センサーについて

質問

センサーの定義、そして接触式、非接触式について教えてください。身近な例も教えてもらえば嬉しいです。

回答No.3

noname#2748 · ベストアンサー

定義はと言われるとちょっと困るのですが、身近に使用されているものを幾つか例にとって説明します。

接触式センサーとしては温度を測る物としてサーミスタや熱電対、圧力を測るものとしてストレインゲージを利用した圧力センサー、機械装置などに組み込まれた位置決め用のスイッチなどがあります。サーミスタは温度によって抵抗値が変わる素子でＮＴＣ型とＰＴＣ型があります。センサーとして利用されるのはＮＴＣ型が多く、このタイプは温度が上がると抵抗値が下がる特性をもちます。ＰＴＣ型もセンサーではありませんが身近にある、電気蚊取り気などに利用されています。このタイプは温度が上がると抵抗値が大きくなるので、一定の電圧をかけておけばサーモスタットなどを用いなくても、ほぼ一定の温度を保てる便利なヒーターとして利用されています。熱電対はセンサーの一端を加熱することで起電力を発生する素子で、やはり温度計などに用いられますが、サーミスタよりも高温に耐えられるので（１０００度程度）より広い温度を測定する用途に用いられます。圧力センサーはストレインゲージと言う半導体素子の特性を利用したもので、ストレインゲージに外部から力を加え変形させると、抵抗値が変化することを利用し、膜状に整形した素子に掛かる圧力を測定します。気圧計や、自動車のエンジン制御などに使用されています。また、ストレインゲージを直接測定したいものに固定し、材料に掛かる力によってひずみや変形が発生するかを検出する目的でも用いられます。これらのセンサーは測定する対象に接触させて検出するので接触型センサーと呼ばれます。また、スイッチも位置の検出などに使用する場合はセンサーと呼んで差し支えないでしょう。たとえばプリンターヘッドの位置決め（基準となる位置を検出する）用にも用いられています。このような使い方のスイッチを特にリミットスイッチ（スイッチの名前ではなく用途の名前）と呼びます。また、ボリューム（可変抵抗器）も用途によってはセンサーと呼べます。たとえばサーボモーターの位置検出などですが、このような用途で使用する場合ボリュームとは呼ばず、ポテンションメーターと呼びます。

非接触型のセンサーとしては、現在もっとも多く使われているのが光（赤外・紫外も含む）を利用したものでしょう。たとえばパソコンのマウスのボールの回転を読み取りにも、フォトインターラプタと呼ばれるセンサーが使用されています、これは光を感知するセンサー（フォトダイオード）とＬＥＤ（発光ダイオード）を向かい合わせに組み合わせたもので、間に物が通ると光が遮断されて出力が変化すると言うものです、マウスではたくさんのスリットのある円盤をまわし、スリットの数をカウントすることで移動距離を検出しています。先ほどもでてきましたがフォトダイオードはテレビやビデオなどのリモコンのセンサーとしても使用されています。赤外線を利用したものではよく見かけるものとして、サーモパイルがあります。人体の検出に街中などでもよく見かけますが、人が通ると点く照明や、自動的に水が流れるトイレなどで使用されているのをよく見かけると思います。これらは人間の体温付近の感度が高くなるように作られた赤外線センサー（赤外線は温度によって波長が異なるので）を２つ極性が逆になるように接続した物を、ひとつのパッケージに入れています。こうすることで周囲の温度が体温付近になっても反応せず、動くものだけに反応させることができます。先ほども述べましたが赤外線は温度によって波長が異なるので、それを計測することで温度が求められます。これを利用したのが非接触型の温度センサーです。接触型では計測できないような高温や低温（接触型ではセンサーが破壊されています）を計測することができます。
磁気を利用したセンサーも身近にたくさん使用されています、パソコンなどで使用されているファンモーターの中にもホール素子という半導体磁気センサーが入っています。このセンサーで磁石の位置を検出し、ちょうど良い位置にきたときにコイルに通電することで回転します。また、防犯用のセンサーで、よく窓などに取り付けられているものはリードスイッチと言うスイッチと磁石の組み合わせで働きます。リードスイッチとは、磁石を近づけるとＯＮ（またはＯＦＦ）になるスイッチです。
超音波を利用したセンサーも街中でよく見かけます。道路の上についている小さなスピーカーのようなものを見たことがあると思いますが、信号制御のための超音波センサーです。路面に向け超音波を発信しておき、その下を車が通ると反射の仕方が変わるのを検出する仕組みです。
その他にもセンサーと呼ばれるものは非常に多くの種類があり、とてもこの場に書ききれるものではありません。また、センサーの中にはアクチュエーター（電気などのエネルギーを運動エネルギーに変えるもの）と同じ構造のものもたくさんあります。センサーやアクチュエーターなどを総称してトランスデューサーたと呼びますが、センサーとアクチュエーターの構造が類似している場合が、結構あるのも面白いことです。

センサーに関する本として電波新聞社よりセンサーのすべてＩＳＢＮ　4885544920が刊行されていますので、参考になさってみてはいかがでしょう。

お礼

本当にありがとうございました。かなり助かります。

回答No.2

keronyan

一口にセンサーと言っても色々ありますから、難しいですね。
参考URLに
感覚機能を実現するための検出素子、とか
対象の状態に関する測定量を信号に変換する系の最初の要素
とか定義されてますね。

自動とか、オートマチックとか言われる物にはいろんなセンサーが入っています。

接触式とか非接触とか言うのはよくわかりませんが、
たとえば自動ドアでは人が来るのを色々な方法で検知します。
踏んで検知するのは接触式、赤外線などで検知するのは非接触ですか？
万引き防止なども非接触ですね。これは磁気を使っています。

古い物だとバイメタルなんかが温度を検知してスイッチを切る物で使われていますね。
熱によって張り合わせた金属が曲がることを利用してこたつや炊飯器で使われました。
最近だと温度センサーでセンスした信号をコンピュータで判断しています。

参考URL：

http://www.netwave.or.jp/~t-create/sensor/sensor1.htm

お礼

本当にありがとうございました。参考URLありがたく使わせていただきます。

回答No.1

a-kuma

大辞林によると

大辞林> 音・光・温度・圧力・流量など、計測の対象となる物理量を検知し、
大辞林> 処理しやすい信号に変換する素子。また、その装置。

ということですね。

接触式は、計測の対象に触れているもの、非接触式は、その逆で対象に
触れていないもの。

例えば、体温計を例に挙げると、いわゆる電子式の脇に挟むタイプは
「接触式」、耳の穴に入れるやつは鼓膜からの赤外線を感知するのですが
あれは「非接触式」です。

参考URL：

http://dictionary.goo.ne.jp/cgi-bin/dict_search.cgi?MT=%A5%BB%A5%F3%A5%B5%A1%BC&sw=2

お礼

ありがとうございました。助かります。参考URL使わせていただきます。