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著作

  • 共著:「次世代センサハンドブック」培風館(2008)、「マイクロセンサ工学」技術評論社(2009.8)
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    アナログ電子回路設計入門 (1994.12)、コロナ社: 実践アナログ回路設計・解析入門 (2005.1)、日刊工業: オペアンプ基礎回路再入門 (2005.7)、日刊工業: ダイオード・トランジスタ回路入門 (2005.12)、日刊工業: スイッチングコンバータ回路入門 (2006.9)、日刊工業: これならわかるアナログ電子回路基礎技術 (2007.6)

専門とする事項

  • 電源を含む精密アナログ電子回路の設計・開発、およびその教育、技術指導。センサ・アクチュエータシステムの構築。電子機器の不良解析指導および再発防止指導。解析主導型設計の推進と回路シミュレータの実践的活用指導。技術的側面からのプロジェクト管理指導。

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2006年5月

2006年5月31日 (水)

フライトシミュレータ

今やパソコンベースのフライトシミュレーターといえば、マイクロソフト社の物が定番である。

私は9801時代の「ナイトランディング」の時代からの愛好者である。当時は、適合するフライトジョイスティックが少なく、やっとの思いで、S社のサイバースティックを使って横風10mの着陸までできるようになった。大型機をシミュレートした時間遅れのある機体をだましだまし着陸させた。

今はMS社のソフトでフライイトジョイスティックを使って時々、セスナを飛行場近くで離陸・着陸を楽しんでいる。

フフライトシミュレータは一応着陸までこなすには、30時間くらいの訓練が必要だ。そして、離着陸の技量を維持するには2週間に1度くらいは飛ばないと技量が落ちる。私は、まだ計器飛行ができないので、遠くまで飛べない.

フライトシミュレータで難しいのは着陸態勢に入るときである。着陸進入地点で、ある範囲の速度、方向に機体を制御できなければ、修正を重ねてフラフラと着陸操作をすることになる。

プロの旅客機パイロットでも最終旋回を終えてみないと、滑走路に規定の速度、高度で向かっているかどうか判らないという。

少し本格的なフライトシミュレータは航空力学のある程度の知識がないと、うまく飛ばせない。エルロン、フラップ、ラダーなどの操作がお互いに干渉するからである。

フライトシミュレータは、限られた時間の中で多変数の制御を実時間で行うゲームである。アナログエンジニアの日常に近いゲームである。

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2006年5月30日 (火)

六角レンチ

日本ではもちろんメートル規格品の物が流通している。いまは、M3用から、かなり大きいサイズのものまで、例えば、日曜大工店で手に入る。

小さいサイズの六角レンチは入手が意外に難しい。非常に小さいサイズの六角レンチが必要な器具や部品には、適合する六角レンチが付属してくる。この工具をきちんと保管しておかないと、後に調整すときにどうにもならない。六角レンチは特殊工具の範疇に入るものとされている。一般家庭にはないことが多いからである。

インチ規格の六角レンチになると、それなりのお店に行かないと手に入らない。インチ規格品とメートル規格品では寸法が微妙に違うので、似た寸法の六角レンチでも滑って回せないことが多い。

手元に適合する六角レンチがないときには、近いサイズの六角レンチの先だけ、ヤスリで整形して使うこともある。注意深く合わせないと、六角穴を丸めてしまう。

外したネジもなくさないようにしなければならない。ネジにはメートル系だけではなくインチ系のサイズがあり、頭の形状も平小ネジ、皿小ネジ、半丸小ネジ、座付小ネジがあり、長さも種々ある。

ネジを紛失すると、分解したものが組み立たなくなる。

ネジされどネジ。それを回す工具は大事に工具箱に保管しておこう。

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2006年5月29日 (月)

低抵抗

電子回路では低抵抗といえば100Ω以下の値である。

低抵抗には巻腺形抵抗が多く使われる。ふつうマンガニン系の低温度係数で比較的比抵抗の高い金属線が使われる。そして、セラミックボビンにコイル状に多数回巻いて所定の抵抗値を得る。

巻腺抵抗器は空芯ソレノイドに近い構造をしているので、インダクタンスとしても働く。一般に周波数が高くなるとそのインピーダンスZが高くなる傾向が強い。巻腺抵抗器を100kHz程度以上で使うときには、この効果を考慮しなければならない。LCRメータが手元にあれば、巻腺抵抗器のインダクタンスを測ってみるとよい。意外に大きなインダクタンス成分が測定され、抵抗器の大きさと抵抗値によってそのインダクタンス成分がかなり異なるはずである。

巻腺抵抗の多くは電力用抵抗として使われる。小形化のためには、セメント被覆など有機材料に頼らないで、定格電力の設計温度上昇を高めてあるものが多い。プリント基板は耐熱性の巻腺抵抗の温度上昇に耐えられないことがあるので、プリント基板から少し抵抗体を浮かして実装することもある。

高い周波数でインダクタンス成分が少ない低抵抗は、無誘導抵抗として市販されている。一般的ではないが電子回路では、必要に応じて無誘導タイプの低抵抗を使う。

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2006年5月28日 (日)

バイタリティ

バイタリティのある人は、意外に腕力づくの仕事ぶりであることが多い。バイタリティのある人は、下手な鉄砲、数射ちゃ当たる式の方針も実行可能だ。

バイタリティの足らない人の選択枝は、熟慮断行型の選択枝が有力だ。数を射ち、徹夜も厭わないだけの体力がない。したがって、生き残るためには自分の行動の的中率を高める工夫をせざるを得ない。

私の見た多くのバイタリティのある人は、私から見て驚くほど活動量が多い。睡眠時間も4時間あれば、連続してその生活が送れる。一見無駄なことも、平気でこなしてみせる。

バイタリティのある人の多くは、その生命力というか身体的能力故に一見無駄なことを多くこなすことができるが、熟慮断行型の人は私の周りにはすくない。しかし、バイタリティの足らない人の多くは、少ないエネルギーで効率を上げることに努力することになる。精神の活発さと肉体的活発さは基本的には別であるが、バイタリティの足らない人間は、肉体的疲労が蓄積すると精神活動を維持できなくなる。

修羅場に活路を見出すことができる知恵と体力を備えた人が、トップに立てる。バイタリティ弱者はさまざまな生活の知恵と体力節約術を駆使しながら参謀として生きていく。

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2006年5月27日 (土)

定年まであと半年

アナエンは定年まであと半年である。出勤日で数えると残り121日である。年休は合わせて60日あるので、出勤率50%でも、37年強の会社人生に一区切りをつけることができる時期に来た。

会社生活は約1万日、残り約1%というところか。1日に例えると、8:30に出勤して17:00に定時を迎える生活の中では、今16:54の時間帯にある。

残り半年だが、半年しかないと考えるか半年もあると考えるかで残り120日の生活が変わる。半年という期日は少し大きな開発をやるにはもう時間が足りない。しかし、半年あればもう一仕事できる。技術の伝承もある程度できる。

その中で私がきちんとやりたいのは「立つ鳥後を濁さず」である。退職の日、供与、支給品以外は机には何もなく、キャビネットには残された書類もない。遣り残した仕事もない。後は最後のあいさつ回りと社長との定年会食があり、午後3:00には関係者に見送られて自宅に帰る。

アナログエンジニアとして約40年、最近になって伝えること、学ぶことの意味がわかってきた。世の中は知らないことのほうが基本的に多い。そして、伝えるときには、自分が費やした時間の少なくとも1/10の時間で伝え切れなければその伝承は不成功だと思う。ゆとり教育の方針の下で育った若者たち(と決め付ける考えではないですが)は、いまひとつ執念が足りないような気がする。貪欲さあるいは貧しさを知らない世代なのかも知れない。

