Sensing
「そこまでいうなら、間を取って１１進法にしましょうか」
－－－ラグランジュ、メートル法に１０進法を採用するにあたって１２進法を主張する委員に対しての言葉
「すべての時代に、すべての人々にそれは捧げられなければならない」
－－－コンドルセ、メートル法について
「本当のプロフェッショナルと言われる専門家は机上だけでは育たない」
－－－伊藤泰郎
「本来、量と数とは関係のないものであるから、量を数値で表すためにはあらかじめ両者に１：１の対応関係の規則を定めておく必要がある」
－－－眞島、磯部著『計測法通論』
「薄板、針金を平らにあるいは真直ぐにする一番良い方法はは引張ることである。」
－－－眞島、磯部著『計測法通論』
「重要特許ほど係争が激しく、特許登録までに時間がかかる傾向にある」
－－－越智成之
「ＣＣＤの研究開発は雑音との果てしない戦いの歴史となった。」
－－－越智成之
「真の科学者が現在の真理を破壊し、未来の真理を想像する者とすれば、真の技術者は理論限界を探求する者ではなく、技術的ブレークスルーで理論限界を超える者ではないだろうか？」
－－－越智成之
☆一般
☆温度、湿度、熱計測
☆光計測、電磁波
☆イメージセンシング
☆物理計測
☆生体等計測
☆化学物質計測
☆ＴＩＰＳ
◆電気回路
＿◇水銀接点
電気接点に水銀を用いれば接触抵抗を一定に保てる
水銀は小孔から漏れない
アマルガムが生成しないように鉄の栓を電極とする
＿◇変化電流の抽出
検流計Ｇに変化電流のみを流す
検流計に対して、抵抗Ｒと電池Ｂをシャントに入れる
抵抗Ｒによる電圧降下Ｒ＊ｉを電池電圧Ｅと等しくなるように調整する
a-b間の電位は０となりＧに電流は流れない
ｉがｉ＋δｉに変化すると、検流計の抵抗をＲｇとして
ｉ＋δｉ＝ｉｇ＋ｉＲ
Ｒｇ＊ｉＧ－Ｒ＊ｉＲ＝Ｅ
ｉｇ＝（Ｅ＋Ｒ＊（ｉ＋δｉ））／（Ｒ＋Ｒｇ）
Ｒｉ＝Ｅなので
ｉｇ＝（Ｒ／（Ｒ＋Ｒｇ））δi
Ｒ＞＞Ｒｇにとれば、ｉｇとδｉはほぼ等しくなる
主ＧＮＤ（b)
────┬──┐Ｂ
│ ─┴─
│ ┯
┌──┤ │
┌┴┐┌┴┐┌┴┐
│Ｒ││Ｇ││Ｒ│
│ｇ││ ││ │
└┬┘└┬┘└┬┘
└──┤ │
ｉＧ↑ │(a)
→───┴─→┘
ｉ＋δｉ ｉＲ
◆工作法
＿◇平坦化、真直
薄板、針金。。。まっすぐにする一番良い方法はは引っ張ることである。
＿◇球
球を作るには転がすに限る。
⇒研磨剤にしだいに細かいものを使う。
＿◇除震台
ゴム板の無いとき、ゴムまり３個の上に板をおいても除震台になる。ただし、温度が変わるとまりのゴムの厚さの違いから膨張に差を生じ傾くことがある
◆その他
＿◇薄い層の厚み
端を斜めに切って、切り口の拡大された層の厚みを測る
☆計量法
日本電気検定所
http://www.jemic.go.jp
☆参考
◎デシベル(decibel, DB)
ある基準値に対する比の常用対数の値を１０倍した単位。ある基準値Aに対する値Bは、（電力の場合）
10 log (B/A) デシベル
ただし、電力は電圧または電流の２乗に比例するので（電圧または電流の場合）
20 log (B/A) デシベル
※電圧
0 dB…基準と同じ
1-10%程度…1%が0.1dB
3 db…√2(1.41)＝出力電力半分
6 dB…2倍
10 dB…約3倍
20 dB…約10倍
※相対利得同士、相対利得と絶対利得の足し算引き算はOKだが、絶対利得同士の足し算引き算は誤り
※B（ベル）はSIに属さないが、SIと併用される単位
◆増幅器の利得の場合
入力xと出力yの比
G= 20 log (y/x)
◆音圧の場合
2 x 10^-5 Paを基準とする比をdBで表現する。
※dBSPL(Sound Pressure Level)
