フィードバック制御

質問

身の回りにある製品で２つ以上の物理量をフィードバック制御しているものを教えてください。
その製品で使用しているセンサの名前も教えていただけたらうれしいです。
できたら詳しくお願いします。

回答No.6

007MUKADE

＃１です。
センサー自体を詳しく調べたいのでしたら参考ＵＲＬのメーカーが多分野の物を造ってます。
動作原理で仕分けして 作動の概略も解説してますのでいいのではないでしょうか？

参考URL：

http://www3.alps.com/j/sensor/

回答No.5

burahuman

３です
【ガスや石油の給湯器】
水温センサーで計測している物理量は水温、制御している物理量は湯温。
風呂水位センサーで計測している物理量は水圧（水位）、制御している物理量も水圧（水位）。
cds光センサーで計測している物理量は炎の明るさ、制御している物理量は燃料のオンオフ。
フレームセンサーで計測している物理量は炎電流、制御する対象はガスのオンオフ。
送風ファンの回転検出で計測している物理量はファンモーターの回転の有無、制御している物理量は燃料噴射のタイミング。
凍結防止装置は外気温を計測しヒーター通電を制御する。

お礼

めちゃめちゃ助かります！！ありがとうございます。

回答No.4

007MUKADE

＃１です。
・・・ なるほど ・・ 制御する ”データー（信号）”が知りたいということですか？
なら・・
１）”計測機器（メーター等で掲出できる）量 ”
　　　温度、流量、圧力、音量、光量、電流、等々
　　　アナログ系で ”量 ”を電気信号（電圧）へ変換できる量

２）得られた ”量（複数の差等も有る） ”を変換または加工して使う。
　　　一番有名なのは ＧＰＳ、他に ”高度（標高、水面　等々）”
　　　色合い（赤外線温度センサー）のヒストグラム解析

４）最後は ”画像診断 ”等 デジタル情報検出装置でしょう。

結構奥深いジャンルですね。
卒論でしょうか？ 頑張って下さい。

お礼

この分野（機械系？）のことは全然わからなくて基礎もわからない状態なんです。使用しているセンサの名称やしくみも知りたいです。

でも自分なりにがんばってみるので、またわからないことがあったらみなさんに聞いてもよろしいでしょうか。

回答No.3

burahuman

２つ以上の物理量をフィードバック制御しているものと言えば

【自動車】→運転の場合、速度を保つ為にタイヤの回転数を肉眼または回転センサーで読み取って人間またはコンピュータが燃料の噴射量を制御する。それと方向を肉眼で検出して手でハンドルを制御する。
エンジン制御では吸入空気量検出に通電ニクロム線の抵抗変化、ノッキング検出に排気部分に金属線を置き抵抗変化を監視する、エンジン回転検出にホール素子、エンジン温度監視にサーミスタ、ABSとしてタイヤ回転検出のホール素子。

【エアコン】→温度センサー、湿度センサー、赤外線センサーなどの電気抵抗値。圧縮機の回転数をリアルタイムで検出するホール素子、電気抵抗ですね。

【DVDプレーヤー】→回転数をディスクの信号から読み取ってフィードバックする、パルスの時間を検出しています。それとレーザーピックアップの左右のブレの補正用として信号の強弱を検出。

【高級コタツ】→コタツ内部の温度センサー、コントローラーの内部に有る室温センサー、どちらもNTCサーミスタで電気抵抗を検出しています。

【ビデオデッキ】→シリンダー、キャプスタン、リールの回転検出にホール素子による磁気検出または光センサーの光出力。VHSの場合テープ検出に光センサー、巻き取りトルク自動調整用としてテコの原理を応用した力学的なセンサー。カセットの有無、爪折れなどを検出する機械的なスイッチ。
これらのベースになる電源電圧の安定化を目的とする三端子レギュレータなどの半導体で差を電圧として検出。
映像や音声信号の強弱を一定に保つ振幅制御回路のフィードバック電圧の偏差を検出。