アナエンは基本的に活発な若者たちの応援団になりたいと思っている。退職すれば、今までとは異なる活動ができると考えている。このブログでは、アナログエンジニアは確実に育てることができるというニュアンスで記事を書くことが多かったが、世代に関係なく、アナログエンジニアとしてプロになれる人とそうでない人の資質の違いを感じることがある。

アナログエンジニアは危険を察知し行動できる野生的感覚が必要だ。アナログエンジニアは育てるてるものではなく、育つものだと思う。年配者がすぐに提供できるものは、その野生人:アナログエンジニアの環境と生活の知恵の伝承だと思う。

もちろん、高校生の時代からのキャリアプランニングを提唱し、実践している先生も居られることは承知している。

自分の人生を駆動する力は何か、まだよくわかっていない私である。「還暦」の年齢ではあるが、まだ知識欲も探究心も残っている。独立エンジニアになにができるか、まだ仕事やブログの中で訓練中のアナエンである。

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2006年5月26日 (金)

センサにおける再現性

最近のセンサの多くは測定対象量を電気信号に変換するが、測定対象量を他の量に変換することもある。

センサを活用する上でで最も重要な事項の一つは再現性である。再現性(reproducibility)は決められた環境下で繰り返し測定するときに、測定値がいかにばらつかないかの指標である。しかし、環境要因を含めて計りたい量を個々に定義することもある。

測定環境をいくら整えても、測定手順や過去の履歴を極力同じように保っても同じような結果が得られないとき再現性が悪いと称する。十分に同じような測定値が得られるときに再現性が良いと考える。センサの再現性の判定基準の尺度は千差万別である。用途によって桁が合えばよいというものから、測定量の0.01%の再現性を問題にすることもある。目標とする用途に応じて必要な再現性が異なる。

しかし、いくら環境要因や測定手順を整えても再現性の少ないセンサもある。再現性の少ないセンサに値付けするには、測定回数を多くして平均値を用いる。1回の測定に時間が掛かる場合、繰り返し測定すると経年的変化もあるので複雑である。

多くの工業用センサは再現性が高く、直線性、ヒステリシスや温度特性などを定義して意味のあることが多い。しかし、世の中には感じれば使える、使っているセンサも多くある。

身近なところでは、湿度センサ。1%までデジタル表示されるタイプも多いが、実際はかなり怪しい。私の職場には湿度センサがいくつかあるが、それぞれが10%以上違う値を表示していることがある。職場の局地気候が湿度計が表示するほどまで違っているとは思われないが・・・・・・。

自宅のデジタル温度湿度計では、息を吹きかけると案外早く湿度が上昇する。しかし、もとの値まで湿度の数値が戻るまでにはかなり時間が掛かる。湿度の測定値をまだ校正したことがない。乾湿温度計を用いた湿度測定(2つの温度計のひとつに清浄なガーゼを巻き水に濡らして、乾球と湿球の表示温度差から表を使って湿度を求めるタイプ)が信用できるかも。

湿度の絶対測定は難しく、精度の高い湿度計は露点温度を計る方法である。鏡を温度制御すればよいので、自作できる筈だ。校正に使う露点は理科年表のデータを使う予定。退職したら作ってみたいと考えている。鏡とペルチエ素子を使えば実現できそうだ。ペルチエ素子はすでに秋葉原で、かっての発熱量の多い初期のペンティアム μプロセッサ用の物を入手した。

マニアの町秋葉原でもペルチエを売っているお店はそう多くない。

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私のよくいくところはアマチュアサイエンティストや女性科学者・・・・、感染症・・・。上位ではないですが物理ネタ、回路ネタでがんばっているサイトもあります。不親切ですがまだリンクを自由に貼れなくて・・・。

2006年5月25日 (木)

アナログエンジニアは主役か?

アナログエンジニアにはいろいろなジャンルがある。

アナログエンジニア=アナログ回路設計者のイメージが強いのだが、アナログエンジニアの本質は、境界領域の価値観を実現する技量にあると思う。境界領域の価値観を相手と共有できる視野の広さがアナログエンジニアの価値を生み出す。

アナログ回路エンジニアは大きく2つに分かれる。集積回路の世界で生きるか、個別部品で組むアナログ電子回路を設計するかの世界である。アナログ回路を支える電源システムもアナログ回路の一分野であるが、今では専業メーカーでしか主役になれない基礎技術であろう。

センサ・計測システムは今のところ個別部品で組む有力なアナログ電子回路の分野であるが、企業間の競争が激しい上に常に部品改廃の処理にエネルギーを費やしている。この分野では、アナログエンジニアはシステムバランスの調整役を担っていると思うが、ビジネスとしての主役ではない。しかし、システム構成をがらりと変えるだけのインパクトを持っている。2倍効率よくセンシングできれば、システム構成が変わる。だけど主役ではなく、No2の参謀の立場であろう。

集積回路のアナログ電子回路エンジニアはプロセスの制約のもと、日々目標とする回路機能の実現に励む。しかし、集積回路ユーザーに触れ、アナログ回路システムの企画にを立案する立場にはあまりいないのではないか。

携帯電話、RFIDやGPSを利用した高周波アナログの世界は、精密アナログ電子回路とは別世界のような気がする。設計手法がかなり違う。精密アナログの世界と高周波アナログエンジニアの中間にFM放送の帯域がある。FM帯域では、プリント基板の集中定数の回路設計と分布定数のアナログ回路領域の中間に属する。ハードとしてはプリント基板を使うことが多いが、プリント基板で確実に制御できるより高い周波数帯域を扱うことが特徴だ。したがって、設計・解析と実際が微妙に違うアナログ電子回路だと思う。

アナエン(=5513)は精密アナログ回路がメインであるが、10MHz、100Wになると、プリント基板を自由にコントロールできない。中波帯で数10kW出力の放送設備も難しいらしい。

電源システムも難しい。回路にとっては不可欠のエネルギー供給システムであるが、アセンブリメーカにとっては、たかが電源である。設計の難しさから言えば、されど電源である。アセンブリメーカからするとできて当たり前の回路であるが、作るとなると、少し間違えば致命的な損傷が発生するパワー回路だ。電源設計ができればアナログエンジニアとしては一人前という説に賛成である。電源は設計できて当たり前だが、そのリスクの割りに報われることが少ないので電源専業メーカ以外では主役となりえない。したがって、アセンブリメーカではほとんど電源設計技術の継承が行われなくなっている。

どのアナログエンジニアの分野に属しても、アナログ回路の入力と出力の仕様を決める価値観を知らなければ主役になれない。主役になるためには、そのビジネスモデルを左右する新しいシステムバランスを提案してこそ、主役としてのアナログエンジニアの活動の場が与えられるのではないか。

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2006年5月24日 (水)

最終講義

社会人になってから何度か、最終講義を聴いたことがある。

最終講義では、その教授が研究者としてなにができてなにができなかったかという自己評価も行われる。ある自動制御の大先生は、システムのモデル次数を順次あげていくと、低次の係数も大幅に変化するとの話題を取り上げられていた。近代制御理論ではマトリックスの次数を上げていくと、低次の項の係数が大幅に変化するという話だったと思う。

センサでは、0次項である無信号時の出力レベル、1次項である感度係数、2次項である非直線性(計測用語ではnon-linearity)などと順次高次項を付加する形で、特性を表現する。

