はじめてのセンサ

今回はTexas Instruments (以下、TI社と表記) のセンサ製品をはじめて使う、ご検討いただくお客様を対象として、センサ製品の種類、特長について説明しております。

センサってどんなもの?

センサとは・・・

五感を人工的に再現する装置で、目、耳、皮膚、鼻、舌 に相当する働きを実現したコンパクトな装置です。

  • センサという言葉は「感覚」、「感じる」を意味する“sense”に接尾語“or”を付けて「感じるもの」としたものです。
    つまり、センサは人の五感を代替する装置です。
  • ただし、単に人の代わりになるだけでなく、人の感覚を遥かに超える能力を持った装置を実現できます。
  • 例えば、人は磁気を検知できません。また、超音波を聞いたり、酸素を嗅ぎ分けたりすることもできませんが、センサはこれを可能とします。

センサの役割

実際のセンサは、音・光・温度・圧力などの物理量や化学現象の変化を検出して、信号やデータに変換しています。

センサってどんなところで使うの?

センサは皆さんの身近なところで使われています!

スマートフォンの場合

近接センサ、光センサ、温度センサ、指紋センサ、加速度センサ、ジャイロセンサなどが搭載されています。

車の場合

スピードセンサ、衝突防止センサ、シートベルトセンサ、ガソリン残量センサ、温度センサ、ドア開閉感知センサなど、非常に多くのセンサが搭載されています。

世の中にはセンサ製品ってどんなものがあるの?

センサの区分と種類

センサはその他にも様々な種類に分類できます。

物理量センサと化学量センサ

  • 物理量センサ・・・生物の視覚、聴覚、触覚にかわる役目を果たすセンサです。
  • 化学量センサ・・・嗅覚、味覚に代わる役目を果たすセンサです。

接触型センサ/非接触センサ

  • 接触センサ・・・対象物に直接取り付けて測定を行うセンサです。
  • 非接触センサ・・・対象物に直接取り付けることなく測定を行うセンサです。

アクティブセンサとパッシブセンサ

  • アクティブセンサ(能動型)・・・何かを対象物に働きかけて、その反応を見るセンサ。
  • パッシブセンサ(受動型)・・・対象物から出るものを受けるだけのセンサ。

センサデバイスとセンサモジュール

  • センサデバイス・・・センサ部分だけの部品です。
  • センサモジュール・・・センサデバイスに回路等(電源、アンプなど)を加えたものです。

TI社のセンサ製品はどんなものがあってどんな特徴があるの?

アナログICの分野で世界No.1のサプライヤであるTI社 は、センサデバイスにも力を入れており、革新的なセンサ製品を数多く提供しています。

TI社のセンサ製品は、下記のとおり10種類に分ける事ができます。

温度センサ

TI社の温度センサは、保護、制御、キャリブレーションなど、システム監視機能に最適です。また、使いやすさに優れた、様々なラインアップを揃えています。これらの温度センサは高精度で再現性に優れ、低消費電力を実現しています。

電流センシング

電流センス・アンプ
電流センス・アンプは、オームの法則を活用して、センス抵抗(一般的にシャント抵抗とも呼びます)を流れる電流を直接測定します。シャント抵抗は、測定対象ラインと直列に、また電源と負荷の間に配置します。AC モーター・ドライブ・アプリケーションでは、電流センス・アンプをモーターとも直列に配置します。

磁気(フラックスゲート)
磁気センシングは、アンペールの法則とファラデーの法則を使用して、負荷電流を間接的に測定します。このセンシング方法では、導体を流れる電流によって生成される磁界を測定するので、高いレベルの絶縁を実現できます。

絶縁型シャント・ベース
絶縁型のシャント・ベース・ソリューションは、センス抵抗を流れる電流を直接測定しますが、測定ポイントに存在する高電圧を絶縁するための電気的バリアも採用しています。TI社は、絶縁アンプとオンボードのデルタ・シグマ変調器の両方を提供しています。

ミリ波センシング

ミリ波は、物体の検出と、検出した物体の範囲、速度、角度の測定を可能にするセンシング技術です。非接触で波長がmm単位の60~64GHzおよび76~81GHzで動作し、最小1mm未満の精度を実現でき、物質 (プラスチック、セメント、布等) を貫通することが可能です。
(ただし、物質の厚さやセンサの設置環境によります。)
ミリ波センサは以下の特徴があります。

  • 物質を貫通することが可能 : プラスチック、セメント、布の内部を透視
  • 高い指向性 : 角精度1度のコンパクトなビーム・フォーミング。60~64GHzおよび76~81GHz
  • 光と同様 : 焦点合わせと操作に標準的な工学手法を使用可能
  • 広い絶対帯域幅 : 近接した2つの物体を区別

セミナプログラムのご紹介

今回は、セミナの導入部分を抜粋してご紹介させていただきましたが、セミナ本編ではより深く各種センサ製品群の役割と、TI 社センサ製品の特長をお話しさせていただきます。

Agenda

  • センサってどんなもの?(3頁)
  • センサってどんなところで使うの?(3頁)
  • 世の中にはセンサ製品ってどんなものがあるの? (4頁)
  • TIのセンサ製品にはどんなものがあってどんな特徴があるの?(21頁)
  • TIのセンサってどうやって選べばいいの?(12頁)
  • 最後に…(2頁)

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