キッブルバランス法の原理を応用した小型直動式微小力発生装置の開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14176
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21030:計測工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: Zhu Junfang (朱俊方) 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, 主任研究員 (70805134)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 微小力 / 電磁力 / キッブルバランス法 / 力計測技術 / 力発生技術 / 微小力計測 / 精密計測 / 微小力計

研究成果の概要

本研究では、医療・食品、バイオテクノロジー、ナノ物質・材料等の幅広い分野で行われている微小力計測の信頼性を向上させるため、キッブルバランス法の原理を応用した精密な直動型電磁力式微小力装置の開発を目指す。2021年度は、キッブルバランス法の原理を応用できる新たな装置の構造を提案し、磁石の直線運動型の電磁力式微小力発生装置（機械システム）を構築した。2022年度は、提案手法にある誘導起電力測定モードと力発生モードの二つのモードの計測制御システムの構築（計測制御プログラムの開発）や試運転・調整を進めた。

自由記述の分野

計測工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、重力の利用が困難である微小力領域において、キッブルバランス法の原理を応用した、直動型電磁力式微小力発生装置を開発した。電磁力により精密な力を発生・計測できるように進めた。その研究成果は、将来的に国内外での幅広い産業利用が期待できる。例えば、微小力の国家計量標準の立上げに応用し、医療・食品、バイオテクノロジー、ナノ物質・材料等の幅広い分野で行われている微小力計測の信頼性向上ことに貢献できる。また、重力によらない電磁力の発生ができるため、宇宙開発分野で無重力状態でも力発生・計測が必要な実験が可能になる。