変域をx=0~1とすると、y=k0+k1・x+k2x(1-x)の形で非線形性までを表現できる。

では、その先はというと、y=k0+k1・x+k2・x(1-x)+k3・X(1/2-X)(1-x)の関数で表現すると高次項がそれ以下の低次数項に影響されない関数形になる。1点のデータがあれk0が決まり、2点のデータがあればk1が決まり、3点のデータがあればK2が決まる。この方式では3次項までは直交関数形となるが、4次以上は工夫をしないとうまくいかない。

モデルの精密化はより低次のモデルからの偏差を次第に修正していく視点が必要だが、腕力ずくの次数の高度化には問題をはらむ。測定精度の誤差を考えるとき、低い次数の係数が安定に求めることができる手法が開発されれば、次数の高度化に伴う不安定性の問題を解消できるのではないか・・・・。

直列システムと並列モデルの問題もある。伝達関数は直列モデルには有効な手法だが、並列システムであるPID制御に適用すると見通しの悪い関数形になるのではないか。工業用制御でよく使われるPID制御の意味をまだ良くわかっていないアナエンである。ラプラス変換は並列系では見通しがあまりよくない。

モデルを高次化するなら、より低次のモデルとできることなら連続性を保って欲しい。それがアナエンの願いである。

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2006年5月23日 (火)

矢は弓なりに翔ぶか

厳密に言えば、矢の弾道は放物線軌道に近い。弓なりの軌道である。

しかし、洋弓の矢の初速は60m/s=216km/h程度あるので、30mの競技距離を0.5秒で飛ぶ。重力加速度gを9.8m/s^2として、30mを飛翔すると空気抵抗を考慮しなければ、30mの距離で狙った方向よりgt^2/2=1.2m下に着弾することになる。したがって、射出方向は少し上方向40mラジアンであれば、的の中心に着弾する。このときの最高高度は、発射位置から約60cmの高度、地上約2mの高さまでしか上がらない。

この距離では、洋弓の場合ほとんど直線的に矢が飛ぶという感じである。

和弓の近的は約27mで、洋弓の屋外の最短競技距離30mとほぼ同じである。同じ射場で和弓と洋弓を一緒に射つ事もできる。もっとも、和弓のほうが矢速が遅く、操作が難しいので、洋弓のほうが命中率は高い。具体的に言うと、和弓の国体選手並の命中率を、洋弓なら3-6ヶ月の練習で達成できる。

男子洋弓の最長競技距離は90mである。時間にして1.5秒の飛翔時間がある。5-6mの上空まで上がる。射出方向は約5度上方向である。この角度は図上ではっきり認識できる角度の数倍であるが、体感的にははっきり上を向いて矢を射るという感触になる。アナエンは中級者なので、あまり90mを練習することはないが、大きく方向に外すと、相当の距離まで飛ぶので、ミスショットしても下方向に外す姿勢になりがちである。40度弱の方向に打てば数100m飛ぶ洋弓の矢である。実際に試したことはない。 私の場合90mは70mに比べて心理的に緊張する。着弾誤差は70mに比べ、90mは3割誤差が増えるだけであるから、70mで120cmの的を外さなければ安全に射てる距離のはずなのだが。

弓を趣味にしているという話をすると、矢はかなり弓なりに飛ぶのでしょうね。という質問が多くでる。私の感触では50m、30mの距離ではほとんどまっすぐに飛ぶという感じである。

和弓の構造で33間堂の通し矢は、軒下高さが限られているから矢速の関係で相当強い弓を引く必要があったのだろう。江戸時代に一昼夜で何本通し矢ができるかを競うギネスブックみたいな挑戦があったらしい。

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2006年5月22日 (月)

オペアンプ回路の裏表

オペアンプ回路は大学向け教科書では、比較的後のほうに記述される。

アナログ回路設計者/教育者としての立場から発言させて戴くと、実践としてのアナログ電子回路の教育はオペアンプ回路から入った方が良いと考えている。回路定数を決めることができなければ、回路は組めない。

汎用オペアンプである741形ICで、利得-1の反転増幅器を構成するケースではプロなら2本の抵抗を10kΩに選ぶ。しかし、この根拠が電子回路の教本に示されることはあまりにも少ない。10kΩと10kΩの選択は、741形のバイアス電流の大きさと、オフセット電圧とオペアンプの電圧出力能力と電流出力能力のバランスから決定される。

教科書的オペアンプ回路では、抵抗比しか決まらない。1Ω/1Ωでも-1利得の演算増幅回路を構成できる。しかし、この回路定数では、±20mVの範囲でしか期待する動作をしない。集積化オペアンプの出力可能な電流は20mA程度である。したがって、負荷となる帰還抵抗は少なくとも1kΩ以上の値が必要である。オペアンプの電源は通常±15Vまたは±12Vであるから、オペアンプの出力電圧をフルスイングさせるには、次段の負荷効果を考えれば、帰還抵抗の値は2kΩ程度以上となる。

抵抗値の値は無制限に大きくはできない。オペアンプの内部回路はトランジスタ差動増幅器である。したがって、そのベース電流=バイアス電流の影響を考慮する必要がある。741形のバイアス電流の0.1μA程度なので、バイアス電流による電圧降下の影響を10mVまで許容するなら、入力抵抗は100kΩ程度となる。

この2つの幾何平均を取った値が10kΩ/10kΩの回路定数である。この値はバイアス電流による誤差とオフセット電圧の影響がともに小さく、それなりに省エネ定数となる。この段階までやって初めて回路定数が決まる。

オペアンプ回路は比較的少ない2次的の要因で、回路定数の値を決めることができる。工学として扱うなら回路定数を決める戦略まで同時に教えることが必要だと思う。そこに躍動感のある電子工学の世界がある。

間違ってもいいから、具体的な部品とその値を定めないと、シミュレーションすら行うことができない。回路シミュレーションでは部品の絶対値を入力する必要がある。抵抗比の決定方法しか教わらないとすれば、回路シミュレータが使えるわけがない。しかし、オペアンプ回路は解析主導型設計が多くの場合可能であるから、若いアナログエンジニアはオペアンプ回路から入門するのが効率的だと思う。

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2006年5月21日 (日)

今日は記録会

連休以来、久しぶりの射場。50-30mの部で出場しました。

50m6×6=36射は、始めから違和感があり点数が上がらない。50mは直径80cm的で、10等分されている。私の場合6射(1エンドといいます)で40点取れれば上出来ですが、今日はさっぱり。36射で久しぶりで200点を割った。平均30点程度しか当たらなかった。

後半の30mでは、いきなり6射51点、次のエンドは6射58点(試合では初めての点数です;)その次は6射45点。欲を出しすぎましたかね。最終的には30m、296点。うーん。300点の壁、壁、壁。30mでこの点数がでるなら、50mでは230-240程度の点数が出る筈だが。

帰宅してお酒を飲んでお昼寝。KK様からアクセスがあるかも。お昼ねの後、目が覚めて記事を書いています。左肩が少し張っている。50mをよっぽど変なフォームで射ったみたい。

kk様は先日このブログにアクセスしてくれたそうな。Yahoo検索ですぐ特定できたようですが、『人気blogランキング』の「自然科学」部門に登録しています。1日1回【押す】

の投票はしてくれなかったそうな。理由は【押す】のlinkの意味がわからなくて、安全サイドに何もしなかったということでした。

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SI様、照準データから30-50mの平均矢速は再計算して55.8mになりました。2mm単位の照準器目盛とは気がつきませんでした。女子としては案外高速の矢速ですね。実質ポンドは高くないそうですので、矢が15g程度と軽いのでは?。キッチンスケールで矢の目方のデータください。

