センサ/変換器とモノのインターネット

インターネットは、その初期の時代から人と人をつなげてきました。

しかし、最近インターネットの発展し始めている分野は、人と人をつなぐことではなく、人を物に結びつけることです。たとえば、バーコードとスキャナーはパッケージをインターネットに接続し、目的地に達するまで追跡することができます。業界では、インターネットに接続された機器を使用することで、企業は生産プロセスの管理と洞察力を強化できます。

このいわゆるモノのインターネット(IoT)が発展するにつれ、インターネットにアップロードできる情報を感知するセンサ/変換器がますます重要になります。

 

2種類のセンサ/変換器

最も基本的な センサ/変換器は、あるタイプのエネルギーを別のタイプのエネルギーに変換するデバイスです。トランスデューサ(変換器)には2種類あります。それはセンサおよびアクチュエータです。

  • センサは、光や力などのエネルギーを検出し、そのエネルギーを出力可能なデジタル情報に変換します。
  • アクチュエータは、入力されたものを、変換して出力します。しかし、それはセンサが機能するのとは反対の方法で行います。アクチュエータは、情報を取り込んで何らかの形態の物理的エネルギーを出力する変換器です。たとえば、スマートフォンは、アクチュエータを使用してポケットの中で振動することができます。

センサは物理現象を出力信号に変換する変換器です。これは、温度の変化を、計測可能な電圧変化に変える熱電対もこれにあてはまります。圧電型力ワッシャに力が加わると、電荷が発生します。

インダストリアルIoT(IIoT)

センサ/変換器は、産業界がさまざまなプロセスでビッグデータ、解析技術、機械学習技術を活用できるようにします。具体的には、センサ/変換器は性能変化や機械劣化の兆候を検出し、効率の向上と故障の軽減を実現します。

ビッグデータ技術とトランスデューサ技術を使用することで、企業は生産サイクル全体にわたって過去に隠された要因を発見することができます。その結果、エンジニアリング、製造部門、サポート部門間の障壁が解消されます。

インダストリアルIoTは未だに初期段階にあるため、企業が先行者利益を実現する機会はまだまだたくさんあります。この混乱の波は、おそらくリーダーとフォロワーが入れ替わるほどの変革を作り出します。

IIoTにおけるセンサ/変換器の役割

分析やその他のビッグデータ技術が、IIoTの「頭脳」であるとすると、センサ/変換器システムは神経系です。処理センタに情報とストリーミングデータを継続的に伝達します。産業用インターネットシステムは、圧力、温度、体積、方向などの連続した正確な情報をセンサから取得します。

将来の産業技術における自動化と機械学習の役割は非常に注目されています。しかし、ソフトウェアの進歩は最先端のセンサ技術なしには限られた機能しか提供できません。

産業用センサ/変換器技術の次の例を考えてみましょう。

  • 温度 - 温度を計測するために使用される何種類かのセンサがあります。2つの主要な種類は接触型と非接触型です。これらのカテゴリは、機械的温度センサ、電気的温度センサ、熱電対、抵抗温度計、およびシリコンバンドギャップセンサに分類されます。これらのセンサは、温度に敏感なシステムのメンテナンスに使用されます。
  • - ひずみゲージ技術により、力を正確かつ迅速に計測できます。したがって、ひずみゲージは物体の変形を計測し、その機械的変化を電気抵抗の変化に変換します。
  • トルク - ひずみゲージは力と同様に、トルクの計測も可能です。多くのトルクメーターが同時に回転速度を計測し、機械的な力を計算できます。

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