケール間に生成した安定熱収支場をもとにスケール格子パターンを読み取ることで素子-スケール間相対変位の高精度読み取りを実現するものである.「熱」を積極的に精密計測に援用する本手法は学術的にも意義があるもので,従来はリニアスケールを設置できなかった狭小スペースにおいても高精度な変位検出を実現できる可能性を有することから,その産業的波及効果も期待できる.

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公開日: 2021-02-19  

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