【FM受信機】→電波の強弱を補正する為に受信電界強度を検出、電界強度が殊更弱くなった場合ノイズを抑える目的のスケルチ回路、電圧をフィードバックしている。

【人間など】→温度、湿度、光の強度、音圧レベル、脳内物質、痛覚・・・などをフィードバック。

【電気ポット】→湯温、沸騰、共にサーミスタによる抵抗変化。熱防止に温度ヒューズ、バイメタルスイッチ。

【IHクッキングヒーター】→なべ底温度検知を赤外線センサーで、なべの種類検出用にコイルのリアクタンス変化利用。

【電気炊飯器】→なべ底温度、室温検出にサーミスタ、なべの有無検出に機械的スイッチ。

【高級洗濯機】→水位センサー、水圧を発振周波数に変換しマイコンに送る。洗濯物量、布質、形状検出用にモーターの回転検出にホール素子、モーターの通電をストップした時の回転数の落ち方でそれらを推測する。同じセンサーでモーターが正規な回転数で回っているかも監視する。
水温センサーで工程を微妙に変える。光センサーで洗剤の溶け具合、濁りの変化で汚れ物の種類、落ち具合、排水完了などを検知する。
ふたロックセンサーとしてマイクロスイッチ。機械式スイッチで槽の揺れを検出して脱水停止、給水、排水、脱水を行う。

【冷蔵庫】→各部屋の温度や室温監視にサーミスタ、自動製氷皿の底に氷センサー、製氷庫内部の氷の量を監視する機械的なスイッチ。

【ガスや石油の給湯器】→給水水温センサー、出湯温度センサー、風呂温度センサー・・・これらは全てNTCサーミスタ。
送風ファンの回転検出と給水流量検出にホール素子。三方弁などの切り替え位置検出に機械式接点。風呂水位を検出の圧力センサー、これは水圧を静電容量の変化に変換し発信周波数を監視する事で水位に置き換える。ガスの場合燃焼検出にステンレス棒によるフレームセンサー、石油の場合燃焼監視の光センサーとしてcds。過熱防止用としてバイメタルサーモ。地震検出用にパチンコ玉と接点を組み合わせた感震器。凍結破損防止用に低温検出バイメタルスイッチ。

【石油ファンヒーター】→燃料センサーとして磁石と浮きを利用したスイッチ。気化器の温度検出、室温検出用としてサーミスタ。
炎検出にステンレス棒のフレームセンサー。ポット形燃焼室の場合燃焼空気送風用モーターの回転検出に光センサー、過熱防止にバイメタル式サーモスイッチ。
地震検出用にパチンコ玉と接点を組み合わせた感震器。

などなど結構沢山有りますがこの中のセンサーで関心がある物が有りましたら補足欄にお書きください。

補足

何回も聞いてすみません。
たくさんの物理量を書いていただいたのですが「制御している物理量」と「計測している物理量」に分けるとどのようになるのでしょうか。

回答No.2

007MUKADE

補足・・＞エアコンの場合は温度と力（風力）、風向き？ということでいいのでしょうか。
ごく最近の物は色々なセンサーが付いてると思われる事が出来ますが
一般的には フィーとバック制御されてたのは ”温度 ”だけだったと思います。
後はダイヤル推知や 押しボタンの位置での プログラム制御だけだったのですが・・・

最近は ”空気清浄 ”機能が付いてますね？ 空気中の埃の量を感知（センサー）
して 風量を上げたり 空気の通路を切り替えたり・・・
もっと進んだ物では ”人間が何処に居るのか？ ”を調べてその方向へ風向きを
変える事も　赤外線センサーで効能でしょう。
多分　　ＷＥＢカメラで監視して・・・なんて商品も出てくるのは時間の問題と思います。

チ～～ン～～の電子レンジでも 材料を入れたら ”重量 ”や ”体積 ”で
加熱する材料を見分けてる様ですね。
詳しくは各メーカー共 企業秘密で公開しませんし 教えてくれませんが・・・

お礼

詳しく回答してくださって助かりました。本当にありがとうございます。

回答No.1

007MUKADE

もっとも単純な物は
”ホームこたつ ”
　　　　　　　　センサー：スイッチを兼ねて バイメタルスイッチ
”電気ポット ” 　　同　　　 上
”エアコン　”　センサー：温度センサーとプログラム制御の組み合わせ
まだまだ 有りますよ・・・

・・・やはり 温度を制御するものが多いです。

お礼

回答ありがとうございます。
すみませんがもうひとつだけ質問の回答をお願いします。
フィードバック制御している物理量のことで、ホームこたつや電気ポットの場合ひとつの物理量が温度だということはわかるのですが、他の物理量がわかりません。
エアコンの場合は温度と力（風力）、風向き？ということでいいのでしょうか。