センサ入門 (図解メカトロニクス入門シリーズ)
はしがき
「センサ」は,力とか温度,距離その他いろいろの工業量を電気の信号に変えてとり出す素子です.この信号は,ディジタル信号に変換されたのち,各種の測定器や計算機,つまり情報処理装置にとりこまれます.「センサ」はメカトロニクスの一番の基礎です.
この本の初版は1983年ですが,私は「はしがき」に次のような意味のことを述べたのでした.
「初めてメカトロニクスの分野に入ろうとする機械技術者は,まず「センサ」を勉強しなければならないが,『電気を学んだのちにセンサを』というのでは,二合目か三合目でたいくつになり,せっかくの意欲が途中でなくなってしまう.そこで,この本は,『センサを学びながら電気の基礎のほうも勉強できてしまうように』,という方針で書いた」.
この本が今日までに18刷を重ねることができたのは,この方針が皆さんにご賛同いただけたからだと思います.そこで今回の改訂2版でも,やはり「初めて学ぶ人の入門書」として,初心を忘れずに,この方針を受けつぐことにしました,必要な細かい修正のほか,各章の末尾に「本章のまとめ」と「演習問題」を追加し,勉強に便利なようにしました.
センサの進歩にも著しいものがあって,その種類も豊富となり,性能も向上しました,実務的・専門的な参考書もたくさん出て,皆さんのお相手を待っております.なお,アドバンス・コースのテキストとしては次のものが優れていると思います.「匂いセンサ」「味センサ」などの楽しい話題もみえます.
センサ工学 都甲潔・宮城幸一郎(培風館)1995年
センサ工学 森泉豊栄・中本高道(昭晃堂)1997年
1999年2月
雨宮好文
目次
1 力センサ
1.1 力センサの例
1.2 ひずみゲージ線
1.3 導体の抵抗
1.4 電流と電位差
1.5 導体と絶縁体
1.6 電圧・電流・抵抗の間の関係
1.7 ゲージ線を利用した他のセンサ
1.8 半導体圧力センサ
本章のまとめ
演習問題
2 温度センサ
2.1 温度センサの例
2.2 金属の抵抗の温度による変化
2.3 半導体の抵抗の温度による変化
2.4 サーミスタ温度センサの他の応用例
2.5 熱電対温度センサ
本章のまとめ
演習問題
3 自動平衡計器
3.1 抵抗の変化分だけを取り出すには
3.2 オームの法則
3.3 抵抗の発熱
3.4 電力と電力量
3.5 実体図と回路図
3.6 電流計・電圧計のつなぎ方
3.7 合成抵抗
3.8 電圧降下
3.9 ブリッジ回路の応用
3.10 ブリッジ式自動平衡計器
3.11 電位差計式自動平衡計器
3.12 キルヒホッフの法則
本章のまとめ
演習問題
4 差動変圧器
4.1 変位センサの例
4.2 差動変圧器の構造と動作
4.3 電流から生ずる磁気
4.4 磁束の考え
4.5 磁気の誘発と吸引力
4.6 電磁誘導
4.7 コイルに電圧をかけると
4.8 交流
4.9 差動変圧器の原理
4.10 交流から直流を得ること
4.11 差動変圧器の応用例
本章のまとめ
演習問題
5 距離センサ
5.1 近接スイッチと距離センサ
5.2 うず電流距離センサ
5.3 金属体に生ずるうず電流
5.4 差動変圧器形うず電流距離センサの原理
5.5 コイルの自己インダクタンス
5.6 交流と自己インダクタンス
5.7 インダクタンスを含むブリッジ回路
5.8 ブリッジ形うず電流距離センサの原理
5.9 電磁シールド
5.10 表皮効果
5.11 うず電流による発熱
5.12 表皮効果の利用
5.13 うず電流を利用した他のセンサ
本章のまとめ
演習問題
6 重量センサ
6.1 重量センサの例
6.2 電磁力
6.3 電流計と電圧計
6.4 可動コイル形計器
6.5 整流形計器
6.6 可動鉄片形計器
6.7 回路計
6.8 動電形スピーカ
6.9 力平衡式の他のセンサ
本章のまとめ
演習問題
7 流量センサ
7.1 流量センサの例
7.2 発電の現象
7.3 発電機
7.4 動電形マイクロホン
7.5 電磁流量計の原理
7.6 制動作用の発生
7.7 金属板に働く制動作用
7.8 発電作用応用の他のセンサ
本章のまとめ
演習問題
8 レベルセンサー
8.1 レベルセンサの例
8.2 静電誘導と静電界
8.3 電気力の利用
8.4 静電容量
8.5 コンデンサ
8.6 静電容量を利用した他のセンサ
8.7 交流とキャパシタンス
8.8 キャパシタンスを含むブリッジ回路
8.9 電気回路の共振現象
本章のまとめ
演習問題
9 光センサ
9.1 光センサの種類
9.2 光スイッチとしての利用
9.3 光のアナログ的利用
9.4 光のディジタル的利用
9.5 光の時間変化信号を作ること
9.6 光ファイバのセンサへの利用
本章のまとめ
演習問題
10 ガスセンサと湿度センサ
10.1 ガスセンサ
10.2 酸素センサ
10.3 湿度センサ
本章のまとめ
演習問題
演習問題解答
索引
