Development of evaluation technology for digital output type triaxial accelerometer by measuring small displacement

数字输出式三轴加速度计小位移测量评估技术开发

基本信息

批准号：
21K04100
负责人：
野里英明
金额：
$ 2.58万
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 Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04100/
关键词：
加速度センサデジタル出力微小変位計測レーザ干渉計

项目摘要

本研究で評価対象と想定するのは、インフラや建築の業界でよく使用されているデジタル出力型加速度センサ ADXL355もしくはアナログ出力も可能であるADXL354であることから、1 kHzの帯域をカバーする加速度入力をホプキンソン棒で実現する。帯域を1 kHz以下としたのは、加速度センサの取付の影響（接触剛性）によって、加速度センサへ入力される加速度を正確に計測することが困難だからである。一方で、ホプキンソン棒の端面に取り付けた加速度センサに対して再現性の高い加速度入力を行うため、ホプキンソン棒の端面にネジ穴を設けてピエゾアクチュエータを取り付けた。これまでは圧縮空気で加速した金属片をホプキンソン棒端面に衝突させていたため、衝突姿勢の繰り返し性が悪く、その結果得られる加速度波形の再現性が悪かったたため、これの改善を行った。また、3台のLDVの測定にかかる応答速度（時間遅れ）を電気音響光学素子による評価手法から高精度に見積もったので、3台のLDVで同期の確保された高精度な3方向からの加速度計測が可能となった。これに伴い、3方向から互いに直角なXYZの3軸方向に対して、加速度信号を得るプログラムを作成した。加速度センサへの入力加速度である、1 kHz以下のパルス的な加速度を測定できるようになったことから、今後はデジタル出力型三軸加速度センサのデータ取得を行う収録系の構築を行い、デジタル出力型三軸加速度センサの評価を行う予定である。

这项研究中假定的评估目标是一种数字输出类型的加速度传感器ADXL355，通常用于基础架构和建筑行业，或一个模拟输出，因此涵盖1 kHz带宽的加速度输入。带宽为1 kHz或更小，因为由于加速传感器的安装效果（接触刚度），由于难以准确测量加速度传感器的加速度输入。另一方面，为了进入霍普金森棒边缘附加的加速传感器，在霍普金森杆的末端提供了一个螺丝孔以安装压电执行器。到目前为止，通过压缩空气加速的金属块与霍普金森杆端表面相撞，在碰撞姿势中重复了很差，导致加速度波形不良，从而改善了加速度。此外，由于通过电气光学元素从评估方法估算了三个LDV的响应速度（时间延迟），因此从三个LDV中保护的三个高确定的三个方向加速了加速度可能的。基于此，创建了一个程序以在XYZ的三轴方向上获得一个加速信号，XYZ与三个方向是正确的角度。由于现在可以使用输入加速度的加速度来测量脉冲的加速度，因此可以构建一个记录系统，以获取以后的数字输出类型三轴加速传感器的数据。将评估加速传感器。