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

接触刚度引起的高频振动测量误差修正方法的开发

• 批准号: 22K14273
• 负责人: 下田 智文
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14273/
• 关键词: 加速度センサ; 振動計測; 接触剛性; レーザー干渉計

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。

In 2022, the "principle test" part of the research implementation plan was mainly implemented. The specific acceleration and acceleration characteristics of the material (temperature, temperature, hardness) of the fixture are determined, and the characteristics of the high frequency (>10kHz) are determined. The technology of measuring the inherent characteristics of the sensitive surface is developed. The results of this analysis are summarized, and the frequency characteristics of materials are analyzed. This paper discusses the feasibility of the acceleration and sensitivity correction method in the basic part of this research project. Mechanics: Advanced Study: Detailed Elements: Consider: Advanced Study: Description: Cycle Number: Description: The validity of this new method is confirmed, and the mechanical understanding of high-frequency vibration measurement is deepened. The sensitivity of the material and the accuracy of the measurement are confirmed. The actual vibration measurement is inaccurate. For example, the mechanical properties of the object can be estimated quantitatively by measuring the stiffness of the object. In the future, detailed discussions will be conducted on the necessity of quantitative knowledge of the relationship between the physical properties of the measurement object and the sensitivity of the measurement object, and the possibility of simple sensitivity modification correction. The result of this is that the paper is written in the middle of the day.