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1. 検出は、特定の物理的方法を用いて、測定パラメータの数が特定の範囲に属するかどうかを判別し、測定パラメータが適格かどうか、あるいはパラメータの数が適切かどうかを決定する。測定された未知量を同じ性質の標準量と比較し、測定対象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。
自動化・検出分野において、検出の課題は完成品や半製品の検査・測定だけでなく、生産工程や移動体を人が選択した最適な状態にするための検査・監視・制御にも及びます。そのためには、様々なパラメータの大きさや変化を随時検出・測定する必要があります。生産工程や移動体をリアルタイムで検出・測定するこの技術は、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、温度計を使用して温度を測定したり、マルチメーターを使用して電圧を測定したりなど、計算なしでメーターの測定値を測定することです。
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計算することです。例えば、電力Pは電圧Vと電流Iに相関しており、P=VIの関係があります。電力は電圧と電流を測定することで計算されます。
直接測定は簡便であり、実務でよく用いられます。しかし、直接測定が不可能な場合、直接測定が不便な場合、あるい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もあります。
光電センサとセンサの概念
センサーの機能は、非電気量を明確な対応関係がある電気量出力に変換することです。これは本質的に、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。検出と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ます）です。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ます）です。エネルギー制御センサーとは、測定された電気パラメータ（抵抗、静電容量など）の変化を変換するセンサーのことです。センサーに励起電源を追加すると、測定パラメータの変化を電圧、電流の変化に変換できます。エネルギー変換センサーは、外部励起源を使用せずに、測定された変化を電圧と電流の変化に直接変換できます。
多くの場合、測定対象となる非電気量は、センサーが変換できる種類の非電気量ではないため、センサーの前に、測定された非電気量をセンサーが受信して変換できる非電気量に変換できるデバイスまたは装置を追加する必要があります。測定された非電気を利用可能な電気に変換できる部品またはデバイスがセンサーです。たとえば、抵抗ひずみゲージで電圧を測定する場合は、ひずみゲージを販売圧力の弾性要素に取り付ける必要があり、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ーであり、弾性要素がセンサーです。センサーとセンサーはどちらも測定された非電気をいつでも変換できますが、センサーは測定された非電気を利用可能な非電気に変換し、センサーは測定された非電気を電気に変換します。
2, 光電センサー光電効果に基づいて光信号を電気信号に変換するセンサーで、自動制御、航空宇宙、ラジオやテレビなどの分野で広く使用されています。
光電センサには、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（CD）、フォトカプラ、光電変換素子、光電セル、イメージセンサが含まれます。主な種類の一覧を下図に示します。実際の用途では、目的の効果を得るために適切なセンサを選択する必要があります。一般的な選択原則は次のとおりです。高速光電検出回路、広範囲の照度計、超高速レーザーセンサー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内の低速パルス光電スイッチはフォトトランジスタを選択する必要があります。応答速度は遅いですが、性能が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、街灯の自動点灯回路内の光電センサー、光の強さに比例して変化する可変抵抗はCdsとPbs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は集積光電センサーである必要があります。
光電センサの種類 光電センサの例
PN接合PNフォトダイオード(Si、Ge、GaAs)
PINフォトダイオード（Si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）（Si材料）
光電センサと光電サイリスタの一体型（Si材料）
非pn接合型光電池（CdS、CdSe、Se、PbSを使用した材料）
熱電部品（使用材料（PZT、LiTaO3、PbTiO3）
電子管型光電管、撮像管、光電子増倍管
その他の色感度センサー（Si、α-Si材料）
固体撮像素子（Si材料、CCD型、MOS型、CPD型）
位置検出素子（PSD）（Si材料）
光電池（フォトダイオード）（材料：Si）
投稿日時: 2023年7月18日