検出対象、設置環境、取付条件、配線・制御条件などを順に確認しながら、一般制御用センサの方式候補を絞り込むための選定フローです。個々のセンサ方式の数値仕様や、特定メーカー・型式の推奨は扱いません。
本ページは、装置設計時にセンサ方式を選ぶ際の入口として、検出対象・環境・取付条件などを確認する順序を示すものです。方式ごとの解説(10章)は「検出原理」「向く条件」「注意点」「メーカー公式仕様で確認する項目」の4点で整理しており、単なるセンサ種類の一覧ではありません。掲載する方式は、機械式リミットスイッチ、光電センサ、近接センサ(誘導形・静電容量形)、磁気センサ、超音波センサ、変位センサ、圧力センサ、流量センサ、温度センサの9方式です。画像センサ、レーザ/TOFセンサ、安全用途センサの詳細選定は本ページの対象外です。
最初に、何をどのように検出したいのかを言語化する区分です。
対象物への接触が許容されるかどうかを確認する区分です。
対象物の性質と検出原理の相性を確認する区分です。
要求性能のおおまかな見当を付ける区分です。数値の確定はメーカー公式仕様で行います。
設置環境が検出性能に与える影響を確認する区分です。
取付条件と周囲設備との干渉を確認する区分です。
制御盤・PLC側との接続条件を確認する区分です。
関連ページ:電気制御
検出できない場合の装置挙動を、選定と同時に確認する区分です。
関連ページ:安全・法令・労災事例(人体等の安全確保に関わる検出は本区分の対象外とし、安全用途センサとして別途検討する)
運用開始後の維持管理条件を確認する区分です。
関連ページ:組立・試運転・保全
1〜9章の確認結果を踏まえ、候補となる方式を絞り込むための入口です。各方式を「検出原理」「向く条件」「注意点」「メーカー公式仕様で確認する項目」の4点で整理しています。項目をクリック(タップ)すると詳細が開きます。
検出原理:可動部がスイッチのアクチュエータ(ローラ、レバー、プランジャ等)に物理的に接触し、内部接点が切り替わることで位置を検出する接触式のセンサ。
向く条件:油・水・粉じん・鉄粉等が多い過酷な環境や、光学式・非接触式センサでは誤検出を避けにくい環境での位置確認に向く。対象が金属・非金属を問わず、機械的に接触できるものであれば検出できる。
注意点:接点が機械的な消耗部品であるため、繰り返し動作による摩耗、操作力、オーバートラベル量(規定以上に押し込んだ場合の許容量)を確認する。アクチュエータ形状と対象物の当たり方が適合しているかも確認する。
メーカー公式仕様で確認する項目:許容操作力、オーバートラベル量、開閉寿命(耐久回数)、保護構造(防水・防塵等級)、接点定格、取付方式。
検出原理:投光器から出た光を受光器で受け、光の遮断・反射の変化で対象物の有無を検出する非接触式センサ。投光器と受光器を対向配置する透過形、片側にセンサ・対向側にリフレクタを置く回帰反射形、対象物自体からの反射光を検出する拡散反射形、投受光部を離れた場所に設置できるファイバ形がある。
向く条件:透過形は長距離・安定検出に向く。回帰反射形は配線が省力化できる一方、鏡面体・透明体で誤検出しやすい。拡散反射形は配線が最も簡単だが、対象物の色・光沢・角度の影響を受けやすい。ファイバ形は狭小部や高温近傍での検出に向く。
注意点:投受光の光軸ずれ、レンズ面の汚れ、透明体・鏡面体での誤検出・未検出、背景物の誤検出(拡散反射形)、外乱光の影響を確認する。
メーカー公式仕様で確認する項目:検出方式ごとの検出距離、応答時間、投光素子の種別(安全区分を含む)、保護構造、対象物での実測による検出余裕。
検出原理:誘導形は高周波磁界を発生させ、金属対象物に生じる渦電流によるインピーダンス変化を検出する。静電容量形は電極間の静電容量の変化を検出し、金属に限らず非金属・液体・粉体も検出できる。
向く条件:誘導形は金属対象物の非接触検出に向く。静電容量形は非金属、液体、粉体、容器越しの検出に向く。
注意点:誘導形は対象物の材質(鉄か非鉄金属か)によって検出できる距離の傾向が変わるため、カタログ値だけでなく実対象物での確認が必要。同一エリアに複数個を近接配置すると相互干渉が起こり得る。静電容量形は水分・付着物・誘電率の変動により誤検出が起きやすい。
メーカー公式仕様で確認する項目:対象材質別の検出距離特性、保証動作距離、相互干渉を避けるための取付間隔、出力方式、保護構造。
検出原理:永久磁石が発する磁界をリードスイッチや磁気抵抗素子等で検出する非接触式センサ。空圧・油圧シリンダに内蔵された永久磁石の磁界を、シリンダ外側から検出する用途にも使われる。構造は一体形・分離形・溝形等に分かれる。
向く条件:シリンダのピストン位置確認や、磁石を内蔵した可動部の位置検出に向く。
