簡易音圧センサの研究と製作

簡易音圧センサの研究と製作 Ｔ１７Ｅ００７　　伊藤　佑一Ｔ１７Ｅ００４　　阿部　冬真担当講師　杉本　恒美助教授

背景 ○現在使われている音圧センサは高価なもの　　が多く破損した場合、すぐに代用が出来ない。 ○今回のプロジェクト研究では安価な材料を使用し簡易的な音圧センサの研究と作成を目的とする。 ○音波の可視化を目指す。

原理 • 圧電素子（PZT）には音圧（振動）を加えることにより電圧を生ずる逆圧電効果という性質がある。このことを利用しPZTとLEDを直結させて音圧センサとする。 • しかし、このままではうまく作動しないため、電源を設けて約０．６～０．７Ｖの電圧をあらかじめかけておく。

実験装置 • 実験は凹型振動子を水中に沈めて行う。 • ファンクションジェネレータで共振周波数（５３０ｋＨｚ）を発生させ、それをアンプで増幅させたものを凹型振動子で超音波として発生させている。ファンクションジェネレータアンプ凹型振動子

試作品 ラインセンサの作成を行った。これは一つのセンサを並列に並べたものである。写真では電源から電圧を掛けてＬＥＤを光らせている。 →

実験方法 　電源につないだ回路を水中に沈め、振動子の上で動かしてＬＥＤの光度を見た。

今までは音圧センサを直接手で持って実験を行っていた。今までは音圧センサを直接手で持って実験を行っていた。しかしこれでは実験者の手が濡れてしまうときがあるため、濡れないように持つ部分を作成した。なお、これは曲がるようになっていて、音圧センサを縦にしても横にしても対応できるようになっている。

３次元キャド（ソリッドワークス）を使用したカバーの作成３次元キャド（ソリッドワークス）を使用したカバーの作成回路を直接水中に入れていると錆びなどの劣化が起こる。そのため回路を覆い、水の浸入を防ぐカバーの作成を行う必要がある。３次元キャドを使用してカバーの設計を行った。表面

裏面

ウインドウコンパレータ 　与えられた電圧によってLEDが点灯するウインドウコンパレータの実験を試みた。この実験ではOPアンプを用いて行った。 +V +入力 + -入力出力 - -V OPアンプの内部構造 OPアンプ(351N)

+V EL>Ei ならLED1点灯 - V+ EL + V- LED1 Ei LED2 V+ - + V- EH Ei>EH ならLED2点灯 Eo ウインドウコンパレータ

Ei EH EL V+ E0 0 V-

今後の課題 　　ウインドウコンパレータ回路を作成し、回路にPZTを導入することで、音圧の強さによって点灯するLEDが変化するような音圧センサの製作を目指す。