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振動発電機による無電源型加速度計測方法及び計測器

シーズコード S100003205
掲載日 2010年11月5日
研究者
  • 中野 公彦
  • 磯村 俊祐
技術名称 振動発電機による無電源型加速度計測方法及び計測器
技術概要 振動発電機1に振動が加わるとコイル14、15に電圧が発生し、その発電電圧は電圧計4によって計測される。その値を基に外乱包含制御理論を用いてデジタル計算機5によって磁石に与えるべき力を計算され、それに従って電気・電子回路3によって電流が制御される。デジタル計算機5によって、発電電圧から逆算した入力振動加速度の推定値を求め、コイル14、15に流れる電流が磁石に与えた力とそれによって生じる発電電圧の値と、コイルに流れる電流が磁石に与えた力と発電電圧の関係式から計算される発電電圧の値とを比較して差を求める。それを考慮してオブザーバによって推定値に修正を加え、振動発電機1に入力された振動加速度の推定値xeαを推定する。バネによって支えられた磁石と発電機の外枠に固定されたコイルからなる振動発電機の発電機としての機能とアクチュエータしての機能を利用し、振動発電機の磁石の振動を低減させ、振動発電機に加わった振動加速度推定値を外乱包含制御理論とオブザーバを利用して求めるように構成する。
画像

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研究分野
  • 時間,速度,加速度,角速度の計測法・機器
  • 振動の励起・発生・測定
展開可能なシーズ 振動から発電を行う振動発電機の発電電圧から発電機が曝された振動の加速度を計測し、振動加速度の推定が行われるデジタル計算機の計算式の中に、外乱包含制御とオブザーバを利用して推定値の誤差を常に修正する計算式を加えることによって、より精度良く振動加速度を推定する。
振動加速度を計測する加速度計、歪ゲージ式加速度計、圧電式加速度計など様々な形態の振動加速度計に、その動作のために電力を供給するための特別の電源を設けることなく適用できる。また、自動車用エアバックの衝撃検出用加速度計などのような、異常時のモニタリングに用いられる加速度計に用いることができる。また、人間のヘルスモニタリングを目的として、体内埋め込み型の体動センサ(心拍などによって発生する体の振動を計測する加速度計)などに無電源型の振動加速度計として適用できる。
用途利用分野 加速度計、歪ゲージ式加速度計、圧電式加速度計、自動車用エアバック衝撃検出用加速度計、体内埋め込み型体動センサ
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立大学法人山口大学, . 中野 公彦, 磯村 俊祐, . 振動発電機による無電源型加速度計測器. 特開2006-329800. 2006-12-07
  • G01P  15/11     
  • H02K  35/02     

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