
センサーの課題から探す
| 課題 | 目的 | 困りごと |
|---|---|---|
| ノイズでセンサー値が乱れる | 品質・信頼性 | インバーターやリレーが動くと、値が揺れる・跳ねる・ずれる |
| センサーを小さく組み込みたい | 小型・軽量化 | 入る場所がない、配線を通せない、組み込むと値がずれる |
| 状態を検知したい | 保全・自動化 | 設備が突然止まる。故障の兆しを、センサーでつかみたい |
| 柔らかいものをつかみたい | 自動化 | ロボットの指先で、すべりや力を感じて加減したい |
| 量産で寸法がばらつく | 品質・信頼性 | 加工中・成形中に測って補正したい。測った値を信じたい |
| 寸法・位置の精度を上げたい | 精度 | リニアスケールで、機械の位置を直接測りたい |
| 加熱・冷却の温度むらで品質がばらつく | 品質・信頼性 | 炉や金型の中の温度の分布を測りたい |
| 配線をなくしたい | 新しい機能 | センサーを、配線や電池の交換なしで動かしたい |
| 不良の再発を防ぎたい | 品質・信頼性 | カメラやセンサーの自動検査で、流出を止めたい |
| 再現しない不具合の原因を突き止めたい | 品質・信頼性 | 試験中に抵抗・瞬断・ノイズを測り続けて、原因をつかみたい |
課題ごとに効く技術は、下の「課題と技術のマトリクス」にまとめています。
センサーは、温度・力・振動・位置・物の有無などの量を、電気の信号に変える部品です。設備の監視、加工と検査、ロボットの制御など、ものづくりの現場のあちこちで使われています。このページでは、センサーの困りごとを値が乱れる・入らない・配線を通せない・異常を判断できない・測った値を信じられないに分けて整理しました(編集部の整理)。どれに困っているかで、効く技術が変わります。
センサーそのものの性能だけでなく、取り付け方・配線・信号の送り方・データの扱いで結果が変わるのが、センサーの難しいところです。よくある課題と、それを解決する技術(検出方式の選定、配線とシールド、絶縁と信号の変換、小型化、無線化、データの判断と管理)、測る量ごとの種類と特徴、選ぶときに確かめることをまとめ、関係する技術を持つ企業を紹介します。
センサーの企業(早見表)
| 企業 | 検出 方式 | 配線・ シールド | 絶縁・ 変換 | 小型化 | 無線化 | データ の判断 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| メトロール機内で工具を測るツールセッタ | ● | |||||
| SEMITEC薄膜サーミスタと小さな触覚センサ | ● | ● | ||||
| 三協インタナショナル4〜20mA・シールド・グランドループ | ● | ● | ||||
| エムジーアイソレーター・信号変換器 | ● | |||||
| 新川電機920MHz の無線振動センサ | ● | |||||
| ブレインズテクノロジー正常データから学ぶ異常検知 | ● |
●は、各社の公式サイトで確認できた得意分野です(空欄は、扱っていないという意味ではありません)。社名を押すと、その会社の紹介へ移ります。
センサーでよくある課題
センサーの信号は、測る対象から、検出素子、増幅・変換の回路、配線や無線、受ける機器を通って、最後に人やシステムが判断します(編集部の整理)。困りごとの多くは、センサーの素子そのものより、その前後のどこかで起きます(編集部の解説)。どこで起きているかを分けると、打つ手が見えてきます。

