センサーとアクチュエーターは、多くの場合、産業環境機器の同じ領域にあります。それらはの基本的な要素です 組み込みシステム.同じ環境の中で、それぞれに役割があり、依存し合っています。センサーは主に、デバイスまたは環境の状態を追跡するために使用されます。逆に、アクチュエータはデバイス内のイベントまたは環境を制御します。次に、センサーとアクチュエーターの定義と違いについて説明します。
とは センサー?
センサーは、物理環境で発生するあらゆる変化を監視するデバイスです。これらの環境変化には、温度、湿度、振動、および圧力の変化が含まれます。 センサーは、これらの物理パラメーターを電気信号に変換します。次に、このデータまたはアラームを中央システムに送信して、ユーザーが表示できるようにします。また、特定のデバイスに合わせて自動的に調整されます。たとえば、モーターが特定のしきい値温度を超えると、自動的にシャットダウンします。
以下は、より一般的なセンサーの 8 つのタイプです。
- ビジョンセンサー: これらは通常、画像を使用して特定のオブジェクトの特定の状態を判断します。オブジェクトの存在、向き、精度など。
- 温度センサー: このタイプのセンサーは、 外食産業で使用される.それらは食品の腐敗を防ぐのに効果的です。
- 振動センサー: これらのセンサーは、機密資産の振動レベルを測定するのに役立ちます。人々は主に回転機械に使用します。
- 安全センサー: 企業が施設内で従業員を安全に保つのに役立つセンサー。また、企業が高価なツールや機器を追跡するのにも役立ちます。
- 圧力センサー: 物理的な資産の圧力が変化し、そのパフォーマンスが変化します。圧力センサーは、潜在的な障害を示す可能性のある圧力変化を検出すると、ユーザーに警告します。
- 水分センサー: 主に微量の水分を制御するために使用されるセンサー。それらは、一部の非常に敏感な電子機器に対する湿気要因の影響を回避するのに役立ちます。
- ガスセンサー: ガスの濃度を感知するセンサー。人々はさまざまな業界でそれらを使用しています。ガスセンサーは、ガス濃度が高すぎるか低すぎる場合にユーザーに警告します。
- 慣性センサー: 物体の加速度、傾き、振動を検出・測定するセンサー。これらは、ナビゲーション、向き、およびモーション キャリア制御を解決するために重要です。
アクチュエーターとは？
アクチュエータは、物理量を変化させることができるデバイスです。 電気信号または電気を機械エネルギーに変換できます。アクチュエータを使用して、モーションを作成したり、環境を変更したりできます。いくつかの一般的な例は、温度を下げるのに役立つファンの使用です。サーボ モーターを使用して、特定の制御オブジェクトを駆動できます。これらのアクチュエータのほとんどは、ソフトウェアによってガイドされます。それらは制御信号を自発的な行動に変換します。アクチュエータには多くの種類があります。それらは、手動、空圧、油圧、電動、およびバネ式です。
以下は、5 種類のアクチュエータです。
- 手動アクチュエータ: アクチュエーターは、ギア、バー、またはホイールを手動でユーザーが手動で制御する必要があります。電源が不要で安価です。また、適用範囲が限られているという明確な欠点もあります。
- 空気圧アクチュエータ: 主に空気圧を使用してバルブに動力を供給するアクチュエータ。それらは圧力を使用してピストンを押し、バルブステムに影響を与えます。
- 油圧アクチュエータ: これらのアクチュエータは、流体を使用して圧力を生成します。流体圧力を使用してバルブを操作するため、空気圧アクチュエータとは異なります。
- 電気アクチュエータ: 電気モーターによって達成される方法でバルブを操作するアクチュエーター。それらは静かで、非常に効率的に使用できます。ただし、電池や電気が必要で、場所によっては利用できません。
- 春のアクチュエーター: このアクチュエータは、トリガーが発生するまでリバウンド状態を維持する必要があります。スプリング アクチュエータが特定のしきい値に達すると、スプリングが解放され、バルブが作動します。このアクチュエータは通常、1 回限りの緊急アプリケーションに使用されます。
センサーとアクチュエーターの違い
センサーとアクチュエーターは、あらゆる機械の重要なコンポーネントです。それらは、機能や取り扱いにかなりの違いがあります。ここでは、センサーとアクチュエーターの違いのうち 8 つを挙げます。
定義
センサーは、環境のイベントや変化を感知して測定するように設計されたデバイスです。また、収集した情報を他の電子デバイスに送信します。一方、アクチュエータは機械部品です。電気信号を機械的な仕事に変換します。
依存関係
センサーとアクチュエーターは相互に依存しています。特定のタスクを実行するために相互に依存することができます。両方が存在する場合、アクチュエータはセンサーに依存してその役割を果たします。どちらかまたは両方が正常に機能していないと、システムが誤動作します。
接続
通常、センサーはシステムの入力ポートに接続されます。アクチュエータは反対で、システムの出力ポートに接続されています。