0dB=振幅圧力の実効値が20μP（20μPは人間に聞こえる最小の音圧とされている）の音とした音圧レベル単位。
※騒音環境基準：
幹線道路 昼70dB、夜65dB以下
※Pa = 1 N/m^2
◆音の強さの場合
単位断面積を単位時間に通過する音のエネルギーWm^-2。
I0=10^-12 Wm^-2を基準とする比をdBで表現する。
y = 10*log(10) (I/I0)=10*(log(10)I – log(10)I0)
※phon（フォン）は、同じデシベルでも周波数により人間の耳に感ずる音の大きさが異なるため、dBで表した1000Hzの音と同じ大きさに聞こえる音（周波数に関係なく）をphonとする。
◆dBV
0dB=1Vとした電圧表示。
◆dBm（電力値）
６００Ωという条件で０ｄＢ＝１ｍＷとした電力表示単位及び電圧表示単位（電圧では０ｄＢ＝０．７７５Ｖになるがこれは０ｄＢ＝１ｍＷと同じ）。電話など６００Ω系で使われる。
◆dBW（電力値）
1Wを0dbWとする。
◆dBμ（電圧値）
1μVを0dbμとする。通信機など50Ω系の終端電圧は107ｄBμ＝0ｄBmになる。
◆dBs
０ｄＢ＝０．７７５Ｖとした電圧表示単位
◆dBμV/m
0dB=1μV/mとした電界強度の単位（１ｍの高さの標準アンテナが１マイクロボルトの電圧を検出する電波の強さを０ｄＢとした電界強度単位）。
◆dBi, dBd
球形の放射パターンを持つアンテナの利得＝0ｄBi（絶対利得）
基準を半波長標準ダイポールアンテナとした場合は0ｄBd（相対利得）
0 dBd = 2.14 dBi
◆dB/m
ケーブルなどの減衰量を表す。「０．０３３ｄＢ/ｍ」と表示してあれば「１ｍ当たりの減推量が０．０３３ｄＢ」の意味で、１００ｍでは３．３ｄＢの減衰。
※インピーダンス系
低周波６００Ω
高周波５０Ω
同じ0dBmでもその終端電圧は、
６００Ω系 終端電圧Ｖ
Ｖ＝√（１ｍＷ×６００）＝０．７７５[ｖ]
５０Ω系 終端電圧Ｖ
Ｖ＝√（１ｍＷ×５０）＝０．２２４[ｖ]
◆dBHL
０ｄＢ＝０ＨＬ(ゼロ hearinng level)とした聴力レベル単位（０ＨＬ：正常聴力の成人がもっとも良い条件のもとで聞こえる最小音量の平均値、JIS T1201に規定されている）。オージオメーターによる測定に用いる。聴力レベルの０ｄＢは音圧レベルの４ｄＢに相当。
◎地磁気
◆偏角、伏角
①偏角
地磁気の水平分力の真の北からの振れ角。日本付近では５から１０度ほど西を向く。
②伏角
地磁気の３次元的な方向と水平からの振れ角。日本付近では４０から６０度ほど下を向く。
◎単位系
◆MKS単位系
力学にあらわれる物理量の単位は長さ、質量、時間の単位を決めれば３つから全て定まる
長さ m
質量 kg
時間 s
◆MKSA単位系
MKS単位系に電流の単位[A]を加えた単位系
◆SI基本単位系(SI=国際単位系）
MKSA単位系に、[K][cd][mol]を基本単位として加えたもの
長さ メートル m
質量 キログラム kg
時間 秒 s
電流 アンペア A
熱力学温度 ケルビン K
物質量 モル mol
光度 カンデラ cd
※メートル
定義「1秒の299792458分の1の時間に光が真空中を伝わる行程の長さである。」この定義により、光の速さは1秒間に299792458mとなる。
歴史的には、メートルの定義は、地球の子午線の1/4000万の長さ。人工物のメートル原器の長さはクリプトン86からの放射電磁波の波長による定義へと変更された。現在では上記の長さをメートルの定義として、「よう素安定化レーザ」を用いて測定される。
※産業技術総合研究所
http://www.aist.go.jp/db_j/list/l_news_topics.html
国際単位系
※ユニットマーケット
