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第2章

なぜ浮上質量法が必要か

力センサの動的校正法がない

静的な力(時間変化しない力)については、分銅などによる校正体系が整っています。しかし、時間とともに変化する力に対して力センサを校正する方法は、確立されていませんでした。そのため、変化する力を力センサで測ると、二つの大きな問題が生じます。

  1. 測った値の不確かさを、正しく決められない。
  2. 時間軸のゆがみを決められない。力センサの出力が、実際の力に対してどれだけ遅れ、どうゆがんでいるかが分からない。

「固有振動数が高ければよい」に根拠はない

現状、力センサの動的特性を評価するために使える指標は、ほぼ固有振動数だけです。固有振動数の高い力センサほど、動的な力を小さな不確かさで測れると一般に信じられています。しかし、この考えに論理的な根拠はありません。既知の基準となる変動力を使った動的校正法が、急いで必要とされています。

浮上質量法の答え

浮上質量法は、質量の慣性力という定義に基づく基準の力を、任意の時間波形で与えられます。上の二つの問題から自由です。

微小力でも同じ問題がある

1 mN〜1 N程度の小さな力を評価する需要が、産業・研究の多くの分野で高まっています。しかし、マイクロニュートン級の力は、静的な力でさえ計測法が確立されておらず、しかも生成・計測される小さな力の多くは変動する力です。浮上質量法は、この領域にも適用できます(7章)。


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The Levitation Mass Method(浮上質量法):力を定義どおりに測る精密力計測|藤井雄作(群馬大学)