使用法
センサーとアクチュエーターの主な違いの 1 つは、その使用方法です。センサーは、主に環境の変化を追跡するために使用されます。一方、アクチュエータは、研究者が環境や物理的な変化を制御するのに役立ちます。
入力
センサーは、主に環境から入力を受け取ります。アクチュエータがシステムまたはシグナル コンディショニング ユニットを介して入力を取得する方法。
出力
センサーは電気信号を外界に出力します。電気信号は、特定の環境条件を読み取り、割り当てられたタスクを実行します。アクチュエータは、モーションを出力するという点で異なります。熱や動きを測定することにより、特定のアクションを生成する能力を決定します。センサーとアクチュエーターの出力の違いは非常に明白です。
力
センサーが動作するために、より多くの電力が必要な場合とそうでない場合があります。一方、アクチュエータは適切に動作するために追加の電力を必要とします。
センサーおよびアクチュエーターのアプリケーション
バイオセンサー、画像センサー、モーションセンサーなどのセンサーを使用して、アセットの温度と振動を測定します。アクチュエータのより多くの産業用途は、ダンパー、バルブ、カップリングの操作です。
センサーとアクチュエーターの主な違いをまとめた表を次に示します。
| センサー | アクチュエーター | |
|---|---|---|
| 定義 | 物理量を検出および測定するデバイス。 | 電気信号を物理的な動きや力に変換するデバイス。 |
| 関数 | 温度、圧力、光などの物理量を検出して測定します。 | 機械システムの駆動やバルブの開閉など、電気信号を物理的な運動や力に変換します。 |
| 入力 | 物理量 | 電気信号 |
| 出力 | 電気信号 | 物理的な動きまたは力 |
| 例 | 温度センサー、圧力センサー、モーションセンサー、光センサー | モーター、ソレノイド、空気圧および油圧アクチュエータ |
| アプリケーション | 環境条件の監視、物体の検出、身体活動の測定 | 機械システムの駆動、流体の流れの制御、バルブの開閉 |
| IoTでの利用 | 遠隔地からのデータの収集と送信 | 遠隔地にあるシステムとデバイスの制御 |
センサーとアクチュエーターの例
力学
機械式センサーの代表的な例は、大気圧を測定する気圧計センサーです。 このセンサーの気圧計チューブには水銀が充填されています。大気圧が上昇するたびに、チューブ内の水銀の量が増加します。それらは互いに比例しています。
機械式アクチュエータの一般的な例は、スクリュージャッキと呼ばれるデバイスです。この装置のネジを締めたり、回転させたりすると、脚が動きます。ここでは、機械式アクチュエータが機械的回転を直線運動に直接変換します。
電気
電気センサーは、主に導体を通る電気の流れを感知および測定するために使用されます。 このプロセスには、いくつかの異なるエネルギー変換が含まれます。電気信号を磁気信号に変換し、この信号を機械信号に変換するなど。
電気モーターは、電気アクチュエーターのカテゴリに属します。このタイプはDCモーターです。 DC モーターは通常、コイルの周りを流れる電流によって動作します。これにより、コイルの周囲に磁場が発生します。電気アクチュエータは、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換するときにこの磁場を作成します。次に、モーターは磁気エネルギーを運動の形で機械的出力として出力します。
自動車
車両で動作するセンサーは、燃料の状態を判断するように設計されています。 センサーを使用して、燃料が点火しているか、滑らかな状態にあるかを知ることができます。点火された燃料は、車に大きな損傷を与える可能性があります。エンジンリングの破損やベアリングの異常など。センサーの存在により、これらの問題を回避できます。センサーは、燃料が車両内でどの程度燃焼または冷却されているかをユーザーが正確に知るのに役立ちます。過度に冷たい燃料は、車両の動作状態に影響を与える可能性があります。その状態では燃料が濃くなり、車のスムーズな走行が制限されます。
アクチュエーターは、車のエンジンで車の無駄な速度を制御します。アクチュエーターは空気のびびりの調整をサポートし、その力を高めます。この技術で製造されたアクチュエーターは、車に乗るユーザーに十分な安全性を提供するのに役立ちます。アクチュエータは、再分配または排気ガスの制御にも適用できます。そして、この機能を通じてパフォーマンスを向上させます。
油圧
油圧センサーは、配水で非常に人気のあるセンサー アプリケーションの 1 つです。 センサーは、主に水の圧力と流量を測定するために使用されます。 これらのセンサーはゲージとしても使用できます。このセンサーは、配水システムでも使用され、瞬間的な圧力とパイプの破裂を測定します。センサーは、水の流量の測定もサポートしています。実際のアプリケーションでは、ほとんどの人が電磁測定と渦測定を流量計として使用しています。