4端子抵抗

普通の抵抗器は2端子でありますが、リード線が4本出ている抵抗器があります。

4端子抵抗器は1オーム以下の低い抵抗値のものに使われ、数10mΩから数mΩの抵抗値をもちます。この位の値の抵抗になりますと、配線抵抗を無視できません。そこでオームの法則に忠実なV=RIで電流を測るときに、電流を流す端子と抵抗の両端電圧を測定する電圧端子を独立にして、大電流を流す電流端子の寄生抵抗の影響を回避します。

抵抗体は多くマンガニン系合金の板状のもので、放熱をよくするため放熱フィンを備え抵抗体とフィンの間に固体絶縁物を充填した構造になっていることが多い。金属皮膜形の4端子抵抗も手に入ります。

たとえば10mΩの抵抗ですと10A流して、やっと0.1Vの電圧がでます。このときの消費電力は1W。電子回路ではすでにパワー回路の領域に入っています。20Aですと4Wで、抵抗器の放熱も問題になります。

4端子抵抗器は電流を精密に計測するための回路の要の部品で、自己加熱による抵抗体の温度係数も問題になります。この部品を使用するときには電力GNDと電圧端子電圧の基準点が一致しないので、電子回路的には差動で電圧端子電圧を増幅することになります。

配線抵抗rと抵抗体本体のRと配線抵抗rが直列になっていますので、Rの両端から電圧端子を取り出し、Rでの真の抵抗での電圧降下を計測します。配線抵抗はふつう純金属なので、約+4000ppm/℃の温度係数を持っており、2端子抵抗ですと、自己加熱の影響により、リード線の温度変化に伴う全抵抗値の変化を避けることができません。

この抵抗を使用するときには、プリント配線パターンにも注意を払います。コネクタやスルーホールの抵抗が数mΩ程度あり、GNDパターンをパワーGNDとシグナルGNDに分離する必要が生じます。

パターンそのものの抵抗は、5mm幅10cmの銅箔パターンで約10mΩあります。したがって、4端子抵抗を使用するときには、パターンでの電圧降下と電力消費を考慮することになります。

高校物理の世界ですが、まじめに計算して寄生抵抗の影響を評価しておく必要があります。厚膜ハイブリッドICの導体パターンですと10cm配線するとプロセスによって異なるけれど1オーム/10cm程度あります。この場合、数10Ω以下の抵抗は多くの場合寄生抵抗を考えて回路を組むことになるでしょう。

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2006年5月20日 (土)

矢の加速

洋弓では矢を引く距離S=0.5mくらいです。矢の質量M=0.02kg(20g)として、発射直後の速度V=70m/sとするにはどのくらいの強さFの弓を引けばよいのか計算してみます。

高校物理の力学の範囲で解けます。(アナエン=5513は大学物理に弱いので・・・・・)

MV^2/2=FSの公式を思い出してください。0.02kg×70m/s^2/2=49Joule=F×0.5m

MKSA単位系なので、F=98N=10kg重=22Lbs重(洋弓ではポンド単位で弓の強さを計算します)

実際にはフックの法則に近い特性の通常の弓ですと、この2倍の強さ=44ポンドの弓が必要になります。およそ、18Lの灯油缶を人差し指、中指、薬指でぶら下げる感じとなります。カムを用いた複合弓ですと1.5倍位の最大強さを引けばよいので34Lbs重となります。

矢の加速度aはMa=Fより、a=4900m/s=500Gで、70m/sまで加速する時間はV=atより、t=0.014sとなります。発射の瞬間に反動が来ますので、発射の前後0.1秒くらいはよく体のバランスを取っておく必要があります。

この数値は県レベルでの競技者の実際の数値に近い値です。

この問題をM=40ton、S=100m、V=250km/hの数値に変えると、重戦闘機を空母の蒸気カタパルトから射出する条件に近くなります。このときの水平方向の加速度は約2.5Gです。いつまでもこのような数値の例題が高校物理に出ない平和な国でありますように・・・・・。

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計算間違っていたら、コメントください。訂正しますので。

2006年5月19日 (金)

しないという選択

いくつかの道を選ぶとき、その選択を先送りにすることがある。

このときには「選択の先送り」は選択をしている意識を持つことなく、選択をしないという選択/決断をしているのだ。

時間の流れは一方向なので、意識的に選択しなければ、選択しないという決断をしていることになっている。時間が状況を変えて別の選択肢が生まれるかもしれないが、能動的ではない。

大学進学のとき、学部は決まっているが学科は後で選択できる大学がある。自分の進路を確定させない選択だった。その後選んだ道は応用物理。少しは具体的になったが、当時の応用物理はなににでもなれる学科である。当時の自分は工学分野を具体的に選ぶことを先送りしたつもりだが、数年間にわたり「選択しない」という人生の選択を続けていたことに後年気づいた。

現在のアナログエンジニア家主は、「しないという選択」はほとんどしない。決断の時期を決めて、それまで状況を変えるための行動をするほうを多く選択する。このほうがエンジニアとして生きてる感触が強い。

結果としての最大の選択は「する」か「しない」の2者択一だと思う。何かをするという選択のほうが、私の場合は精神衛生上良いらしい。

「しない」ということは、選択しないということでは決してないと思う。大きな選択を無意識のうちにやっているに過ぎないのだと思う。なにかをしないことが大きな選択であることを意識して、能動的に生きたいものだ。しかし、時にはひたすら待つ選択も重要かもしれない。

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2006年5月18日 (木)

研ぐ

切れない刃物ほど使うと危険な物はない。切れない刃物で物を切ろうとすると力が入リ過ぎるので、滑ったときにグサッとなりやすい。

若い世代の家庭では、少ないサンプル数ではあるが包丁を研ぐことはほとんどないらしい。もっとも最近はセラミック包丁なるものがあって、研がなくとも切れ味が落ちにくい代物もあるらしい。なまくら包丁だと砥石が良ければ、大幅な修正ができるし、いったんは切れるところまで持っていける。しかし、刃の先端が光にかざすと太く見える状態で使っているのが大部分の家庭かもしれない。

研ぐことが難しい包丁は、硬度の高い特殊鋼たとえば高級スエーデン鋼でできた長らく砥いでいない包丁である。硬くて粘りがあるので、並の砥石ではなかなか修正できない。刃こぼれなどしていると手動では絶望的である。良い道具はそれなりの使い手を要求するようだ。

私の家のメイン包丁は、貝印の30年前のセミステンレス鋼の包丁である。少しちびてきたが、時々私が研ぐ。金剛砥で軽く研ぎ、中砥で整形する。仕上げ研ぎすぎると切れないと評判が悪い。使い手が、菜っ葉を切るとき押す様に切るので、ススキの葉のように押したときに西洋ののこぎりのように押したときに食い込む荒砥石の研磨跡を残すのがポイントだ。

なんとか鉋の刃を研げる私であるが、研ぐ技術を身につけたのは大学時代である。1970年頃の大学ではカラス口という道具を使って墨入れ製図をやっていた。そのカラス口を油砥石を使って、ケント紙がスパッと切れるまで研いだ後、スーと砥石に刃を直角にあてて切れ味を調整する。これが私の研ぐ技術の原点である。

自分の使う道具は自分相応の物を用い、自分で管理する。これがエンジニアの基本ではないだろうか。

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2006年5月17日 (水)

