多点展開を目指したサーボ型高精度微気圧計の開発

面向多点部署的伺服型高精度微气压计的研制

基本信息

批准号：
20654041
负责人：
今西祐一
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20654041/
关键词：
地球観測測地学気象学測地

项目摘要

昨年度にひきつづき,ベローズ式気圧センサーの基礎的な性能の試験と技術開発を行った.ベローズは,その構造上,上下方向に吊った一種のスプリングとしての挙動を示すと考えられ,そのことが気圧センサーとしての性能に影響を与える可能性が懸念された.そこで,スーパーウーファーを使用してベローズに人工的に圧力変化を印加することにより,周波数特性を測定した.その結果,使用したベローズの機械的な固有振動数はおよそ80Hzであり,したがって測定帯域の上限は50Hz程度となることがわかった.このことは,DCからインフラサウンドまでを想定したアプリケーションにとっては重大な障害とならないが,ベローズのサイズや構造などによっても違ってくるので,高い周波数帯域で使おうとする場合には,設計上留意しておく必要がある.ベローズ式気圧センサーの一連のテストを通じて,位置検出センサーとして使用している差動トランスの線形性に疑問が生じたため,ほかの種類の位置検出センサーを検討する必要が生じた.そこで,東京大学より光位置センサーを借用し,動作テストを行った.その結果,ベローズとの圧力感度が2倍程度異なること,および,長期的なドリフトが見られることがわかった.前者の原因は不明である.後者はベローズのマウント法の問題か,あるいは温度変化の影響かと考えられたが,テスト環境を整えることが困難なため,切り分けすることができなかった.以上のような基礎的な試験と並行して,ベローズに位置センサーを内蔵した気圧計のデザインの検討をすすめた.時間およびメーカー側の人手の不足により,試作機を製作するところまで進捗しなかったことは残念であるが,Martec社のMB2000シリーズに代表されるベローズ式気圧センサーの,今後の開発の可能性・方向性を確認することはできたと考えている.

继去年之后，我们对波纹管式气压传感器进行了基本性能测试和技术开发。由于其结构，波纹管被认为是一种垂直方向悬挂的弹簧。它可能会影响作为传感器的性能。因此，我们通过使用超低音扬声器人为地向波纹管施加压力变化来测量频率特性。结果，我们发现波纹管的机械特性利用了自然振动结果发现，动态频率约为 80 Hz，因此测量频带的上限约为 50 Hz。对于假设从直流到次声的任何应用来说，这并不是一个严重的障碍，但重要的是要注意，波纹管的尺寸和结构如果您打算在高频段使用它，则在设计时需要牢记这一点。由于我们对波纹管中使用的差动变压器的线性度存在疑问，因此需要考虑其他类型的位置检测传感器。因此，我们借用了东京大学的光学位置传感器并进行了操作测试。结果，我们发现波纹管的压力灵敏度相差约2倍，并且观察到长期漂移。前者的原因未知。后者被认为是由于波纹管的问题造成的安装方法或温度变化的影响但是，有必要准备测试环境。在进行上述基本测试的同时，我们还研究了波纹管中内置位置传感器的气压计的设计，但遗憾的是，由于以下原因，我们未能取得原型生产的进展。短缺，我们想确认波纹管式气压传感器的未来可能性和发展方向，例如Martec的MB2000系列，我认为我成功了。