位置センサの安定した設置方法について

質問

ある測定物との距離を数umオーダーで検出するセンサがあり、
測定物は10mの板状のもので、左から右に流れ、板厚みの変動を測定しています。

センサの取り付け方法は、センサを取り付ける横方向のシャフトが150mm、
横方向のシャフトを地面に固定する為の縦方向のシャフトが150mmです。
シャフトの径は、直径10mmです。

このセンサを振動などの影響がない状態で測定を行えるように改善しようとしているのですが、
センサを取り付ける台、シャフトの長さ、径はどのようなものにすればいいかを、
理論的に決めたいのですが、計算の仕方があるのかどうなのかも分かりません。

振動などの影響によるセンサの位置変動は、1umに抑えるように改善したいです。
シャフトの長さ、径や構成は変更可能です。

どなたかご教示いただけないでしょうか。
計算方法例題などあればよろしくお願いします。

回答No.1

tance

1μmを問題にする測定は結構大変だという認識を持つ必要があります。
絶対値まで高精度を要求されるのか、再現性だけあれば良いのかで大変さが全く違ってきます。

それはさておき、現在の実力値をまず測ってください。（どうやって測るかも問題ですが）
そして、何倍強くすれば良いかを見極めます。
ごく大雑把な言い方ですが、支柱は直径を２倍にすれば強度は８倍になります。（３乗）
また、長さを２倍にすれば強度は８分の１になります。（-3乗）

これを頭に入れて、太短いものに代えれば状況を改善できるでしょう。

ただし、振動というものには共振という現象があり、単純に強度だけでは済みません。でも、基本的に、強度を上げれば共振周波数も上がり、良い方向になります。同時に軽くすることも効果があります。同じ質量なら、「根本」に近いところに重心を持ってくることも効きます。当然、支柱と支柱の接続にガタがあってな意味が無いし、ジョイントが柔であっては元の子もありません。

以上、極めて定性的ですが、程度が解らないのでまずはこのくらいの改造からやってみるのが良いのではないでしょうか。