出典:編集部の整理をもとに AI(Claude)で作成
| 課題 | 何が起きているか | 主に効く技術 |
|---|---|---|
| ノイズでセンサー値が乱れる | インバーターの高い周波数のノイズ、電源の周波数(50/60Hz)、リレーの開閉サージ、グランドループなどが、配線から信号に入る | 配線・シールド・接地、絶縁・変換・フィルタ |
| センサーを小さく組み込みたい | 素子のほか、回路・配線・固定の部品が場所を取る。小さくすると信号が小さくなり、基板のひずみや熱で値がずれる | 小型化(MEMS・薄型素子・実装)、無線化 |
| 状態を検知したい | 故障の兆しは、音や温度より先に、振動の高い周波数や AE に表れる。データがあっても、どこからが異常か決められない | 検出方式の選定、無線化、データの判断 |
| 柔らかいものをつかみたい | 柔らかいものは、つぶさない力と落とさない力の幅が狭い。すべり出しに気づけないと落とす | 検出方式の選定(触覚・すべり) |
| 量産で寸法がばらつく | 工具の摩耗や熱で寸法が少しずつずれる。測る人や測定器で値が違い、本当のばらつきがわからない | 検出方式の選定(機内測定)、データの判断・管理 |
「何が起きているか」は各課題ページの解説、「主に効く技術」の列は、下のマトリクスと各節の内容をもとにした編集部の整理です。
出典:ノイズは、どうして発生するのですか?|富士電機テクニカ、配線とノイズ(1)|エムジー 計装豆知識、TN1383 PCB design guidelines for MEMS sensors|STMicroelectronics、AE診断法とその特徴,今後の展望|ジュンツウネット21、ロボットハンドの触覚センサーとは|ブリヂストン、ツールセッターと工具折損検出|レニショー
このほか、センサーに関係する課題として、「寸法・位置の精度を上げたい」、「加熱・冷却の温度むらで品質がばらつく」、「配線をなくしたい」、「不良の再発を防ぎたい」、「再現しない不具合の原因を突き止めたい」も解説しています。
課題と技術のマトリクス
よくある課題に対して、どの技術が効くかをまとめました。記号の理由と出典は表の下にあります。
| よくある課題 | 検出方式の選定 | 配線・シールド・接地 | 絶縁・変換・フィルタ | 小型化(MEMS・薄型素子・実装) | 無線化・省電力 | データの判断・管理 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ノイズでセンサー値が乱れる | ○ | ◎ | ◎ | |||
| センサーを小さく組み込みたい | ○ | ◎ | ◎ | |||
| 状態を検知したい | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ||
| 柔らかいものをつかみたい | ◎ | ○ | ○ | |||
| 量産で寸法がばらつく | ◎ | ◎ |
◎:第一候補 ○:有効 △:条件によって有効 空欄:公開資料で直接の関係を確認できなかった組み合わせ。一般的な傾向で、効果を保証するものではありません。
記号の理由と出典
| 課題 | 技術 | 記号 | 理由と出典 |
|---|---|---|---|
| ノイズでセンサー値が乱れる | 検出方式の選定 | ○ | 熱電対(K 型)の起電力は1℃あたり約40μV と小さく、わずかなノイズの電圧でも温度の誤差になる。信号の小さな方式ほど、配線と変換のしかたに気を配る(○は編集部の評価)(出典:熱電対・変換器間の導線による温度測定誤差と対策|エムジー 計装豆知識) |
| ノイズでセンサー値が乱れる | 配線・シールド・接地 | ◎ | 静電誘導のノイズには静電シールド(1点で接地)、磁界のノイズにはツイストペアが効く。よりのピッチ4インチで雑音除去率14:1、1インチで141:1。インバーターの動力線と信号線は分離し、できれば30cm(最低でも10cm)以上離す(出典:ケーブルのノイズ対策(技術資料 PDF)|JMACS、インバーターのノイズ対策|モーノポンプ 技術コラム) |
| ノイズでセンサー値が乱れる | 絶縁・変換・フィルタ | ◎ | アイソレーターで入力と出力を絶縁(100MΩ以上/500VDC)し、グランドループの電流の道を断つ。4〜20mA の電流信号では、10V のノイズ電圧が加わっても流れるノイズの電流は約0.01mA で、信号20mA の1/2,000以下(出典:アナログ信号インタフェースの必須アイテム|エムジー MGTrend、4〜20mA DC 電流信号|エムジー 計装豆知識、なぜ4-20mA信号はノイズに強いのか?|三協インタナショナル) |
| センサーを小さく組み込みたい | 絶縁・変換・フィルタ | ○ | コイルを基板の上につくった小型・非接触の変位センサで、測った値をデジタルで出力するものがある。センサーの近くでデジタル化すると、別のアンプの基板が要らなくなる(後半は編集部の解説)(出典:DS-H3BP1|日本システム開発) |
| センサーを小さく組み込みたい | 小型化(MEMS・薄型素子・実装) | ◎ | MEMS の3軸加速度センサーは商品化されているもので2mm×2mm×1mm 前後。ガラス基板の薄膜サーミスタは基板の厚さ0.03〜0.15mm で、狭い所への挿入も可能としている(出典:代表的なMEMSセンサーとその応用(前編)|EE Times Japan、極薄ガラス基板薄膜サーミスタセンサ|SEMITEC) |
| センサーを小さく組み込みたい | 無線化・省電力 | ◎ | 動く所に付けるセンサーは、有線だとケーブルに引っかかって切れるおそれがあるため無線方式が必須だった例がある。ただし送る間隔と電池の寿命はトレードオフ(出典:共同開発の事例(ゴルフ用具)|マイクロストーン、無線センサ WR10(2018年9月に受注終了)|パナソニック インダストリー) |
| 状態を検知したい | 検出方式の選定 | ◎ | 振動の変位・速度・加速度は、それぞれ向く異常が違う(軸振れ、回転機械の振動、軸受や歯車の損傷)。AE 法では100kHz 以上の信号を見る。転がり軸受の疲れ損傷では、損傷が表面に出るのを AE で予知できるとしている(出典:振動診断基礎講座 第2回|旭化成エンジニアリング、AE診断法とその特徴,今後の展望|ジュンツウネット21) |
| 状態を検知したい | 絶縁・変換・フィルタ | ○ | FFT 解析で出たピークを、軸受の寸法と回転数から求めた損傷周波数(外輪・内輪・転動体)と照らし合わせると、傷の場所の見当がつく(出典:FFT解析による軸受不良個所の特定|鉄原実業) |
| 状態を検知したい | 無線化・省電力 | ◎ | 加速度・FFT・温度のデータを920MHz 帯で送る無線振動センサがあり、配線を引けない設備にも後付けできる(出典:無線振動センサ e-SWiNS(920MHz)|新川電機) |
| 状態を検知したい | データの判断・管理 | ◎ | 異常のデータは少ないことが多いので、正常なときのデータだけを学習し、そこからのずれを異常度として数値にする。しきい値の決め方は、過検知と見逃しのどちらを避けたいかの方針の決定(出典:正常データだけを学習する異常検知|システムインテグレータ、閾値の決め方|TOMOMI RESEARCH、Impulse 異常検知|ブレインズテクノロジー) |
| 柔らかいものをつかみたい | 検出方式の選定 | ◎ | 力覚センサーの方式には光学式・圧電式・電気抵抗式・静電容量式があり、すべり覚センサーには、つかんだものが落ちそうになると検知してつかむ力を強くするものがある(出典:ロボットハンドの触覚センサーとは|ブリヂストン) |
| 柔らかいものをつかみたい | 小型化(MEMS・薄型素子・実装) | ○ | MEMS 技術でつくるピエゾ抵抗式の触覚センサで、3軸品は直径1.8mm×厚さ0.2mm(チップ単体)。産業ロボットの触覚センサなどに活用される予定としている(出典:触覚センサ|SEMITEC) |
| 柔らかいものをつかみたい | データの判断・管理 | ○ | 指先のカメラで「滑り」を検知することで、力のしきい値を決めなくても、多様なワークを適切に把持できるとしている(出典:Service & Product|FingerVision) |
| 量産で寸法がばらつく | 検出方式の選定 | ◎ | 工具長と工具径を切削の直前に機内で測り、コントローラの工具寸法を自動で調整する(ツールセッタ)。射出成形では金型内の圧力センサで樹脂圧の波形を見て、良品の基準波形と比べる(出典:ツールセッターと工具折損検出|レニショー、樹脂圧力計測システム|双葉電子工業) |
| 量産で寸法がばらつく | データの判断・管理 | ◎ | 管理図で工程が安定しているかを見て、工程能力指数 Cpk(多くの業界で1.33が目安)で余裕を確かめる。測定のばらつきはゲージR&R で調べ、工程変動の10%未満なら許容できるとされる(出典:QC七つ道具の活用ポイント 第8回 管理図(PDF)|日本科学技術連盟、工程能力分析(正規)の主要な結果の解釈|Minitab、交差ゲージR&R分析の主要な結果の解釈|Minitab) |
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主な解決技術

