ブックタイトルマツダ技報 2013 No.31
- ページ
- 176/228
このページは マツダ技報 2013 No.31 の電子ブックに掲載されている176ページの概要です。
秒後に電子ブックの対象ページへ移動します。
「ブックを開く」ボタンをクリックすると今すぐブックを開きます。
概要
マツダ技報 2013 No.31
No.31(2013)マツダ技報3.シート型変動荷重センサ3.1荷重検出原理シート型変動荷重センサの検出原理をFig. 2に示す(1)。荷重が入力されることにより両面に電極をつけた圧電フィルムの両面に張り付けられたゴムが,圧縮力により水平方向へ伸び,圧電フィルムの電極に電荷が発生する。Impact Load|Vout|/kW3.0E+052.0E+051.0E+050.0E+000.0010.010.11101001000Frequency (Hz)90RubberRubberElectricChargeφ(Degree)6030PizezoelectricFilmImpact Load00.0010.010.11101001000Frequency (Hz)Fig. 4 Frequency Response of Electric CircuitFig. 2 Load Measurement Principle of Detection3.2荷重検出回路と周波数特性圧電フィルムの出力信号を計測するために,Fig. 3に示す回路で計測を行った。圧電フィルムは電流源Iと静電容量C 1で表すことができる。またセンサ出力が荷重と比例するようにするために静電容量C 2を並列接続した回路を通して入力インピーダンスR 0の記録器に接続している。回路の出力応答と位相遅れφを式(1),(2)に示す。式中のkは比例定数,Wは荷重,ωは角周波数である。本研究では,回路の静電容量C2=4.4μF,計測器の入力インピーダンスR0=100k?となっており,この回路における出力特性と位相遅れをFig. 4に示す。周波数が10Hz以上では出力が安定し,位相遅れもなく,10Hz以上の現象を計測する衝突試験で適用可能であると考えられる。Vout/ kW ?1??R? ? ??2 ?RC ? C0012(1)3.3センサの仕様開発したセンサをFig. 5に示す。側面衝突試験時のハニカムバリアが車体から受ける荷重計測に適用できるように,圧電フィルムをシリコンゴムとパンチングメタルで挟み,更に衝撃荷重に耐えられるようにジュラルミンで表面を被覆した。許容荷重は50kN,質量は500gと軽量である。DuraluminPunching MetalSilicon RubberPiezoelectric FilmSilicon RubberPunching Metal? ? tan?1?1/?R0?C ? C12??(2)Fig. 5 Impact Force SensorPiezoelectric Film Circuit Recorder4.荷重センサの特性検証4.1単体テストによる特性検証IC1C2RVout本荷重センサの単体特性をFig. 6に示す方法で検証した。このテストでは検証用のロードセルの上に荷重センサを重ねて置き,衝突テストで用いるハニカムバリアを介しインパクタを垂直落下させて荷重の計測をFig. 3 Electric Circuit実施した。Fig. 7に示すように,荷重センサはロードセルと同等に荷重が計測可能であることが確認できた。―169―