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産業オートメーション分野で一般的な 5 種類のセンサー
2024-03-22
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現代の工業生産、特に自動化されたプロセスでは、センサーはほぼ不可欠です。具体的には、工業生産者はさまざまなセンサーを使用して生産プロセスのさまざまなパラメータを監視および制御し、機器が正常に動作し、障害があればすぐに検出できるようにする必要があります。
01 光電センサー
光電センサーは、光信号を電気信号に変換するデバイスです。その動作原理は光電効果に基づいています。光電効果とは、特定の物質が光にさらされると、物質内の電子が光子のエネルギーを吸収し、電気的な効果を示す現象を指します。光電効果は、外部光電効果、内部光電効果、光電圧効果の3種類に分類されます。光電デバイスには、光電管、光電子増倍管、フォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池などがあります。
光電センサーは、高解像度、短い応答時間、長い検出距離、および検出対象物に対する最小限の制限を備えています。特に注目すべきは色を識別する能力です。入射光の波長と検出した物体の色に基づいて、物体が形成する光の反射率や吸収率を検出することで、物体の色を検出することができます。
02近接センサー
近接センサーは非接触のセンシングと検出を可能にするため、検出対象の磨耗や損傷を回避し、火花、ノイズ、接触関連の問題を排除します。無接点出力方式のため長寿命で接点寿命への影響がほとんどありません。他の検出方式とは異なり、近接センサーは水や油の環境での使用に適しており、検出時に汚れや水・油の影響をほとんど受けません。
具体的には、近接センサー自体は近距離にある金属物体のみを検出できます。変位変化型バネ式プランジャ装置は、接点の検出範囲を拡大できるのが特長です。製品と接触し、製品が所定の位置にあり、正確に配置され、検証されているかどうかを確認するために、バネ仕掛けのピストン、プローブ、ボタンが一般的に使用されます。
03 光ファイバーセンサー
光ファイバーを使用した光ファイバーセンサーの開発は 1977 年に始まり、すぐに大きな関心を呼び起こしました。それ以来、光ファイバーセンサーは急速に発展してきました。光ファイバーは誘電体材料であり、敏感なコンポーネントも誘電体材料から作成できるため、光ファイバーセンサーは優れた電気絶縁特性を示し、ファイバー表面で最大 80kV/20cm に耐えます。このため、高電圧電力システムや大容量モーターのテストに特に適しています。
光ファイバーは多種多様なセンサーの製造に利用でき、汎用センサーと呼ばれています。商業、民生、医療、産業制御など、様々な分野で多くの物理量を測定できます。従来のセンサーは電気機械計測に基づいているのに対し、光ファイバーセンサーは光学計測に基づいていることに留意する必要があります。
04 変位センサー
変位センサーは、物体の運動変位を測定可能な電気量に変換するデバイスです。変形、振動、変位、位置、サイズなどの物理量を、検出や情報の伝達が容易な電気量に変換するためによく使用されます。
変位センサにはさまざまな種類があり、近年、センサに革新的な技術が取り入れられ、その応用範囲が広がっています。たとえば、光ファイバー、時間回折格子、OEM LVDT 技術、超音波技術、磁歪技術などに基づく技術が挙げられます。技術の進歩により、センサーの性能は大幅に向上し、コストは大幅に削減されました。
05 ホール効果センサー
回転ホール効果センサーは通常、可動部品を使用しません。これらの半導体ベースのセンサーは、ホール効果センサー素子と回路を組み合わせて、回転磁場の変化に対応するアナログ出力信号を提供します。アナログまたはパルス幅変調 (PWM) の 2 つの出力オプションから選択できます。
リニア ホール効果センサーは、磁場の回転ではなく直線運動を測定します。このセンサーは、指定された移動距離に比例する出力電圧を設定するようにプログラムできます。ホール センサー技術は継続的に進歩しており、プログラマブル ホール センサー、スマート ホール素子、小型ホール センサーは有望な市場見通しを示しています。
今後数年間で、スマート製造の加速的な進歩に伴い、スマート センサー、監視、生産、検出システム、技術、および機器の需要がさらに増加すると予想されます。さまざまなタイプのセンサーが、一般的な自動車エレクトロニクス、通信エレクトロニクス、家庭用電化製品、および特殊な電子機器に組み込まれることになります。顧客のニーズにさらに応えるために、企業はより高品質なセンサーのイノベーションの開発にも注力するでしょう。
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