センサーとは？ さまざまな種類のセンサーとアプリケーション

さまざまな種類のセンサーとアプリケーション

センサー入門

世の中にはセンサーがあふれています。 私たちの日常生活では、あらゆる活動で自動化に遭遇します。 自動化には、携帯電話による照明や扇風機のオン、モバイル アプリによるテレビの制御、室温の調整、煙探知機などが含まれます。 これらはすべてセンサーの助けを借りて行われている。 最近では、組み込みシステムベースの製品には必ずと言っていいほどセンサーが内蔵されています。

モバイル制御の CCTV カメラ、天候の監視と予測アプリケーションなど、多くのアプリケーションがあります。 センサーは、ヘルスケアのモニタリングや検出において非常に重要な役割を果たします。

センサーとは

センサーは、圧力や力などの物理量、電流などの電気量、またはその他のエネルギーの形態の変化を検出するのに役立つデバイスまたはモジュールと定義されます。

最後に、センサーは、光学的、電気的、または入力信号の変化に対応する任意の形式の信号である、読み取り可能な出力信号を生成します。 どのような測定システムでも、センサーは主要な役割を果たします。 実際、センサーは計測システムのブロック図の中で最初の要素であり、有効な出力を生成するために変数と直接接触する。

センサーの分類

1. アクティブおよびパッシブ センサー
2. アナログおよびデジタル センサー

アクティブ センサー

アクティブ センサーは、外部励起供給の支援を受けて出力信号を生成するセンサー タイプのものです。 センサーの物理的な特性は、適用された外部効果に対して変化します。

例として、次のようなものがあります。

パッシブセンサー：

パッシブセンサーは、外部励磁の助けを借りずに出力信号を生成するタイプのセンサーです。

例:

例えば、熱電対は、加えられた熱に対応する電圧値を生成します。 It does not require any external power supply.

Analog and Digital Sensors

Different types of digital and analog sensors are listed below one by one with their applications.

Different Types of Sensors

There are different types of sensors used to measure the physical properties like heartbeat & pules, Speed, Heat transfer, temperature etc. Types of sensors are listed below and we will discuses the usual types one by one in details with uses and applications.

• Infrared Sensor(IR Sensor)
• Temperature & Thermocouple Sensors
• Proximity Sensor
• Ultrasonic sensor
• Accelerometers & Gyroscope Sensor
• Pressure Sensor
• Hall Effect Sensor
• Load cell
• Light Sensor
• Color Sensor
• Touch Sensor
• Tilt Sensor
• PIR Motion Detector & Vibration Sensor
• Metal detector, Water Flow & Heartbeat Sensor
• Flow and Level Sensor
• Smoke, Fog, Gas, Ethanol & Alcohol Sensor
• Humidity, Soil Moisture & Rain Sensor

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Analog Sensors

The sensor that produces continuous signal with respect to time with analog output is called as Analog sensors. The analog output generated is proportional to the measured or the input given to the system. Generally, analog voltage in the range of 0 to 5 V or current is produced as the output. The various physical parameters like temperature, stress, pressure, displacement, etc. are examples for continuous signals.

Examples: accelerometers, speed sensors, pressure sensors, light sensors, temperature sensors.

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IR センサー (赤外線センサー)

電磁スペクトルを調べると、赤外線領域は近赤外線、中赤外線、遠赤外線の3つの領域に分けられます。 赤外線はマイクロ波より周波数が高く、可視光線より周波数が低いのが特徴です。 赤外線センサーは、赤外線を放射し、検出するために使用されます。 この原理を利用し、赤外線センサーは障害物検知器として使用することができます。

パッシブIRセンサー。 センサーが障害物から放射されたエネルギーを検出するためにIRソースを使用しない場合、それはパッシブIRセンサーとして機能します。 熱電対、パイロエレクトリックディテクター、ボロメーターなどの例は、パッシブセンサーに属します。

アクティブ IR センサーです。

アクティブIRセンサー：IRソースとIR検出器として動作する2つのコンポーネントがある場合、それはアクティブセンサーと呼ばれています。 LEDやレーザーダイオードは、IRソースとして機能します。

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温度 & 熱電対センサー

議論したようにアナログ センサーでは時間と共に連続して変わる信号が生成されます。 センサーからの出力値は、マイクロボルトやミリボルトの範囲内で非常に小さくなります。 このため、増幅のための信号調整回路が必要です。

温度センサーは、温度を感知し、温度の変化を測定します。 温度センサーの他のタイプは、熱電対、サーミスター、抵抗温度デバイス (RTD) および温度センサー IC (LM35) などです。

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Proximity Sensor

Proximity センサーは物体検出用に使われる非接触型センサーの一種です。 対象物と物理的に接触することはありません。 距離を測定する対象はターゲットと呼ばれます。 IRライトや電磁波が近接センサーに使用されます。 近接センサーには、誘導型、静電容量型、超音波型など、さまざまな種類があります。 オブジェクトの検出、速度を測定するために、回転の識別、材料の検出、逆駐車センサー、オブジェクトのカウント。

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超音波センサー

超音波を使用して距離や移動時間を測定するために使用されるのが超音波センサーです。 超音波を発生させるために音源が使用されます。 波がターゲットに当たった後、波は反射され、検出器は信号を収集します。 送信波と反射波の間の移動時間は、超音波センサーを使用して測定されます。 光センサーは、送信機と受信機のために2つの異なる要素を使用します。

