センサーには、実に様々な種類があります。IoTで、様々な現実世界を可視化するには、センサーが欠かせません。、米国のトリオン・センサーズ・サミットは、CEOであるジャニュス・ブリゼック氏が提唱した「トリオン・センサーズ・ユニバース構想(毎年1兆個のセンサーを活用して社会課題の解決と新産業の創出を取り組み)」を目指して、センサーの開発など様々な技術開発を進めています。1兆個と言うと、世界の人口70億人1人ひとりに150個のセンサーが割り当てられる計算で、2014年時点の100倍に相当します。

様々なセンサー全てを把握する必要はありませんが、IoT分野の新規事業開発を進める上でどのようなセンサーがあるのか?そのセンサーからのデータがどのようにネットワークに送信されるのかについて、基本的な知識を知っている事はエンジニアとの議論をスムースに行う為にも重要です。

センサは、対象物の物理的変化量や、化学的変化量を、センサにある検出素子で、読み取るものです。検出素子には、物理量や化学量の変化に対して電気的特性が変化する材料を用います。電気的特性の変化とは、具体的には、電圧変化・電流変化・抵抗値変化で、これらの連続的な変化量をアナログ電気信号として、出力します。センサーは物理的・化学的変化量を連続的な電気的特性変化量として、アナログ信号信号出力します。

物理的変化量とは、主に、光・放射線・機械量・熱・電気・磁気が挙げられます。また、化学的変化量には、湿度・匂い、味、物質濃度などがあります。

これらの、物理的変化と化学的変化によって、検出できる具体的な項目としては以下の表を参考にしましょう。

検出項目
機械量変化 力・圧力・トルク・真空度・流量・体積・厚み・質量・レベル・位置・変位・速度・加速度・傾き・粗さ etc..
熱変化 温度・熱量・比熱・エントロピー・熱量
電気変化 電圧・電流・電荷・抵抗・インダクタンス・静電容量・誘電率・周波数
磁気変化 磁界・モーメント・磁化・透磁率
光・放射線変化 照度・波長・偏光・位相・透過
化学変化 成分・濃度・反応速度・酸化還元ポテンシャル・PH

実際は、これらの検出項目を元に、実際のセンサーが設置されている現場での状況変化を予め規定します。例えば、電気変化の項目の中で、静電容量変化があります。静電容量というのは、人(厳密には誘電体)がセンサー検出素子に近づくと変化します。ですので、ある場所に人がいるかいないかを検出する際に、静電量量変化を検出できる静電容量センサーを設置するのが良いのではないか?という検討が出来るわけです。

事業開発者が知っておきたいセンサーの基礎2

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