ピストンが滑りやすい油圧アクチュエータで、本体内部に円筒状の中空チューブが入っています。ピストンの片側だけに圧力をかけることをピストンの一方向運動と呼びます。ムーブメントは単動式とも呼ばれます。その中にあるスプリングは、ピストンの一方向移動中の戻りストロークとして使用されます。もう 1 つの一般的なタイプの圧力作用は、複動と呼ばれます。複動はピストンの両側に圧力を加えます。ピストンの両側は、ピストンが動くことを可能にする異なる圧力衝突を受けます。
ロボティクス
センサーはロボット工学で広く使用されており、非常に重要な位置を占めています。センサーの使用は、ロボットに以下を提供します 人間のような知覚機能と反応.ロボット工学におけるセンサーの使用は、ロボットのパフォーマンスの向上にも役立ちます。これらのロボットにセンサーを使用すると、外部で人間のように行動することができます。
一方、アクチュエータはこの状態での機械的な動きに使用されます。簡単に言えば、ロボットの筋肉です。
センサーとアクチュエーターの違いは明らかです。センサーは監視に重点を置いていますが、アクチュエータは制御に重点を置いています。 1 つは情報を収集し、もう 1 つは指示されたアクションを実行します。センサーもアクチュエーターも、機械を効率的に動かすコンポーネントです。それらは、機器がその動作状態を維持および改善することを可能にします。
センサーとアクチュエーターについて FAQ
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センサーとアクチュエーターとは何ですか? また、それらの違いは何ですか?
センサーは、温度、圧力、光などの物理量を検出して測定します。モーターやソレノイドなどのアクチュエータは、電気信号を物理的な運動や力に変換します。センサーとアクチュエーターは、多くの電子デバイスで連携して動作し、自動化、制御、およびフィードバック機能を可能にします。
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センサーにはどのような種類があり、どのように使用されますか?
センサーには、温度、圧力、近接、モーションなど、さまざまな種類があります。それらは、環境条件の監視、物体の検出、身体活動の測定など、さまざまな用途で使用されています。
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センサーとアクチュエーターは電子機器でどのように連携しますか?
センサーは物理量を検出して電気信号に変換し、制御システムによって処理されます。次に、制御システムは信号をアクチュエータに送信し、電気信号を物理的な動きまたは力に変換します。これにより、電子デバイスは環境の変化やユーザー入力を感知して応答することができます。
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日常生活で使用されているセンサーとアクチュエーターの例を教えてください。
日常生活で使用されるセンサーやアクチュエーターの例としては、サーモスタットの温度センサー、セキュリティ システムのモーション センサー、洗濯機やエアコンなどの電化製品のモーターなどがあります。
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センサーとアクチュエーターは産業プロセスと製造をどのように改善しますか?
センサーとアクチュエーターは、工業プロセスや製造で使用され、温度、圧力、および流量を監視および制御できます。これにより、効率が向上し、廃棄物が削減され、製品の品質が向上します。
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ロボティクスとオートメーションでセンサーとアクチュエーターを使用する利点は何ですか?
センサーとアクチュエーターは、機械が環境を感知して応答できるようにするために、ロボティクスと自動化に不可欠です。これにより、製造業やその他の産業の精度、速度、および安全性を向上させることができます。
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IoT アプリケーションでワイヤレス センサーとアクチュエーターを使用する利点は何ですか?
ワイヤレス センサーとアクチュエーターは、IoT (モノのインターネット) アプリケーションで使用して、離れた場所からデータを収集および送信できます。これにより、効率が向上し、コストが削減され、スマート ホームや都市などの新しいアプリケーションが可能になります。
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センサーとアクチュエーターは、スマート ホームやスマート ビルでどのように使用されていますか?
センサーとアクチュエーターをスマート ホームやスマート ビルで使用して、照明、暖房、セキュリティ機能を自動化できます。たとえば、モーション センサーは照明を自動的にオン/オフしたり、スマート サーモスタットは占有率や気象条件に基づいて温度設定を調整したりできます。