加速度センサー & Gyroscope Sensor

加速度センサーは、動きを感知して位置、速度、振動の変化を検出するために使われる、一種のセンサーです。 アナログ式とデジタル式があります。

ジャイロスコープ センサーは、地球の重力を利用して方位を検知し、決定するもので、角速度を測定します。 加速度計 &

圧力センサ

圧力センサは、入力電圧と圧力値で動作します。

ホール効果センサー

磁気効果の原理で動作するセンサーは、ホール効果センサーと呼ばれています。 磁界が入力で、電気信号が出力です。 ホール効果センサーを作動させるために、外部磁界が印加されます。 すべての磁石は、磁束密度と極性という2つの重要な特性を持っています。 磁束密度は常に物体の周囲に存在します。 したがって、ホール効果センサーの出力は磁束密度の関数になります。

アプリケーション。 磁気センサーの主な用途の1つは、位置、距離、速度を検知するための自動車用システムです。 たとえば、スパークプラグの発射角度を決めるクランクシャフトの角度位置、エアバッグ制御のための車のシートとシートベルトの位置、アンチロックブレーキシステム (ABS) の車輪速度検出などです。 ホール効果センサーは、GPS の位置検出、速度検出、モーターの制御に使用されます。

ロードセル

ロードセルは、重量を測定するために使用されます。 入力は力または圧力で、出力は電圧値です。 ロードセルは、間接的な方法で物体の重量を測定します。

ビーム型ロードセル、シングルポイント型ロードセル、圧縮型ロードセルなどの種類があります。

ビーム型ロードセル：機械、タンク計量、医療機器などの産業用アプリケーションで使用される

シングルポイント型ロードセル。 廃棄物回収や機械などの低重量測定用途に使用されます

圧縮型ロードセル。

アナログ センサーの用途

金属、複合材料、プラスチック、セラミックにおける隠れたトラックや不連続性を検出したり、水位を検出したりします。 デジタル センサーは、離散的な出力信号を生成するものです。 離散信号は時間に対して非連続であり、シリアル伝送の場合は「ビット」、パラレル伝送の場合は「バイト」で表現されます。 測定量はデジタル形式で表現されます。 デジタル出力は、ロジック1またはロジック0（ONまたはOFF）の形式となります。 デジタルセンサは、センサ、ケーブル、送信機で構成されています。 測定された信号は、外付け部品を使用せず、センサー内部でデジタル信号に変換されます。

光センサー

デジタル LED または光検出器を使用して、デジタル信号を生成し、回転シャフトの速度を測定します。 ディスクは回転軸に取り付けられています。 回転軸には透明なスロットが付いています。 回転軸がある速度で回転すると、円板も一緒に回転します。 センサーはシャフトの各スロットを通過し、論理1または論理0として出力パルスを生成します。 出力は、カウンタ/レジスタを通過した後、LCD に表示されます。

デジタル加速度計

デジタル加速度計は、可変周波数の方形波出力を生成します。 方形波を生成する方法は、パルス幅変調(PWM)です。 PWM 信号からの出力は、パルス幅が加速度値に直接比例します。

他のタイプのデジタル センサーは次のとおりです。 デジタル温度センサー、エンコーダーなど。

デジタル センサーのアプリケーション

1. 圧力センサーによるガス管やケーブルの漏れの検出
2. タイヤの圧力監視
3. 気流の監視
4. レベルの測定
5. 吸入器（医療機器）

Real Time Applications of Sensors

IR Sensor Applications:

放射温度計です。 IRセンサーの存在により動作します。 物体の温度は放射温度計で測定されます

IR イメージング デバイス。 IRセンサーは、オブジェクトを画像化するために使用されます。 彼らは非侵襲的なイメージング技術として使用されているサーモグラフィーカメラ、で使用されています

IRテレビリモコン。

IRテレビリモコン：最近、IRベースのテレビリモコンは、家庭や映画館で使用されています。

IRテレビリモコン：最近、IRベースのテレビリモコンは、家庭や劇場で使用されています。 テレビのリモコンは、ボタンとPCBで構成されています。 PCBは、押されたボタンを感知または検出するために使用される電気回路で構成されています。 ボタンが押されると、信号は、フォームまたはモールス信号で送信されます。 トランジスタは、信号の増幅のために使用されます。 最後に、それはIR LEDに到達します。 回路基板の端がIR LEDに接続されます。 テレビの受信側にはセンサーが設置されています。 IR LEDが赤外線を発し、センサーがそれを感知します。

自動車の内部 – ステアリング・センサーのアプリケーション。

車内 – ステアリング・センサーの用途：自動車では、ステアリング・センサーは非常に重要です。 ステアリング・センサーは、ハンドルの回転角を測定し、さらにナビゲーションのために役立ちます。

スマートフォンの内部-センサーのアプリケーション。 現在の世界では、すべての人がスマートフォンを持っています。 モバイルテクノロジーは、センサーと自動化技術で構築されています。 指紋、磁力計、ジャイロスコープ、加速度計、気圧計、温度計、近接センサー、心拍計、光センサーなど、さまざまな種類のセンサーがあります。

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