センサーの課題を解決する代表的な技術です。技術ごとに、しくみと効き方を下で説明します。
| 技術 | 概要 | 解決できる課題 |
|---|---|---|
| 検出方式の選定 | 測る量・範囲・速さ・置く場所に合う方式を選ぶ。機内で測る、指先で感じる、なども方式の選び方 | 状態を検知したい状態を検知したい柔らかいものをつかみたい量産で寸法がばらつく |
| 配線・シールド・接地 | シールドとツイストペアのケーブル、動力線との分離、接地の取り方でノイズを入れない | ノイズでセンサー値が乱れるノイズでセンサー値が乱れる |
| 絶縁・変換・フィルタ | アイソレーターで絶縁し、4〜20mA やデジタルに変えて送り、残ったノイズはフィルタで落とす | ノイズでセンサー値が乱れるノイズでセンサー値が乱れるノイズでセンサー値が乱れるセンサーを小さく組み込みたい |
| 小型化(MEMS・薄型素子・実装) | MEMS や薄膜の素子で小さくし、置き場所と実装でずれを抑える | センサーを小さく組み込みたいセンサーを小さく組み込みたいセンサーを小さく組み込みたい |
| 無線化・省電力 | センサー・電池・無線をまとめてケーブルをなくす。送る間隔で電池をもたせる | センサーを小さく組み込みたい状態を検知したい |
| データの判断・管理 | 正常なデータからのずれで異常を見つける。管理図・工程能力・測定のばらつきで、値を管理する | 状態を検知したい量産で寸法がばらつく量産で寸法がばらつく |
技術の概要と、つないだ課題は、各節と課題ページの内容をもとにした編集部の整理です。
検出方式の選定:何を、どこで、どの速さで測るか
同じ「振動を測る」でも、量の選び方で見える異常が変わります。旭化成エンジニアリングの振動診断の講座では、変位は軸振れ、速度は回転機械の振動、加速度は軸受や歯車の損傷のように、問題になる異常で使う量を分けています。潤滑の解説サイト ジュンツウネット21 によると、振動法では数Hz〜数十kHz の信号を、AE(アコースティック・エミッション)法では100kHz 以上の信号を見ます。転がり軸受の転がり疲れの損傷では、AE 法で損傷が表面に出るのを予知できるとしています。