http://www.unitmarket.jp/
◆緯度、経度
※国土地理院
http://www.gsi.go.jp/KIDS/PAMPHLET/p9.htm
◆組み立て単位
基本単位から組みたてられる物理量の単位
＿◇周波数 ヘルツ [Hz]
s^-1
＿◇力 ニュートン [N]
m * kg * s^-2
＿◇エネルギー、仕事 ジュール [J]
[J] = [N * m] = [C * V]
m^2 * kg * s^-2
＿◇仕事率、電力、パワー ワット [W]
[W] = [J/s] = [A*V]
m^2 * kg * s^-3
＿◇圧力、応力 パスカル [Pa]
[Pa] = [N/m^2]
m^-1 * kg * s^-2
＿◇電気量、電荷 クーロン [C]
[C] = [A*s]
s*A
＿◇電位、電圧 ボルト [V]
[V] = [J/C]
m^2 * kg * s^-3 * A^-1
＿◇静電容量 ファラド [F]
[F] = [C/V]
m^-2 * kg^-1 * s^4 * A^2
＿◇電気抵抗 オーム [Ω]
[Ω] = [V/A]
m^2 * kg * s^-3 * A^-2
＿◇磁束 ウエーバ [Wb]
[Wb] = [T*m^2] = [V*s]
m^2 * kg * s^-2 * A^-1
＿◇磁場（磁束密度) テスラ [T]
[T] = [Wb/m^2]
kg * s^-2 * A^-1
＿◇インダクタンス ヘンリー [H]
[H] = [Wb/A] = [V * s /A]
m^2 * kg * s^-2 * A^-2
＿◇放射能 ベクレル [Bq]
s^-1
＿◇吸収線量 グレイ [Gy]
[Gy] = [J/kg]
m^2 * s^-2
＿◇線量当量 シーベルト [Sv]
[Sv] = [J/kg]
m^2 * s^-2
◆cgs単位系
長さ cm
質量 g
時間 s
◆有理系と非有理系
①有理系：クーロンの法則の係数に1/4πがあらわれる
マックスウエル方程式にはπが現れない
②非有理系：クーロンの法則の係数に1/4πがあらわれない
マックスウエル方程式にπが現れる
※静電単位系他
esu Electrostatic system of units
電気量にかかわるもの（ε0）をまず定義してからその他を決める
emu Electromagnetic system of units
磁気量にかかわるもの（μ0）をまず定義してからその他を決める
Gauss
両方（ε0、μ0）定義する
MKSA
電流を独立量に選んでε0、μ0を与える
※通常、esu, emu, Gauss系は非有理系、MKSA系は有理系で書かれる
※MKSA系では、電流量が独立であり
ε0=10^7/4πC^2 (Cは光速）
μ0=4π10^-7
よって、(ε0*μ0)^(-1/2)=Cとなる。
※E-H対応とE-B対応
①E-H対応：磁気量として磁荷を考え、磁荷に対するクーロンの法則を基本とする。
（電気と磁気を同じ形式で表現できるが、現実には磁荷は存在しない。）
②E-B対応：磁荷を考えず、力はアンペールの力を基本とし、磁束密度をビオ・サバールの法則で与える。
※表記法
①div E ∇・E
②rot B ∇×B （curl B）
②grad φ ∇φ
◆次元
1次元 [L]
2次元 [L^2]
3次元 [L^3]
物理量Ｙの次元
[L^a M^b T^c]
L: Length
M: Mass
T: Time
①式A=Bの左辺と右辺の次元は常に同じでなければならない。
②次元が異なる２つの量を足し合わせることはできない。
③次元の異なる量の割り算は可能
※次元解析 方程式の具体的な内容に立ち入ることなく、両辺の次元計算のみによって方程式の真贋を論議する。
◎参考文献