KKD

経験(K)と勘(K)と度胸(D)が語源らしい。一般にアナログ回路の世界はKKDだと言われている。したがって、アナログエンジニアが育つのには時間が掛かる。

これでは、腕の立つアナログエンジニアが育ちにくい。電波の周波数領域のアナログ回路はあまり経験がないが、周波数が20MHz程度以下だとアナログ回路は結構、計算にのる。

計算ができるのであれば、ひとつひとつ課題となっている機能を持つ回路をきちんと解析して作れば、レパートリーが増えていく。手口は若くとも、定年近くのエンジニアでもそんなに違うわけではない。20代の私と今の私を比べてどこが違うのか。

KKDの手法に染まれなかった私は、やむを得ず解析できるところまで解析して後は実際に物を作ってみた。判らないところは腕力づくで。

すると、解析モデルと実際と異なる部分が必ず出てくる。この部分の扱い方がエンジニアとしての分かれ道である。違いが判り、不明な部分を不明として保持している執念が必要だが、2度3度類似の問題に出会うと徐々にではあるが、より高度なモデルでいつの間にか考えられるようになる。

問題点の違いをいくつもホールドできるマルチ指向型人間が、解析主導型アナログエンジニア像であると私は考えている。

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2006年5月16日 (火)

数列

幾桁にも亘りデータを取るときには、ほぼ対数グラフで等間隔になるようにデーターを取ります。

1桁2点: 1 3 10

1桁3点: 1 2 5 10

1桁6点: 1 1.5 2 3 5 7 10

完全な等比級数ではないが、数値が1.5を除いて整数なのでグラフを書きやすいのです。

電子回路では、ノッチフィルタ特性や共振のある特性を周波数特性として測定することがあります。このようなときには、結果の変化を読みながら、周波数を細かく設定していきます。

多くの初心者は、対数グラフを使うときに、1桁を等差数列で 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 と取る。1桁10点とっても、対数グラフでは、1-2の間がえらくあいてしまう。周波数特性を取得するときの基本テクニックだと思いますが・・・・

最近は表計算ソフトを使ってデーター整理することが多いので、スムージングを掛けたときにきれいにグラフを書かせるには、入力データの密度を適宜変えると良いグラフを書くことができます。

同じ点を2回入れて散布図を描きますと、直線の組み合わせの折れ点関数をグラフ化できます。

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2006年5月15日 (月)

桐の花

今日はいつもと違う道をドライブした。道の左側にかなり大きな桐の木があり花が咲いていた。葉はまだ大きくない。

桐の花は藤よりもう少し赤みがさした紫色の花が房状に上に向かって咲く。華やか薄紫色の花。

桐材はバルサ材より少し硬く、少し重いので、ゴム動力飛行機では翼のカーブをつける材料によく使う。軽量で強度の高い木材だ。おなじみの桐箪笥もこの木から作る。桐は成長が早く20年で伐採可能になる。古くから言われていることだが、土地持ちに娘が生まれると、桐の苗を2本植えるという。桐の成木が2本あると嫁入り箪笥が作れるそうだ。娘の成長とともに、同時に適齢期を迎える成長の早い木が「桐」である。その子の誕生の時に植えた記念樹が、一生の女の持ち物である嫁入り道具の材料に使われる。なにか心にジーンと来る伝承だ。

数年前までの通勤コースに桐の林があった。私の地方では、桐の花が先にでて、後から葉が出てくる。今が桐の花のシーズンのようだ。

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2006年5月14日 (日)

久しぶりにフィールドアーチェリー

たぶん28年ぶりにフィールドアーチェリーに出かけた。仲間とともに120km走って佐倉の射場でINとOUTをこなした。フィールドアーチェリーとは野山の環境下で60m-10mでの距離で矢の的中を競う競技で、安全面から谷あいの地形に設けられることが多い。ゴルフと同じようにINとOUTがあるが、12×2の異なる距離・地形で各3射する。1射目の的中状態を見て、2射、3射目の照準を変えることもある。

36射×2×5点満点で、安全な射ができる180点=満点/2は超えた。1射目は60mの80cm的、私のミスショットしやすい右側に的をかすめて杉の幹が見えた。2射目以降で落ち着きを取り戻した。1射目は安全サイドの下に外して畳の支えにカツーン。複合弓CPを使用しているので、深く刺さって矢を抜けない。後で工具を使って強引に抜いた。カーボン外皮超超ジュラルミンの矢軸のカーボンファイバー層に少し傷が残った。

同行者の一人は320点を越えた。私は打ち上げ(少ない)と打ち下ろし(下方向40度もある)で照準補正を意識しすぎた。下方向40度、20mのところもあった。水平距離で20m、それとも的と射線距離が表示されているの?判らないでとりあえず水平距離20mのつもりで射った。足場の変化にも最初はなれなかった。左足重心の案山子スタイルでしか射てない場所も多かった。

今日のラウンドは我々4人のみだった。マイナースポーツを支える場所をたぶん30年以上にわたって提供してくれているスポンサーに感謝したい。

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2006年5月13日 (土)

複合センサ

複合センサの先駆的文献に兼安昌美氏の「厚膜集積ガスセンサによる臭気検知の一方式」SICE講演会(1983)がある。選択性は強くないが種々のガスに異なる感度を有する複数のセンサを基板に形成し、複数のセンサからの信号比と信号強度をを利用してガス種とその濃度を検出した、たぶん日本最初の論文である。

センサ関連ではかなり有名な論文であり、同様の考え方はにおいセンサにも取り入れていられているものと私は考えている。多くのセンサは選択性と高感度を目指すことが多いが、この論文では、選択性の概念を拡張してマルチ感度で異なる選択性を利用するという新しい概念を提案した。

しかし、センサの能力を発揮させる限界は選択性ではなく、校正可能な時間間隔期間での安定性であると思う。デジタル全盛の現在、信号処理は相当高度な方式でも小さいシステムでも実用に耐える。時間変化は検出し補正することが非常に難しい。ほとんどのセンサの補正は経年的安定性を前提にしている。

人間の5感に相当するセンサ部分は、まさにアナログの世界であり材料物性と物理・化学現象を利用した現物の世界である。形あるものは時間の尺度を別にすれば、いずれ安定状態である土に帰る。この土に変えるまでの時間を長くする技術が信頼性工学、信頼性技術ではないだろうか。

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2006年5月12日 (金)

壊れた家電品

私は家電品が用済になると、分解して弁別して廃棄する。今日は、子供の家から回収したプリンターを分解した。ネジが1本も外部に出ていない構造で分解の端緒を探すのに手間取った。

プラスチックカバーのラッチをはずせると、後は特殊工具なしで分解できた。モータは1部上場メーカ製の永久磁石DCモータと、もう1個少し大きめのパルスモータ(メーカ不詳)が付いていた。2相ハイブリッドパルスモータらしい。

2時間かけて、プラスチックと金属、基盤類まで分解した。電源部はスイッチングレギュレータでプリンタメーカではない専業メーカの記号があった。プリンタメーカでも今は電源ユニットを外注しているらしい。回路方式はフォワードコンバータタイプではない。プリンタを分解するのは数年ぶりである。

電源回路は設計できて当たり前だが、主役でないだけに電源メーカ以外では地味な存在である。しかし、電源回路はすべての電子機器のエネルギーを制御するので、動いて当たり前だが、その設計は意外に難しい。

よく出来た構造のプリンターであった。

次に分解するのはUSB接続の薄型フロッピーでディスクドライブかな。FDDも分解するたびに違う構造となっているが今度はどんな構造を見せてくれるかな。USB接続のFDDの調子が悪くなってきたので、次の分解対象になるかも。厚さは12mm:分解できる日を楽しみにしている。