出典:振動診断基礎講座 第2回|旭化成エンジニアリングをもとに AI(Claude)で作成
どこで測るかも方式の選び方です。レニショーは、工具の長さと径を切削の直前に工作機械の中で測り(ツールセッタ)、コントローラの工具寸法を自動で調整することで加工精度が上がるとしています。機内で測ると、切削するときと同じ環境で、熱膨張も含めて工具を測れます。ロボットの指先では、力やすべりを感じるセンサーを使います。ブリヂストンの解説は、力覚センサーの方式を光学式・圧電式・電気抵抗式・静電容量式に分け、つかんだものが落ちそうになると検知して力を強くする、すべり覚センサーもあるとしています。

出典:ツールセッターと工具折損検出|レニショーをもとに AI(Claude)で作成
出典:振動診断基礎講座 第2回|旭化成エンジニアリング、AE診断法とその特徴,今後の展望|ジュンツウネット21、ツールセッターと工具折損検出|レニショー、ロボットハンドの触覚センサーとは|ブリヂストン
配線・シールド・接地:ノイズを入れない
ノイズの入り方には、電線を伝わる伝導、電磁誘導、静電誘導、放射があります(富士電機テクニカ)。静電誘導には金属テープや銅線編組の静電シールドが効き、JMACS の技術資料では、静電しゃへいは1点で接地し、接地しなかったり両端で接地したりすると、効果が著しく減ったり、かえって誘導を拾ったりするとしています。磁界によるノイズには、2本の線をより合わせるツイストペアが効きます。

