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書籍詳細

音響テクノロジーシリーズ 23)

  弾性表面波・圧電振動型センサ

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近藤淳 静岡大教授 博士(工学) 著

工藤すばる 石巻専修大教授 博士(工学) 著

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発行年月日:2019/09/02 , 判 型: A5,  ページ数:230頁

ISBN:978-4-339-01138-8,  定 価:3,850円 (本体3,500円+税)

ジャンル:

超音波を利用したデバイスは,スマホやデジタルカメラなど身の回りで広く利用されているが,目に触れることはない。本書では,伝搬媒質表面近傍の振動を利用した弾性表面波センサ,固体振動を利用した圧電振動型センサを取り扱う。

【目次】

第I部 弾性表面波センサ
1. 弾性波センサ
1.1 弾性波デバイス
1.2 弾性波を用いた化学センサ,バイオセンサ
1.3 弾性波を用いた物理センサ
第I部 弾性表面波センサ
1. 弾性波センサ
1.1 弾性波デバイス
1.2 弾性波を用いた化学センサ,バイオセンサ
1.3 弾性波を用いた物理センサ
引用・参考文献

2. 弾性表面波センサおよび測定法
2.1 弾性表面波デバイス
2.2 代表的な測定システム
 2.2.1 発振周波数法
 2.2.2 位相差法
 2.2.3 バースト法
 2.2.4 ワイヤレス測定法
2.3 測定原理
2.4 共振子タイプと遅延線タイプ
2.5 検出限界
引用・参考文献

3. 弾性表面波センサの解析法
3.1 数値解析法
3.2 摂動法の基礎
 3.2.1 基本解の導出
 3.2.2 機械的摂動に対する基本解
 3.2.3 電気的摂動に対する基本解
3.3 速度変化および波数で規格化した減衰変化
引用・参考文献

4. 機械的摂動
4.1 空気中での質量負荷効果
4.2 ニュートン流体に対する機械的摂動
4.3 液体中での質量負荷効果
4.4 液体の密度と粘度分離測定
4.5 粘弾性流体
引用・参考文献

5. 電気的摂動
5.1 伝搬面上が空気の場合の電気的摂動
5.2 伝搬面上が液体の場合の電気的摂動
5.3 比誘電率-導電率図表
5.4 比誘電率-導電率図表を用いた液体評価
 5.4.1 導電率滴定
 5.4.2 ミネラルウォーター測定
5.5 導電率と誘電率を用いた水評価
5.6 基準液体の導電率が無視できない場合
引用・参考文献

6. 弾性表面波センサを用いた応用測定
6.1 ガスセンサ
6.2 バイオセンサ
 6.2.1 バイオセンサとは
 6.2.2 免疫センサ
 6.2.3 酵素センサ
6.3 多変量解析を用いた液体識別
 6.3.1 多変量解析
 6.3.2 多変量解析を利用した液体識別
 6.3.3 多変量解析を利用した混合液体評価
6.4 ニューラルネットワークを用いた電解質水溶液識別
 6.4.1 ニューラルネットワーク
 6.4.2 液体フローシステムを用いた測定
 6.4.3 ニューラルネットワークを用いた電解質の識別
6.5 センサ応答の推定
6.6 層状構造を用いた弾性波センサの高感度化
6.7 ワイヤレスSAWセンサ
 6.7.1 SAW温度センサ
 6.7.2 SAWひずみセンサ
 6.7.3 SAW圧力センサ
 6.7.4 SAWトルクセンサ
 6.7.5 インピーダンス負荷SAWセンサ
引用・参考文献

第II部 圧電振動型センサ
7. 圧電振動型センサ
7.1 弾性波機能デバイスの特徴
7.2 圧電デバイスの解析手法
引用・参考文献

8. 固体の振動
8.1 固体の弾性
 8.1.1 ひずみと応力
 8.1.2 弾性定数
 8.1.3 圧電方程式の表現方法
8.2 圧電振動と等価回路
 8.2.1 振動子の縦振動
 8.2.2 Masonの等価回路
8.3 圧電振動子の等価回路
 8.3.1 電気音響変換の基本式
 8.3.2 簡易等価回路
引用・参考文献

9. 振動子
9.1 縦振動子およびねじり振動子
 9.1.1 縦振動子
 9.1.2 ねじり振動子
9.2 横振動子
引用・参考文献

10. マトリクス法と有限要素法
10.1 振動体のマトリクス表示と特性解析
 10.1.1 振動体のマトリクス表示
 10.1.2 片持ち複合棒・双共振子の解析
10.2 有限要素法
 10.2.1 有限要素法の概要
 10.2.2 双共振音片振動子の結合振動の有限要素法解析
 10.2.3 圧電セラミック縦振動子の有限要素法解析
引用・参考文献

11. 振動型力センサ
11.1 弦の振動
11.2 複合音さ型振動子を用いた力センサ
11.3 各種構造の横振動子を用いた力センサ
 11.3.1 振動子の構造と振動変位解析
 11.3.2 力センサとしての特性解析
 11.3.3 加速度センサへの応用
 11.3.4 多軸加速度センサなどへの応用
引用・参考文献

12. 振動ジャイロ・角速度センサ
12.1 原理と構成
12.2 等価回路
12.3 感度特性
 12.3.1 性能指数の導出と考察
 12.3.2 回転角速度に対する出力電圧特性
 12.3.3 感度の実験的検討
12.4 応答特性
 12.4.1 周波数応答特性
 12.4.2 過渡応答特性
12.5 漏れ出力特性
 12.5.1 総合等価回路
 12.5.2 漏れ出力の低減化
引用・参考文献

13. 触覚センサ
13.1 接触インピーダンス法による触覚センサの原理
13.2 触覚センサの周波数変化率
 13.2.1 軟らかい対象物の場合
 13.2.2 硬い対象物の場合
 13.2.3 実験的検討
13.3 振動子の質量と触覚センサの周波数変化率との関係
13.4 触覚センサの高感度化の検討
 13.4.1 有限要素法によるホーン型縦振動子の等価質量の解析
 13.4.2 触覚センサの構成例
 13.4.3 実験的検討
引用・参考文献

索引

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