自励発振型センサの時間分解検出と制御の理論とシミュレーション

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MSS25053

グループ名: 【E】センサ・マイクロマシン部門 マイクロマシン・センサシステム研究会

発行日: 2025/05/26

タイトル(英語): Theory and simulation of time-resolved detection and control of self-excited resonant sensors

著者名: 安藤 繁(東京大学)

著者名(英語): Shigeru Ando(University of Tokyo)

キーワード: 共鳴|自励発振|センサ|微分方程式|時間周波数領域|resonance|self-excited oscillation|sensor|differential equation|time-frequency domain

要約(日本語): 自励発振型センサは，共振系の周波数変化を介して，対象物理量を高感度高SN比で捉える。従来の実装法は，十分な正帰還下で発振周波数をFM検波するものであったが，対象変化への追従性，飽和に伴う周波数誤差などの問題が生じていいた。本報告では，系の微分方程式を短時間フーリエ係数の代数方程式に同値変換し，振動パラメータを最大時間分解能で求めるともに，発振状態の制御に用いる。発表では，FM検出型の原子間力顕微鏡を想定し，基礎理論の導出とシミュレーション結果を示す。

要約(英語): This paper presents an exact algorithm to obtain the vibration parameters of self-excited resonant sensor from its short-time waveform, and use them to maintain the best resonant condition. It is applied as sensing and vibration control schemes of the FM-type atomic force microscope. Detailed theory and simulation results will be shown.

本誌: 2025年5月29日-2025年5月30日マイクロマシン・センサシステム研究会

本誌掲載ページ: 47-52 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,531 Kバイト