出典:ケーブルのノイズ対策(技術資料 PDF)|JMACS、配線とノイズ(2)|エムジー 計装豆知識をもとに AI(Claude)で作成

動力線と信号線を離すのは、基本の対策のひとつです(編集部の解説)。モーノポンプの技術コラムでは、インバーターの動力線と相手機器の信号線は分離し、分離できない場合でも、できれば30cm(最低でも10cm)以上離すとしています。エムジーの解説(配線とノイズ(2))では、アースに電流が流れると接地抵抗によってノイズの電圧が出るため、計装用と動力用のアースは分けて設置することが必要だとしています。
出典:ノイズは、どうして発生するのですか?|富士電機テクニカ、ケーブルのノイズ対策(技術資料 PDF)|JMACS、インバーターのノイズ対策|モーノポンプ 技術コラム、配線とノイズ(2)|エムジー 計装豆知識
絶縁・変換・フィルタ:ノイズに強い信号で送る

三協インタナショナルの解説では、シールドケーブルの両端が接地され、機器のアースに電位差があると、シールドに微弱な電流が流れてノイズの原因になりうるとしています(グランドループ)。入力と出力を絶縁するアイソレーターは、この電流の道を断ちます。配線が長いときは、ノイズに強い信号に変えて送ります。4〜20mA の電流信号では、10V のノイズ電圧が加わっても、ノイズの電流は約0.01mA で、信号20mA の1/2,000以下になるとされます(エムジー、三協インタナショナル)。キーエンスの解説では、断線したときは0mA になるのでフェイルセーフ性に優れるとしています。

出典:4〜20mA DC 電流信号|エムジー 計装豆知識、なぜ4-20mA信号はノイズに強いのか?|三協インタナショナルをもとに AI(Claude)で作成

センサーのすぐそばでデジタル信号に変える方法もあります。共和電業は、ひずみゲージ式センサーの信号を RS-485・CAN のデジタル信号に変えると、長距離伝送や分散配置ができ、ノイズ影響の低減に有効としています。入ってしまったノイズは、ローパスフィルタや平均化で減らします。キーエンスの温度レコーダの解説では、平均化(積分)の時間を50Hz 地域では20ms、60Hz 地域では16.7ms にして、電源の周波数のノイズを減らすとしています。ただし、フィルタは計器の応答を遅くするため、速い応答が要る信号には向きません(エムジー)。
出典:グランドループ|三協インタナショナル、アナログ信号インタフェースの必須アイテム|エムジー MGTrend、4〜20mA DC 電流信号|エムジー 計装豆知識、なぜ4-20mA信号はノイズに強いのか?|三協インタナショナル、4-20mAとは?|キーエンス 計測器ラボ、デジタル変換ユニット NC-100A を発売(共和電業)|PR TIMES、温度解析の改善|キーエンス 計測器ラボ、配線とノイズ(1)|エムジー 計装豆知識
小型化(MEMS・薄型素子・実装):小さくして、ずれを抑える
MEMS(微小電気機械システム)は、主要な部分を半導体の集積回路の製造技術でつくるデバイスです(メムス・コア)。EE Times Japan の解説では、商品化されている MEMS の3軸加速度センサーは2mm×2mm×1mm 前後です。温度センサでは、SEMITEC がガラス基板の上にサーミスタ膜をつくり、基板の厚さを0.03〜0.15mm にした薄膜サーミスタを開発しています。

出典:加速度センサーの高感度化・低ノイズ化に成功(2019年)|東京工業大学をもとに AI(Claude)で作成(形は模式)
小さくすると、別の課題も出ます。東京工業大学(当時)などの研究グループは、MEMS 加速度センサーには重りの質量に反比例するノイズ(ブラウニアンノイズ)があるとし、重りの質量を増やして、同じ大きさの従来品より感度100倍以上・ノイズ1/10以下にしています。また、STMicroelectronics の技術資料 TN1383 は、はんだ付けなどの組み立てで生じる応力で、MEMS センサーのオフセット(ゼロ点)や感度がずれるとし、基板を固定するねじの間に置くこと、熱源から離すことを勧めています。

