センサー | センサーの種類
測定システムを考えてみましょう。これは、環境や周囲を感知して出力を生成する入力デバイスと、入力デバイスからの信号を処理する信号処理ブロック、そして人間または機械オペレーターが読みやすく使用しやすい形式で信号を提示する出力デバイスで構成されています。
最初の段階は入力デバイスであり、これが本章で主に議論する内容です。
センサー
センサーとは、熱、圧力、湿度、動きなどの物理現象や環境変数の変化に対応するデバイスです。この変化は、センサーの物理的、化学的、または電磁気的特性に影響を与え、さらに使いやすく読める形式に処理されます。センサーは測定システムの心臓部です。それは環境変数に最初に接触し、出力を生成する要素です。
センサーによって生成された信号は、測定すべき量に相当します。センサーは、物体やデバイスの特定の特性を測定するために使用されます。たとえば、熱電対は、その接合部で熱エネルギー（温度）を感知し、同等の出力電圧を生成します。これは電圧計によって測定できます。
すべてのセンサーは、正確な測定のためにいくつかの基準値または標準に対してキャリブレーションする必要があります。以下は熱電対の図です。
注意してください、トランスデューサとセンサーは同じではありません。上記の熱電対の例では、熱電対はトランスデューサとして機能しますが、電圧計、ディスプレイなどの追加回路やコンポーネントと一緒に温度センサーを形成します。
したがって、トランスデューサはエネルギーをある形から別の形に変換し、残りの作業は接続された追加回路によって行われます。この全体のデバイスがセンサーを形成します。センサーとトランスデューサは密接に関連しています。
センサーの特性
良いセンサーには以下の特性が必要です。
高感度：感度は、入力（測定する量）の単位あたりのデバイスの出力がどれだけ変化するかを示します。たとえば、温度センサーの電圧が1℃の温度変化につき1mV変わる場合、センサーの感度は1mV/℃とされます。
直線性：出力は入力とともに線形に変化するべきです。
高解像度：デバイスが検出できる入力の最小変化です。
低ノイズと干渉。
低消費電力。
センサーの種類
センサーは、測定する量の性質に基づいて分類されます。以下は、いくつかの例を含むセンサーの種類です。
センサーの分類
測定する量に基づく
温度： 抵抗温度検出器 (RTD), サーミスタ, 熱電対
圧力： ボルドン管、水銀柱、膜、圧力計
力/トルク： ひずみゲージ, 荷重セル
速度/位置： タコメータ、エンコーダ, LVDT
光： フォトダイオード, 光依存抵抗
などがあります。
(2) アクティブセンサーとパッシブセンサー： 電源要件に基づいて、センサーはアクティブとパッシブに分類できます。アクティブセンサーは、その動作に外部電源を必要としないデバイスです。それらは自身で電力を生成し、自己発生型と呼ばれます。動作に必要なエネルギーは、測定する量から得られます。たとえば、圧電水晶は加速度にさらされると電気出力（電荷）を生成します。
パッシブセンサーは、その動作に外部電源を必要とします。ほとんどの抵抗、インダクタンス、およびキャパシタンスセンサーはパッシブです（抵抗器、インダクター、およびコンデンサーがパッシブデバイスと呼ばれるように）。
(3) アナログセンサーとデジタルセンサー： アナログセンサーは、測定する物理量をアナログ形式（時間的に連続）に変換します。熱電対、RTD、ひずみゲージはアナログセンサーと呼ばれます。デジタルセンサーは、パルス形式で出力を生成します。エンコーダはデジタルセンサーの一例です。
(4) 逆センサー： 物理量を他の形式に変換し、また出力信号の形式を感知して元の形式に戻すことができるセンサーがあります。たとえば、圧電水晶は振動にさらされると電圧を生成します。同時に、圧電水晶に変動電圧をかけると振動し始めます。この特性により、マイクやスピーカーに適しています。
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