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2006年5月11日 (木)

口頭発表

学会の口頭発表は、10-15分が私の所属する複数の学会での持ち時間。10年前に失敗をやった。神戸での発表だったが、新幹線の中で発表の構成を考えればよいと思っていた。

ところが、新幹線の中で隣り合わせた中年婦人と一言交わしたのがきっかけで、東京から神戸まで教育談義をしているうちに、目的地に到着してしまった。学会では、要領よく喋りすぎて-3分。初めての経験だった。

その後、興味のあるほかの部屋に立ち寄り、加齢による視力の変化のプレゼンテーションを聞いた。色の感覚はかなり高齢になっても、照度がある程度あれば落ちにないとのことだった。退職したらこれまた20数年ぶりで油絵を描きたいな。

油絵は塗りなおしが効く。水彩画の一発勝負とは異なる書き込みが効く。しかし、構図力が不足し、遠近間が狂うと大きい(10号程度)だと破綻をきたす。小さいサイズだとなかなか大胆には画けない。どうしてもチョコマカしてしまう。というのは、表現力のなさの言い訳。

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2006年5月10日 (水)

超解像

超解像とは私の感覚で言えば画像処理により、見えにくい画像をより鮮明に見せる技術であると思っている。アナログベースで考えると、S/N比(信号量対ノイズ)を考えなければ、高周波成分が弱まる高域カットオフ特性を持つ画像信号であっても、高域強調の逆関数を掛ければある周波数までは画像の高域成分を再現できる。

アナログの「帯域」はそのあとの回路手段で高周波成分の低下をカバーできる。どこまでできるかは、個々の画像の持つS/N比で決まる。と思っている。こんな荒っぽい表現をするとT大学のA教授から怒られそうだが・・・・。でも教授からのアクセスはないと思うので書いてしまった。

一般的には、画像を見る人の画像に対する印象は、画像のコントラストで大きく左右される。慣れた人なら目を凝らしたとき細部のほのかな弱いコントラストで表現されるデテールに関心を持つ。それが、その画像の持つ大きな情報だからである。画像の第1印象は多くの場合、コントラストと明るさで決まる。しかし、それはアナログ画像処理の加算と掛け算ででかなり制御できる。制御できないのは、ない袖は振れない=S/Nがその帯域で十分あるか否かで決まるのではないだろうか。

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アナログエンジニアの独り言

周りから見られている私の商売は電子回路屋である。個別部品で組むアナログ回路屋と見られることが多い。しかし、自分としては、アナログエンジニアといまだに思っている。

アナログ電子回路はセンサとアクチュエータと、デジタルシステムの架け橋であるという視点が私を支えている。自分の専門分野はそれを取り巻く周辺分野との橋渡しを最適化するところに大きなトレードオフが存在する。したがって、自分の存在意義は専門を超えたアナログ世界全体視点から評価される。

この理由から、私のブログは「アナログエンジニア」の名称になっている。

アナログ世界は量子の世界/超ミクロの世界に踏み込まない限り、連続量の世界であり、数値を正面から扱うことは少ない。先輩からはいまだに「センサ屋」の世界にどっぷり浸かっているとコメントされている。

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私は、アナログ技能者ではなくアナログエンジニアとして生きているつもりである。アナログ世界を技能と見るか技術としてみるかによって、異なる展開となる。技能なら伝承の世界である。技術者の世界と見ればエンジニアの世界=戦略を記述し2007年の団塊の世代の退職時期を連続的に切り抜ける手段がある。

いつの日か、共著でよいからセンサ/アクチュエータに関する本を出したいと思う。

2006年5月 9日 (火)

黒体輻射の計算

黒体輻射のプランクの公式 :波長の5乗分の1と指数関数に波長分の1が掛かった有名な公式ですが、広い範囲できれいな図を示している本は意外に少ない。

公式はよく知られているのだが、実際に計算してみると、計算途中で10の300乗程度の数値がでてくる。したがって、関数電卓や普通の表計算ソフトでは、桁あふれが起こるので計算できない。したがって、黒体輻射の図を自分で計算して公開している本は意外に少ない。

きちんと計算した人は、図の出所がわかるに違いない。

友人に多倍長の数値計算プログラムを作ってもらって、やっと計算できた。

他人の図表をみだりにコピーして公開すると著作権侵害なるかも。

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2006年5月 8日 (月)

アナログの世界

このブログのタイトルはアナログエンジニア。今アナログ回路の世界でも2007年問題が表面化しつつある。我々の世代が伝承を怠ったためなのか。今は2006年。アナログエンジニアを拡大再生産するにはもう時間が不足している。

量的にはデジタルエンジニアやITエンジニアを多く必要とされるが、アナログエンジニアはあるレベルを超えないと役に立たない。と、言われて久しい。

アナログは連続量を扱う世界であるが、エンジニアにとっては質的にあるレベルを超えないと評価されないデジタル評価のジャンルである。

10人の新人を配属する。デジタル屋さんとアナログ屋の新人をどのくらいの比率で欲しいかと課長さんに聞けばおそらく9人のデジタル屋さんを欲しがるだろう。しかし、ベテランを1人だけ配属するなら、多くの課長さんは迷わずベテランのアナログ屋さんを欲しがるだろう。促成栽培が効かない工学分野のひとつがアナログエンジニアの世界だろう。

質で勝負するなら、ひ弱な肉体の持ち主でも知恵を絞って勝負できる。それがアナログエンジニア、アナログ回路技術者の意地ではなかろうか。

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トップネームの論文

トップネームで論文を書くことは、誰が論文を書いたにせよトップネーム本人が責任を持つということだ。博士号を取れば、論文数を気にする必要がないので(研究者はそうでもないらしいが・・・)、自分がサブネームになってきちんと作法を訓練する。美しい話ではないですか。

博士:米粒論もある。「取らないと気になるが、取ったところで飯が食えるとは限らない」

技術士も同じ状況のようだ。

私の持っている他人の学位論文は数件。200ページ前後の物が多い。どれもそれなりに工夫している。最初の1冊の入手には苦労した。当時、学位を持っていなかった私の成果が記載してあった。それで、なかなか貰えなかったのだと思うが、その相手は、私にとってご自由にお使いくださいと言いたい恩義のあるかたであった。最近、時々、論文盗作問題が話題になるが、先生と弟子の関係は先生から弟子の方向へ仕送りの大きい関係であるべきだと思っている。

他者の論文盗作は、1回でも遣ったら盗作者本人の品位を疑われても仕方のない出来事だと思う。多少の類似はありえるが、大部分類似はない。承知の上でやった話だと思う。

著作権は、本人の死後50年存続する。(C)マークをつけなくとも権利は発生するという。

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2006年5月 7日 (日)

キルヒホッフの法則

キルヒホッフの法則には、電流則と電圧則の2つがあり、2端子の回路のネットワーク解析に使う。

電流則はノードに着目して、ノードに入ってくる電流の総和=0の法則である。式を立てるとき向きの+と-は入りをプラス、出をマイナス符号をつけて式を立てる。

電圧則は回路ループにおいて成り立つ法則で、向きを考慮した各部の電圧をある起点から1周した電圧の総和=0である。

ここで問題なのは、オームの法則において、電圧の向きと電流の向きを逆方向に取ったときに、V=RI が成り立つことが判っていないと、キルヒホッフの法則を実践で使えない。式のまま複数ループを持つ回路網をとこうとすると、多くの場合、抵抗の両端で電圧の向きと電流の向きが同じに向きになるケースが出てくる。このときに電圧にマイナス符号をつけることができなければキルヒホッフの法則をちゃんと使えない。

