情報センシング第5回講義

7問 • 2年前

コー

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問題一覧

ドップラー効果について簡潔に説明せよ。

ドップラー効果とは、音波や電磁波などの波の発生源と観測者との相対速度によって、波の周波数が異なって観測される効果。

超音波ドップラーセンサについて簡潔に説明せよ。

超音波ドップラーセンサとは、周波数20[kHz]以上の超音波を放射し、移動体からの反射波を受信して、その周波数を求めることで、移動体の速度を検知するセンサ。

光ドップラーセンサについて簡潔に説明せよ。

光ドップラーセンサとは、レーザー光やマイクロ波などを放射し、移動体からの反射波を受信して、光学的ヘテロダイン検波により周波数のずれを求めることで、速度を検知するセンサ。

ロータリエンコーダとは、回転の(①)を電気信号に変換して、回転の速度や角度を検出するセンサである。回転速度を求めるロータリエンコーダを(②)型とよぶ。(②)型は、(③)に固定され、かつ、外周部に光を透過する窓を設けた(④)と、それを挟んで対向させた(⑤)と(⑥)から構成される。(④)が回転すると(⑥)からは三角波に近い(⑦)が出力される。回転速度は(⑦)の(⑧)を(④)の外周に設けられた窓の数で割ることで求めることができる。一方、回転の角度を求めるロータリエンコーダを(⑨)型とよぶ。(⑨)型は、(④)に複数の光学(⑩)を持ち、(⑩)数と同じ数の(⑤)と(⑥)を設置したものである。各々の(⑩)には、(③)の角度に対応する(⑪)値のコードが明暗の模様として付けられている。すなわち、(④)には角度毎に(⑫)の異なる番地が付与されており、(⑥)からの出力信号は(③)の角度を示すデータになっている。

変位量, インクリメンタル, シャフト(回転軸), スリット円板(円板), 発光素子, 受光素子, 擬似正弦波, 周波数, アブソリュート, トラック, 2, 2進数

質量mの物体にかかる力をF、物体の加速度をaとすると、(①)=(②)が成り立つ。また、フックの法則より、ばねにかかる力をF、ばね定数をk、ばねの(③)をxとすると、(④)=(⑤)が成り立つ。この二つの式より、a=(⑥)が成り立つ。すなわち、加速度aはばねの(③)xに比例する。(⑦)でも同様のことが成り立つため、ばねや(⑦)が力を受けたときの(③)を電気の物理量に変換すれば、加速度がわかる。

F, ma, 変位量, F, kx, kx/m, 金属棒

圧抵抗型加速度センサについて簡潔に説明せよ。

圧抵抗型加速度センサは、金属や半導体に力を加えてひずみを与えたときに電気抵抗が変化する圧抵抗効果を利用した加速度センサで、ピエゾ抵抗型加速度センサとも呼ばれる。

静電容量型加速度センサについて簡潔に説明せよ。

静電容量型加速度センサは、ばねで支えられた物体と櫛歯状電極から構成され、物体が変位すると櫛歯状電極の電極間距離が変わり、電極容量が変化することを利用した加速度センサ。

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