注意点:永久磁石を利用するため、鉄粉・切粉が付着しやすい環境では吸着による誤動作に注意する。外部に強い磁界がある環境では誤検出の可能性があり、磁気シールドの要否を検討する。取付位置のずれや振動によるチャタリング(検出信号の不安定化)にも注意する。
メーカー公式仕様で確認する項目:適合するシリンダ形状・取付具、検出距離、外部磁界に対する耐性、配線方式、保護構造。
検出原理:センサから超音波を発信し、対象物で反射して戻ってくるまでの時間を計測して距離や有無を検出する非接触式センサ。
向く条件:光を使わないため、透明体、液面、色や光沢が多様な対象物、複雑な形状(メッシュ状のトレーやバネ等)でも安定して検出しやすい。ほこりや汚れの影響を受けにくい。
注意点:超音波の指向性による検出死角、対象物の傾斜面での反射方向のずれ、風・気流や温度変化による音速の変化の影響を確認する。吸音性の高い対象物は反射が弱く、検出しにくい場合がある。
メーカー公式仕様で確認する項目:検出距離・検出角度(指向性)、応答時間、温度補償の有無、出力方式、保護構造。
検出原理:非接触式には、センサコイルの高周波磁界で金属対象物に渦電流を発生させ、その影響によるセンサ側の発振状態の変化から距離を求める渦電流式等がある。接触式は、接触子(スピンドル)が対象物に触れ、その変位量を電気信号に変換する。
向く条件:渦電流式は金属対象物の変位・振れ測定に向く。接触式は対象物の高さ・厚み・反り等の測定に向き、複雑な位置決め治具を必要としない場合がある。
注意点:渦電流式は金属対象物に限られ、対象材質によって特性が変わるため実対象物での確認が必要。接触式は接触子の摩耗、対象物表面への接触による影響、応答速度が比較的遅い点に注意する。
メーカー公式仕様で確認する項目:測定原理ごとの適用対象材質、測定範囲、応答速度、温度ドリフト、校正方法、設置スペース。
検出原理:気体や液体の圧力をダイヤフラム(ステンレス、シリコン等)で受け、圧力によるダイヤフラムのたわみを感圧素子(半導体ピエゾ抵抗拡散型等)で電気信号に変換する。
向く条件:把持確認、詰まり検知、漏れ検知、真空確認等、圧力の変化を間接的な状態確認に使う用途に向く。液体・気体、可燃性・腐食性の有無等、測定対象の性状によって適合する構造が変わる。
注意点:絶対圧基準・大気圧基準(ゲージ圧)・差圧のどれを測定するかで選定が変わる。脈動のある回路では応答性・耐久性に影響が出ることがあるため、取付位置(配管のどの位置か)を含めて確認する。
メーカー公式仕様で確認する項目:対応する圧力範囲、測定媒体との材質適合性(腐食性等)、圧力の基準方式(絶対圧・ゲージ圧・差圧)、耐圧力サージ性能、出力方式、保護構造。
検出原理:方式によって異なり、電磁式は導電性液体が磁界中を移動する際に発生する起電力を利用する。このほか、カルマン渦式、羽根車式、コリオリ式、超音波式、熱式など複数の原理がある。
向く条件:充填量管理、冷却水監視、エア監視等に用いる。測定対象の種類(液体・気体・蒸気)や、導電率・粘度・気泡混入の有無、監視用途か制御用途かによって適合する方式が変わる。
注意点:電磁式は非導電性の液体には使用できない。方式によっては上流・下流に必要な直管長があり、設置条件が確保できるかを確認する。監視・警報用途と精密な制御用途とで要求精度が異なるため、目的を先に明確にする。
メーカー公式仕様で確認する項目:対応する流体の種類・導電率・粘度範囲、必要な直管長、圧力損失、測定方式(体積流量か質量流量か)、耐圧力・耐食性、出力方式。
検出原理:熱電対は異なる2種類の金属を接合し、接合部の温度差により発生する熱起電力(ゼーベック効果)を利用する。測温抵抗体は金属(白金等)の電気抵抗が温度に応じて変化する性質を利用する。放射温度計(非接触式)は対象物から放射される赤外線をレンズで集光し、検出素子(サーモパイル等)で温度に変換する。
向く条件:熱電対は広い温度範囲や高温計測、応答性が必要な用途に向く。測温抵抗体は高精度な計測や環境温度計測に向く。放射温度計は移動・回転する対象物や、接触すると表面温度が変わってしまう対象物、高速応答が必要な場面に向く。
注意点:熱電対は延長時に補償導線を使用し、極性・種類を一致させる必要がある。測温抵抗体は導線抵抗の影響を避けるため結線方式(2線式・3線式・4線式等)を確認し、挿入深さが不足すると測定誤差が生じる。放射温度計は対象物の放射率設定が測定精度に大きく影響し、物体内部や気体の温度は測定できない。
メーカー公式仕様で確認する項目:センサ種別(熱電対の種類、測温抵抗体の結線方式等)、対応温度範囲、精度クラス、応答速度、保護管・シースの構造。放射温度計の場合は放射率設定とスポット径。
本ページの方式別解説(10章)には、次の事項を意図的に含めていません。選定の最終段階では、必ずメーカー公式カタログ・技術資料で確認してください。