Development of a correction method for high-frequency vibration measurement errors caused by contact stiffness

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2022年度は研究実施計画の「原理検証」の部分を主に実施した。具体的には、加速度センサを異なる材質（ステンレス・チタン・超硬タングステン）の治具に取り付けて感度特性を測定し、高周波（＞10kHz）の特性が治具材質に依存することを確認した。また、加速度センサを反転して受感面に直接レーザーを当て、取付先の材質に依存しないセンサ固有の特性を測定する技術も開発した。これらの結果を総合して解析した結果、材質による周波数特性の変化が、考案した力学モデルで説明できることを確認した。これは本研究計画の基礎となる部分であり、提案している加速度センサの感度特性補正手法の実現可能性を示したものである。力学モデルでは先行研究より詳細な要素までが考慮されており、先行研究のモデルでは説明できなかった周波数特性も説明できるようになっている。この新たなモデルの妥当性が確認されたことで、高周波振動計測の力学的な理解を深めることにも貢献している。また材質による感度の違いが実測によりに確認されたことで、実際の振動計測における不確かさの程度を知ることにもつながる。さらに力学モデルに基づいたフィッティングから、加速度センサと測定対象の接触部の剛性を定量的に推定することもできている。今後詳細な検討は必要であるが、測定対象の物性値とセンサ感度の間の関係を定量的に知ることができれば、センサの取付前に感度をある程度予測でき、簡易的な感度変化補正を行うことができる可能性に繋がる。これらの得られた結果については論文執筆を進めている。