回路エンジニアならできなければならない解析技術だが、大卒電気系の人でも約半数の人が符号を間違うのではないか。高校物理の範囲内と思うが、きちんと立式することは案外難しい。読者に高校や大学で教えられている方も中にはいらっしゃると思うが、ここをしっかりやらないと電子回路にならない。その先に回路理論があると思うのだが・・・。

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2006年5月 6日 (土)

アクセス1000件

2006/05//06日 午前6時過ぎ 累計アクセス数1000件の瞬間を見た。記事は累計40件。

1000人の読者から1000件のアクセスを頂いた。本を書いて1000部かってい頂くことは容易でないが、ブログでは20日で1000件のアクセスを頂いた。このブログは今のところ硬いネタ+マイナースポーツで書き込みを行っていますが、こんなジャンルで支持が得られるとは予想がつかなかった。

マイナースポーツ:アーチェリー話題と電子回路ネタでの話しをやっても、それなりのアクセスがあった。いつか、この経験をもとに新しい本を書いてみたいと思う。

ブログにはさまざまな出会いがあるが、技術を書ききるには図表の表現がいまいち、現在の私にとって厳しい。紙ベースの本とブログの世界は少し異なるジャンルのように思える。

アクセスしていただいた方へ感謝します。当面このスタイルで続けますが、次第に日記スタイルになるかもしれません。

電子回路ネタはもっと続けたいと考えています。ぜひ、基礎教育・回路教育に携わる方々のコメントを期待します。

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くもの糸

芥川龍之介の作品「くもの糸」について思う。私が地獄に落ちたとしても、きっとお釈迦様に蜘蛛の糸を垂らしてもらえると思うが・・・。

そのとき、エンジニアの私は蜘蛛の糸の強度を考えて作戦を練ると思う。記憶では、蜘蛛の糸の破断強度は数倍の安全率で、弾性限界は蜘蛛の体重の約2倍らしい。

お釈迦様は、自分だけ助かろうとする人は許さないだろうからどうする。数人を先に上らせて、自分は破断強度と弾性限界の間の荷重で上ることとし、自分を最後に糸を切る判断をするのではないか。小説では蜘蛛が自分の糸を簡単にきる能力があることに触れていないが、このブログでは実在の蜘蛛が糸の操作能力があるとして書いている。

エンジニアの発想方法ではこのようなストーリーになるのではないか。

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2006年5月 5日 (金)

スリムになる

3年前の私はウエストが106cmあって、体重は83kg。足に負担がかかるので運動しようにも長い距離を歩けなかった。

ある日、近くのスイミングプールで柔軟体操をしながら、水中歩行をやってみた。その日は、足が夜痛むことはなかった。しばらく、週5日プールに通った。体重が減り始めた。体が軽くなってきた。

半年後、昔やったマイナースポーツ:アーチェリーの射場が近場にあることを知った。さらに半年筋力トレーニングをやって24年ぶりに再開した。

どうも、いろいろやったが食事制限では体重を減らすことはかなり難しいようだ。基礎代謝は筋肉量に関係するらしいので、運動して少しずつ筋肉をつける。筋肉がついてくると動けるようになるので、食事を減らさなくとも脂肪が減るらしい。現在の私は体重66-67kgを維持している。酒も食事も制限していない。動けることは幸せなことだ。

かかりつけの医者からほめられた。なにをやっても変化しなかった血液検査数値が全項目正常値に戻ったので・・・・。

なお、かって試みたグレープフルーツダイエットを2週間したときには、低血糖症状で救急車騒ぎになっていしまった。私の場合には、体を動かし、そこそこに食べるのが健康なスリム化のポイントとなったようだ。

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2006年5月 4日 (木)

回路シミュレータ

回路シミュレータといえばSPICE。Simulation program with integrated circuit emphasis。一般的には1973年に日本に入ってきたとされているが、米国カルフォルニア大学でのβ版がその何年か前に日本企業に導入された。

市販品はB2Spice、MicroCap、PSpiceなど。数万円から100数10万円のソフトである。パソコンの飛躍的な能力アップのおかげで、今ではまともな時間で大規模解析ができる。

回路シミュレータは回路定数と素子パラメータを入力しないと計算できないので、あくまで計算・解析ツールである。曲りなりにでも設計値を入れないと何もできない。設計がある程度できなければ、回路シミュレータを使いこなすことは困難である。回路設計者の腕を発揮する回路定数を決める支援機能がついているものもあるが、それでも設計中心を決めることができないと猫に小判の道具である。

多くのシミュレータ初心者は、発振回路の解析を最初にやる。判りにくい動作を行う回路であるためだと思う。発振回路を動作させるには起動のきっかけが何であるか理解している必要がある。正弦波発振回路なら起動の種になるノイズ代わりに単発パルスか起動用の微少信号を入れる必要がある。

賢者は自分が把握している回路から解析のトレーニングを行う。そうでない人はいきなり自分の理解できない回路をシミュレータに委ねて失敗して使うことをあきらめる。

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オートレンジマルチメータ

初歩的な話だが、自動スケーリング機能のあるデジタルテスタ/デジタルマルチメータで0付近を含む測定を行うと、当然自動的に小数点や単位の接頭語が変わる。

問題なのは、自動スケーリングされた表示値を読み違える学生がかなり多いと聞く。等比級数的にデータを取得するべき対象を、桁を気にせず数値だけを読み取る。桁の推測は計測の基本技術。しかし、デジタル社会では桁を重視する感覚が薄い。桁の感覚、それを自分に強制的に身に覚えさせるトレーニングを行うことが、さまざまな分野の価値基準を形成する。

数年前に木星に突入しした彗星の運動エネルギーを計算してみると面白い。直径10km程度の物体が数10km/sの相対速度で突入するときTNT火薬換算では巨大水爆を単位に考えないと実感がわかない。

そのとき、アメリカは望遠鏡を木星に向けた。日本は向けなかったようだ。メンタリティの違いかな。結果は、木星の模様に影響するほどの像が何時間後かに観測されている。まれな天体現象が起きるとき、その稀さに反比例してワンチャンスを狙う。日本の科学者とは異なるチャレンジ精神であると思う。

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2006年5月 3日 (水)

アナクロ蓄音機

私は純機械式の文字通り「蓄音機」を持っている。ラッパ形ではないので骨董的価値は数万円くらいかな。家内の実家にあったのを貰ってきた。針は錆びた鉄針を砥いで再生した。

自分のブログにくっついてくる宣伝Adsを見て思い出した。本当のマニアは楕円形に竹の針を削りだして音を聞くという。機械式蓄音機は油脂類のメンテだけでおそらくは50年を超える年月を超えて動きだした。一緒にもらったレコード盤は、カルメンとなぜか落語の組み合わせ。大正時代の物かもしれない。

レコード溝の左右運を動を直接振動版に伝えるタイプの物で、しっかりとしたつくりである。数10年の歳月を経過してまだ素人のメンテナンスで再び動き出すことができる装置。技術的にトレースできて個人でも保守できる美しい機械だ。ダンパと調速器は何もメンテせず作動している。この蓄音機は当時のお金でどのくらいしたものなのだろうか。すばらしいメカだと思う。今の私たちに数10年使える装置を作れるのだろうか。

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お墓の洗剤

私の地域は今日は良い天気。今日は「お墓用洗剤」なるものを持参して父のお墓の清掃に行った。地域柄カラスが多いので定期的に汚れを清掃しないと、雰囲気を保てない。

いつもは金属製のたわしで糞を除去するのだが、今日は「お墓用洗剤」なるものを使ってみた。強力な中性洗剤のようだが、成分表示はなく、普通の洗剤より200円高い。だけどよく落ちる。

