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1. 検出は、特定の物理的方法によって、測定パラメータの数が一定の範囲内にあるかどうかを区別し、測定パラメータが適格であるか、またはパラメータの数が存在するかどうかを判断するプロセスです。測定された未知量を同じ性質の標準量と比較し、測定チームが測定した標準量の倍数を決定し、この倍数を数値で表すプロセスです。
自動化と検出の分野において、検出のタスクは、完成品や半製品の検査や測定だけでなく、生産工程や移動体を検査、監視、制御して、人間が選択した最適な状態にするために、さまざまなパラメータのサイズや変化を常に検出および測定することも含まれます。生産工程や移動体のリアルタイム検出および測定技術は、エンジニアリング検査技術とも呼ばれます。
測定には、直接測定と間接測定の2種類がある。
直接測定とは、計算を行わずにメーターの読み値をそのまま測定することです。例えば、温度計で温度を測定したり、マルチメーターで電圧を測定したりする場合などです。
間接測定とは、測定対象に関連する複数の物理量を測定し、関数関係を通して測定値を算出する方法です。例えば、電力Pは電圧Vと電流Iに関係しており、P=VIの関係が成り立ちます。この場合、電圧と電流を測定することで電力を算出します。
直接測定は簡単で便利であり、実務でよく用いられる。しかし、直接測定が不可能な場合、直接測定が不便な場合、または直接測定の誤差が大きい場合には、間接測定を用いることができる。
光電センサーとセンサーの概念
センサーの機能は、非電気量を、明確な対応関係を持つ電気量出力に変換することであり、本質的には非電気量システムと電気量システム間のインターフェースです。検出および制御のプロセスにおいて、センサーは不可欠な変換デバイスです。エネルギーの観点から、センサーは2種類に分けられます。1つはエネルギー制御センサー（アクティブセンサーとも呼ばれる）、もう1つはエネルギー変換センサー（パッシブセンサーとも呼ばれる）です。エネルギー制御センサーとは、センサーが測定された値を電気パラメータ（抵抗、容量など）の変化に変換することを指し、センサーには励起電源を追加する必要があります。これにより、測定されたパラメータの変化を電圧や電流の変化に変換できます。エネルギー変換センサーは、外部励起源なしで、測定された変化を直接電圧や電流の変化に変換できます。
多くの場合、測定対象の非電気量は、センサが変換できる種類の非電気量ではないため、センサの前に、測定対象の非電気量をセンサが受信・変換できる非電気量に変換できる装置を追加する必要があります。測定対象の非電気量を利用可能な電気量に変換できる部品または装置がセンサです。例えば、抵抗ひずみゲージで電圧を測定する場合、ひずみゲージを圧力の弾性要素に取り付ける必要があります。弾性要素は圧力をひずみ力に変換し、ひずみゲージはひずみ力を抵抗の変化に変換します。ここで、ひずみゲージがセンサであり、弾性要素もセンサです。センサとセンサはどちらもいつでも測定対象の非電気量を変換できますが、センサは測定対象の非電気量を利用可能な非電気量に変換し、センサは測定対象の非電気量を電気量に変換します。
2, 光電センサー光電効果に基づき、光信号を電気信号に変換するセンサーであり、自動制御、航空宇宙、ラジオ・テレビなどの分野で広く使用されている。
光電センサーは主にフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、フォトカプラ、複合光電センサー、光電池、イメージセンサーなどに分類されます。主な種類の一覧は下図に示されています。実際の応用においては、目的の効果を得るために適切なセンサーを選択する必要があります。一般的な選択原則は以下のとおりです。高速光電検出回路、広範囲照度計、超高速レーザーセンサーにはフォトダイオードを選択する必要があります。数千ヘルツの単純なパルス光電センサーと単純な回路の低速パルス光電スイッチにはフォトトランジスタを選択する必要があります。応答速度は遅いものの、性能の良い抵抗ブリッジセンサーと抵抗特性を持つ光電センサー、街路灯の自動点灯回路の光電センサー、および光の強度に比例して変化する可変抵抗には、CdsとPbsの感光素子を選択する必要があります。ロータリーエンコーダ、速度センサー、超高速レーザーセンサーには、統合された光電センサーを使用する必要があります。
光電センサーの種類 光電センサーの例
PN接合部PNフォトダイオード(Si、Ge、GaAs)
PINフォトダイオード（シリコン材料）
アバランシェフォトダイオード(シ、ゲ)
フォトトランジスタ（フォトダーリントン管）（シリコン材料）
集積型光電センサおよび光電サイリスタ（シリコン材料）
非pn接合型光電池（CdS、CdSe、Se、PbSを用いた材料）
熱電素子（使用材料（PZT、LiTaO3、PbTiO3））
電子管型フォトチューブ、カメラチューブ、光電子増倍管
その他の色感応型センサー（Si、α-Si材料）
固体イメージセンサー（シリコン材料、CCD型、MOS型、CPD型）
位置検出素子（PSD）（シリコン材料）
光電池（フォトダイオード）（材料にはシリコンを使用）
投稿日時：2023年7月18日