パリティ物理学コース 一般物理学 上
平成4/9/30 太田著、丸善
鉄理論=地球と生命の奇跡
2005/3/20 矢田浩 講談社
http://asaseno.cool.ne.jp/tech/bunpu07.html
応用物理の最前線 早大理工学部応用物理学科 2004/7/20 講談社
よくわかる高校物理の基本と仕組み 北村 2004/9/7 秀和システム
http://www.ryoushi-rikigaku.com/
第3版 基礎物理学 原康夫 2006/10/30 学術図書
岩波講座 応用数学17 古典物理の数理 今井功 1994/10/28 岩波書店
高校数学でわかるシュレディンガー方程式 竹内淳 2005/03/20 講談社
光と物質のふしぎな理論 ファインマン 釜江、大貫訳 岩波書店 1987/6/23
基礎からの流体力学！ 河村哲也 2006/3/30 山海堂
光速より速い光 ジョアオ・マゲイジョ 青木訳 日本放送出版協会
大人のための「数学・物理」再入門 吉田武 2004/1/25 幻冬舎
IT Text 音声認識システム 鹿野他 オーム社 2001/5/15
http://www.tdk.co.jp/techmag/ferrite/index.htm
テラヘルツ波技術開発のあらまし,寶迫巌,情報通信研究機構,RFワールド,2009/03/01,CQ出版
新しい物性物理 伊達宗行 2005/6/20 講談社
「ものをはかる」しくみ 関根、滝澤 新星出版社 2007/7/25
計測法通論 1974/6/15 眞島、磯部 東京大学出版会
センサ活用ハンドブック 2006/10/1 山本潔 CQ出版
センサ・シンポジウム２００９「熱電変換技術の新たな展開」産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 熱電変換グループ 研究グループ長小原春彦
http://konicaminolta.jp/instruments/knowledge/color/part1/index.html
ＥＤＮ Japan 2009/9 歪ゲージの落とし穴
なんでも測定団が行く 2004/8/20 武蔵工業大学 講談社
日経エレクトロニクス 2003/11/10 P.117
ＥＯ Edmund optics japan 2009年度版マスターソースブック
EDN Japan no.109 2010.3 P.43-P.49「基礎から見直すコイル／トランス」 Sameer Kelkar, Power Integrations
見えないものを見る技術 伊藤泰郎 2008/2/20 講談社
http://www.toyo.co.jp/solartron/apli/apli1.html
インピーダンス測定ハンドブック 2003/11 Agilent Technologies
NEハンドブックシリーズ2011 センサ 2011/05 日経エレクトロニクス編集 日経BP社
http://www.hakko.jp/
イメージセンサの技術と実用化戦略 2013/1/20 越智成之 東京電機大学出版局
デジカメの画像処理 2011/4/20 蚊野監修映像情報メディア学会編 オーム社
ＣＭＯＳイメージセンサ 2012/8/6 相澤、浜本編著 映像情報メディア学会 コロナ社
あらゆるところに賢いカメラ 竹居、久米 日経BP社 日経エレクトロニクス 2012/8/20 1089号、P.23-P.47
https://www.aquacast.co.jp/techinfo/lec/report_factorization.pdf
http://www.dbkids.co.jp/popimaging/seminar/frequency/image_1dim.htm