作为 NEDO“开发创新传感技术以实现物联网社会”的一部分，米乐m6官方网站开发了微振动 (1 毫米/秒)，用于诊断建筑物和桥梁等基础设施的恶化情况。2度
利用这项技术，我们开发了“低噪声激光干涉振动响应评估装置”，该装置融合了高性能隔振机构和独特的信号处理技术，使得准确评估加速度传感器的响应特性成为可能。通过使用精确评估的加速度传感器，可以准确监测基础设施在弱振动下的振动特性，从而提高基于振动测量的劣化诊断技术的可靠性。
图1所开发的“低噪声激光干涉振动响应评估装置”概述
（检测振动特性变化引起的恶化）
图2 基础设施监控应用示例
建筑物、桥梁、道路等社会基础设施的老化，不仅是日本，也是全世界的重大社会问题。在日本，许多基础设施的历史都超过了50年，是在经济高速增长时期建造的，截至2018年，维护成本预计约为52万亿日元，到2048年约为123万亿日元。为了有效地进行维护并减轻这一负担，不仅需要使用传统的手动和目视检查，还必须使用使用物联网传感器和其他设备来及早有效地检测基础设施劣化的劣化诊断技术。
这样的技术之一是加速度传感器※1次要基础设施持续震颤※2监测精度高伺服加速度计※3而且便宜MEMS 加速度计※4等各类加速度传感器虽然使用了不同的传感器，但响应特性（加速度传感器的输出大小的频率依赖性以及相对于振动大小的延迟）根据传感器的不同而不同。如果不正确理解所使用的加速度传感器的响应特性，则将加速度传感器的输出值转换为实际振动量时可能会出现错误，从而导致错误的劣化诊断。因此，有必要准确了解加速度传感器的响应特性。
到目前为止，加速度传感器的响应特性通常在 10 左右2毫米/秒2通过施加数十毫米/秒的大振动进行评估2以下的微小振动，响应特性也不会改变，但可靠性尚未得到充分保证。特别是近年来用途不断扩大的MEMS加速度计，与高精度伺服加速度计相比，更依赖于施加振动的大小，并且由于上述假设而容易产生误差（图3，MEMS加速度计响应特性评估结果示例）。为了解决这些问题，希望通过施加与测量目标相同幅度但几十mm/s的微小振动来评估特性2准确评估加速度传感器对以下微振动的响应特性的技术尚未建立，这是一个重大挑战。
图 3 响应特性因振动大小而异（MEMS 加速度计）
基于此背景，NEDO（新能源和产业技术综合开发机构）委托项目“开发创新传感技术以实现物联网社会※5”（以下简称本项目），米乐m6官方网站（AIST）开发了融合了高性能隔振机构和独特信号处理技术的“低噪声激光干涉式振动响应评价装置”，在世界上首次成功地准确评价了加速度传感器对微小振动的响应特性。
此研究成果将发表在学术期刊《测量科学与技术
一般来说，加速度传感器的响应特性是通过使用振动激励器使待评估的加速度传感器振动并测量加速度传感器的输出电压信号和此时振动加速器的运动来确定的激光干涉仪※6的输出信号（参考信号）来评估。通过计算两个信号各自的幅度并计算比率来确定响应灵敏度。然而，即使拥有日本产业技术研究院拥有的世界最先进的振动响应评估设备，地面振动和激光干涉仪噪声也会阻碍参考信号的测量精度。-2毫米/秒210 起-1毫米/秒2这就是极限了。因此大约10毫米/秒2对于以下振动，相对测量误差超过几个百分点，无法做出准确的评估。
AIST 因此进行了改进，以提高参考信号的测量精度。首先，我们引入了低频隔振台来抑制地面振动，这是振动响应评估设备中的主要噪声源，并将激光干涉仪从零差式改为外差式，以减少评估设备引起的参考信号噪声。此外，通过使用独特的信号处理来计算幅度，我们成功地将噪声的影响降至最低，并显着提高了参考信号的测量精度。因此，在从 01Hz 到几十 Hz 的整个频段内，性能远远超过常规性能，这对于基础设施诊断非常重要10-2毫米/秒2我们开发了一种系统，可以按照以下精度测量参考信号（图 4）。
这使得传统技术很难评估 1 mm/s2的微小振动的情况下也可以精确测量参考信号并评估加速度传感器响应的技术。
图4 使用低噪声激光干涉振动响应评估装置提高参考信号的精度
[2]“低噪声激光干涉振动响应评估装置”评估能力演示
为了验证所开发设备的评估能力，我们测量了伺服加速度计的响应特性，该加速度计是加速度传感器中最准确的之一，速度为 1 mm/s2和 104毫米/秒2具有不同的加速度。根据伺服加速度计的工作原理，无论施加的振动大小如何，响应特性都将几乎恒定，因此如果使用开发的设备在不同加速度下评估的特性匹配，则评估是正确的。由于与建筑物和桥梁的典型固有频率相对应的01 Hz至几十Hz频段的响应特性尤为重要，因此我们在此频段进行了评估。
因此，现有技术中10成立4毫米/秒2以及新开发的1 mm/s2一致（图5）。这表明，即使在使用传统技术无法检测到的微小振动中，也可以准确测量响应特性。
图5微小振动响应特性评估技术的验证
使用开发的设备，只要传感器自身的噪声不干扰，就可以评估各种加速度传感器（例如MEMS加速度计）的响应特性，直至微小的振动。这有望确保加速度计的测量精度并提高基础设施诊断的可靠性。
作为该项目的一部分，AIST除了评估这次开发的微振动响应特性外，还将继续开发一种技术，该技术可以在改变温度和湿度的同时评估响应特性，以使加速度传感器的周围环境与实际测量时相似。这将创建一个可以评估基础设施诊断所有测量条件下的响应特性的系统，有助于进一步提高基础设施劣化诊断技术的可靠性。
NEDO 将成为世界上第一个开发这项技术以及创新传感设备的公司，这些设备可以检测超微量、在恶劣环境下运行，并执行现有物联网技术难以实现的非接触式和非破坏性测量，并支持基础技术的开发，从而有助于提高创新传感设备的可靠性。