出典:TN1383 PCB design guidelines for MEMS sensors|STMicroelectronicsをもとに AI(Claude)で作成(基板の形は模式)
出典:MEMSとは?|メムス・コア、代表的なMEMSセンサーとその応用(前編)|EE Times Japan、極薄ガラス基板薄膜サーミスタセンサ|SEMITEC、加速度センサーの高感度化・低ノイズ化に成功(2019年)|東京工業大学、TN1383 PCB design guidelines for MEMS sensors|STMicroelectronics
無線化・省電力:ケーブルをなくす
動く所や配線を引けない設備では、センサー・電池・無線をまとめて、ケーブルをなくす方法があります(編集部の解説)。新川電機の無線振動センサ e-SWiNS は、加速度・FFT・温度のデータを920MHz 帯で送ります。無線のセンサーでは、データを送る間隔が電池の寿命を大きく左右します。パナソニック インダストリーの無線センサ WR10(2018年9月に受注終了した製品)の仕様では、標準の電池で、送信間隔10秒なら約1か月、10分なら約3年、60分なら約7年を目安としていました(25℃、良好な通信状態)。

出典:無線センサ WR10(2018年9月に受注終了)|パナソニック インダストリーをもとに AI(Claude)で作成
電池そのものをなくす給電の方法(ワイヤレス給電・環境発電)は、課題ページ「配線をなくしたい」と製品ページ「電池」で解説しています。
出典:無線振動センサ e-SWiNS(920MHz)|新川電機、無線センサ WR10(2018年9月に受注終了)|パナソニック インダストリー
データの判断・管理:異常を見つけ、値を信じられるようにする
センサーを付けても、どこからが異常かを決められなければ使えません。設備の故障はめったに起きないので、異常のときのデータは少ないことが多くなります。そこで、正常なときのデータだけを学習し、そこからのずれを「異常度」として数値にする方法が使われます(システムインテグレータの解説。画像の検査の例)。異常度のどこにしきい値を引くかは、過検知と見逃しのどちらをより避けたいかという方針の決定だとされます(TOMOMI RESEARCH)。

出典:正常データだけを学習する異常検知|システムインテグレータ、閾値の決め方|TOMOMI RESEARCHをもとに AI(Claude)で作成(分布は模式)
寸法などの測定値は、管理図で工程が安定しているかを見てから、工程能力指数で規格に対する余裕を確かめます。Minitab のヘルプでは、Cpk の目安として多くの業界で1.33が使われているとしています。測定器そのもののばらつきは、同じ部品を複数の人が繰り返し測るゲージR&R で調べ、AIAG のガイドラインでは、測定システムの変動が工程変動の10%未満であれば許容できるとされます(Minitab)。
出典:正常データだけを学習する異常検知|システムインテグレータ、閾値の決め方|TOMOMI RESEARCH、QC七つ道具の活用ポイント 第8回 管理図(PDF)|日本科学技術連盟、工程能力分析(正規)の主要な結果の解釈|Minitab、交差ゲージR&R分析の主要な結果の解釈|Minitab
種類と特徴
センサーは、測る量(温度・物の有無と位置・力・振動・変位など)ごとに、いくつもの検出方式があります。同じ量でも、測れる範囲・精度・応答の速さ・測れる物の材質が方式で違うので、まず測る量と条件から方式を絞ります(編集部の解説)。

