センサについて

質問

各センサにおいて、取得された値(電流値)から所望の値（距離や照度など）に変換する数式とは、どういうものいうのか教えてもらえれば幸いです。
センサの例として、距離センサや照度センサ、ロータリーエンコーダなどです。

回答No.3

Tann3 · ベストアンサー

No.1さんのように「センサによって違います」というのが答です。

　測定するものを、どのように電気信号に変換して出力するか、というのがセンサですから、これを受信した側で元の物理量に戻すには、センサで行っていることの逆変換をする必要があります。それは、センサによって、レンジによって、特性によって（リニアか、二次曲線や対数特性化など）それぞれ異なります。

　たとえば、重さの0～100kgを、０～100Vの電圧に変換するセンサであれば、受信側では１V＝1kgで逆変換すればよいわけです。60Vが入力されたら、60ｋｇというふうに。入力 x に対する物理量 y は、
　　 y=x
で変換すれば良いわけです。

　これが、重さの0～100kgを、工業計器であるような4～20mAの電流に変換するセンサの場合には、受け側は
　　　4mA：0kg
　　　20mA：100kg
となる変換式で受信信号から重さの情報を得ます。この場合、入力 x (mA) に対する物理量 y (kg) は、
　　　y = (100/16)x - 25
ということになります。

　さらに、この場合でも、受信側で4～20mAの電流を1～５Vの電圧に変換してから処理する場合には、この電圧 v (V) に対する物理量 y (kg) は、
　　　y = 25v - 25
となります。

　上記の例は、重さの0～100kgと4～20mAの電流との関係が「リニア特性」（y=ax+bの直線）の場合ですが、たとえば流量y（kg/s）を差圧ｘ(Pa)で測定する場合には、
　　　y = a√x + b
のような変換式になります。

　熱電対で温度を測定する場合も、どんな金属の組み合わせで使用するかによって、起電力と温度の関係式は異なります。

　上記のような状況です。物理量をどのような原理で電気信号に変換して測定するのかという「測定原理」と、それをどのように受信部に送るか、受信部ではそれをどのように元の物理量に戻すか、という計測システム全体で各々定義する必要があるということです。
　もちろん、No.2さんの回答のように、センサと受信部の組み合わせはある程度標準化、規格化されていますが。

お礼

分かりやすい説明ありがとうございます。

回答No.2

lumiheart

スケーリング計算
http://www.yokogawa.co.jp/ns/onepoint/pr300/ns-pr300-06.htm
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/cnt/plcl/lineup/analog/point/

折れ線近似リニアライズ
http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2004/11/p273-274.pdf
http://tech.jemima.or.jp/6.html

熱電対起電力表
http://www.chino.co.jp/support/technique/sensor/thermocouples.html
http://www.okazaki-mfg.com/Tech_info/EMF.html
http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/b_sensor/9806/index.html

お礼

リンク上げていただきありがとうございます。

回答No.1

noname#215107

計算方法はセンサーの規格によってそれぞれ異なります。

センサーが環境などから受け取った度合い(温度、明るさ、圧力など)によって、電流の大きさで出力するものや、電圧で出力するものなどがあります。

比例した大きさで出力するセンサーは、その値に係数をかければ、目的の数値が得られます。
例えば、LM61という温度センサーは、温度に比例した電圧を1度10mVステップで出力しますので、温度への換算は簡単です。