墓地の一部に花崗岩を使っているので、極端な酸性・アルカリ性は良くないと思っているが、素手で扱っても刺激はなかった。

最近の墓地石材のほとんどは、海外の石材で国産石材はかなり高い。しかも、加工の多くは中国で行われているという。ゆりかごから墓場まで中国の生産力の元で生活する時代になったのかな。20年前のアメリカで安物土産を買おうとすると、フィリピンや中国産の表示が多くあった。今の日本の生活用品の状況は20年前のアメリカのような気がする。

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年寄りのアーチェーリー

4日間で500射した。昨日は休み。年寄は中2日ペースで運動するのが最も良いらしい。身体能力を考えず、自分のフォーム改良にばかり気が行く。疲れた。

おとといは久しぶりで90mの最長距離を練習した。この年になって、すごく緊張した。安全サイドではない上方向に外すのがいやなので、少し下目を狙った。36射で150点。

70mだと220-240点位でる。50mは的が122cmから80cmに小さくなる。だから70mと50mで理論的にはあまり点数が変わらないはずだが、70mのほうが距離が長い分だけ緊張し、フォームが窮屈になる。

早く30m:300点、50m、70m:250点、90m:250点を達成して堂々と公式試合に参加したいなー。144射1000点を老いのマイナス要因と練習量の+要因でクリアして、一生のうちには競技者としてのパスポート:ブロンズバッジを手にしたいと夢見ている私である。トップアーチャーは1300点を超える。私は満点から-500点、トップアーチャーは-140点。これが的中精度の差で、まだ3倍ある。

活動している仲間の仲ではたぶん私が最年長。短距離では女子や中学生に勝てない。早く、中2日で定期的に練習したいな。自宅での7mの近射では射場での成績に繋がらないみたい。

個人情報とは

公開された個人情報を組み合わせると、新たな価値を生む個人情報となるのが一般的だと思う。私の場合、すでに私が公開済み、あるいは一般情報に自分なりに解説をすることでこの「アナログエンジニア」をマニアックなジャンルで書いている。

プロファイルに記載した内容とマイナースポーツの組み合わせはそんなにあるわけではない。まだ少しの間、知る人ぞ知る実物のままでいたい。

このブログは「アマチュアサイエンティスト」のアマサイ家主が主催の掲示板がきっかけである。著者にとって非常にうれしい一言が書評に添えてあった。アマサイ家主様は普段世間話をしていることが多いが、ここぞと言う時には自分が30代の時には持っていなかった切れ味と博識をみせる。それがインターネット世界の出会いであるが、技量の制約もあってまだ欲求不満である。次に本を書くとき、きっとこのインターネットの世界と紙にしなければ書けない語りを反映できたらと思う。

なお、私は元来臆病なので、プライバシーポリシーを明示しない一般のホームページにアクセスすることはあまりない。しかし、「アマサイ」の遠い昔の書評が私を呼び寄せた。

それにしても迷惑メールの多い時代ですな。公私とも半分を超えている。それでも魅力があるのがインターネット。よちよち歩きの「アナログエンジニア」です。いろいろ教えてください。ブログの技法もコメントに。まだ、掲示板を作れていません。

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うまくリンク取れているか、いろいろ結果待ち。特殊ネタなので常連様期待。だけど、1/3は別ルート(だと思う)。どこまで広げるか迷いは多少ありますが、ご支援願います。

2006年5月 2日 (火)

チェンジア

エンジニアではなくてチェンジニア。ユニット交換で故障箇所を切り分け修理する人が自嘲的に使っている。でも、出来上がった品物の不具合を切り分け、不良部位を見極めるには安直かつ確実な方法なのです。編集設計者も広義のチェンジニアです。基本的に雛形があって、それをベースにして変更していく。自分の変えた部分だけ注意して集中的にチェックすればよい。

雛形がないことをやるのが開発エンジニア。基本的に目指す目標に対して、本能的に影響の及ぶ範囲を考えながらバランスをとる。

アナログ回路は1箇所変えるとあちこち同時に変えないと回路バランスが取れない。従って、職人芸ともアナログ技能者とも言われ育つのに時間がかかるといわれている。

だけど工学である以上、アナログもある程度解析主導型の設計ができるはずだと思う。

早くアナログ回路技能者ではなくて「アナログ回路技術者」という言葉が普及しますように。

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2006年5月 1日 (月)

逆検索は可能か?

私の目下のハンドルネームは5513。4数字の羅列である。Gで検索すると約270万件ヒット、Yで検索すると167万件ヒットした。これは逆検索不可能な数値であると思える。しかし、偶然にほんの一瞬ではあるが、5513のキーワードで私自身を特定した人がいる。4数字の羅列はあまりにもヒット数が多い。従って5513からの検索はまず不可能だと見て、このハンドルネームを選んだ。実際、私の漢字フルネームで検索すれば、100件あまりがヒットする。今のところ3人。ノイズは少ない。ただし、この検索を実行する人は、たぶん「アナサイ」を含めて10数人のはずである。

匿名の投稿も今の検索エンジンの能力をもってすれば、僅かながら本体に迫れるチャンスがある。ブロガーは匿名で書いていると思っては危険だ。

知る人ぞ知る。しかし、それでも書きたい。それを承知で書くのがブロガーの情熱だと思う。

エアバッグ考

エアバッグはシートベルトの「補助拘束装置:SRS」で、車両衝突後キャビン内の乗員がフロントガラスなどにぶつかる衝撃を緩和する装置とされる。一般には約20km/hで壁に前面から衝突したときにエアバッグは開くそうだ。

ボンネット部分が1mある車で、うまくボンネットを変形させ、客室に衝撃が及ぶ時間を遅らしたとしてもフロント部の衝撃センサ感知からエアバッグが開いて保護するまでの時間は200msしかない計算になる。時速80km/h:約秒速20mでの保護をするなら50msの短い時間となる。この短い時間で衝撃検知、点火の判断、点火、エアバッグの展開を完了させるストーリーになる。エアバッグの急激な展開で乗員に衝撃を与えないためには、エアバッグのガス発生速度を適当にしていると考えられる。この時間に20ms~30msを割り当てるなら、時間的余裕の大きいはずのボンネット形ですら、衝撃検知から点火までの時間は20msしかない。

現在さまざまな車種にエアバッグが搭載され、衝撃検知センサとエアバッグの距離の違いにより、それぞれの時間配分はよくチューニングされていると思われる。

しかし、どう考えてもエンジン始動のたびに衝撃を与えてエアバッグ展開までテストすることは困難であるから、きわめて高い信頼性の要素で構成しているはずである。わたしの車は始動のたびにエアバッグのたぶん電気系のチェックを行っているが・・・。最近はMEMS製の高加速度センサの量産用試験装置も市販されているので、ひょっとしたら私の車にも半導体センサが搭載されているかもしれない。

今日も、シートベルトをしっかり締めて、そして万一の時にはキャビンの強度とエアバッグで生還できることを期待してハンドルを握っている。

SRSシステムは、誰もが作動するチャンスの来ることを願わない、万一の時には生存チャンスが増えることを期待する自動車部品としては特殊な装置であろう。

エアバッグシステムの開発技術者は膨大な試験をこなしながら、自分の作る装置の実使用のチャンスが少ないことを願いつつ、万一のときの生存率の向上に情熱を燃やしているものと私は考えている。

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