出典:熱電対の基礎|キーエンス 計測器ラボ、測温抵抗体の基礎|キーエンス 計測器ラボ、サーミスタってなに?|芝浦電子、近接センサまるわかりガイド|オプテックス・エフエー、光電センサの検出方式と特徴|キーエンス、ロードセル入門 第2章|エー・アンド・デイ、加速度計測の基本|キーエンス 計測器ラボ、AE診断法とその特徴,今後の展望|ジュンツウネット21、DS-H3BP1|日本システム開発をもとに AI(Claude)で作成
| 測る量 | 主な方式 | 特徴と、選ぶときの注意 |
|---|---|---|
| 温度 | 熱電対・測温抵抗体・サーミスタ | 熱電対は高温まで測れ、K 熱電対が工業用で最も普及。測温抵抗体は高精度で極低温も測れるが、高温には不向き(キーエンス)。サーミスタは小形で、温度に対する感度が高い(芝浦電子) |
| 物の有無・位置 | 近接センサー・光電センサー | 近接センサー(高周波誘導形)は電磁誘導の渦電流で動くので、検出できるのは金属だけ。光電センサーに比べ検出距離は極端に短いが、光を使わないので汚れに強い(オプテックス・エフエー)。光電センサーは透過型・回帰反射型・拡散反射型などがあり、透過型は検出距離が長く、拡散反射型はセンサー本体だけで取り付けられる(キーエンス) |
| 力・荷重 | ひずみゲージ式(ロードセル) | 起歪体に貼ったひずみゲージの抵抗の変化を、ホイートストンブリッジ回路で電圧として測る。抵抗の変化は非常に小さい(エー・アンド・デイ)。定格出力は、印加電圧1V あたりの出力を mV で表す mV/V(同) |
| 振動・加速度 | 圧電型・サーボ型・ひずみゲージ式・半導体式 | 圧電型は小型・広帯域・高感度などが優れ、最も一般的とされる(キーエンス)。MEMS の加速度センサーは数 mm 角と小さい(上の「小型化」の節) |
出典:熱電対の基礎|キーエンス 計測器ラボ、測温抵抗体の基礎|キーエンス 計測器ラボ、サーミスタってなに?|芝浦電子、近接センサまるわかりガイド|オプテックス・エフエー、近接センサの概要|キーエンス、光電センサの検出方式と特徴|キーエンス、ロードセル入門 第2章|エー・アンド・デイ、ロードセル入門 第3章|エー・アンド・デイ、加速度計測の基本|キーエンス 計測器ラボ
温度センサー:熱電対・測温抵抗体・サーミスタ
キーエンスの解説では、熱電対の測定範囲は種類で違い、K 熱電対は −200〜+1200℃、T 熱電対は −200〜+350℃、白金を使う B 熱電対は +600〜+1700℃ です。熱電対で温度を測るときは、計測器の側で端子付近(基準接点)の温度を測り、その分を加えて温度を求めます(基準接点補償)。白金測温抵抗体の測定範囲は −200〜+660℃で、JIS の許容差はクラスA で ±(0.15+0.002|t|)℃、クラスB で ±(0.3+0.005|t|)℃(|t| は測る温度の絶対値)です。

出典:熱電対の基礎|キーエンス 計測器ラボ、測温抵抗体の基礎|キーエンス 計測器ラボ、極薄ガラス基板薄膜サーミスタセンサ|SEMITECをもとに AI(Claude)で作成

サーミスタは、温度で抵抗値が大きく変わる素子です。SEMITEC の解説では、B 定数(温度に対する抵抗の変わりやすさ)が大きいほど小さな温度変化を検知しやすく、熱時定数が小さいほど応答が速いとしています。ただし、電流を流して抵抗を測るので自分の熱で温度が上がり、村田製作所は素子単体が0.1℃自己発熱する電流を最大動作電流としています。センサーの包み方でも応答が変わり、キーエンスは、保護管に入れた測温抵抗体はシース形より大きく、応答が遅いとしています。
出典:熱電対の基礎|キーエンス 計測器ラボ、測温抵抗体の基礎|キーエンス 計測器ラボ、サーミスタとは?|SEMITEC、サーミスタ 技術用語|村田製作所、極薄ガラス基板薄膜サーミスタセンサ|SEMITEC
出力の種類と、校正

センサーの出力は、ON/OFF(トランジスタ出力)、アナログの電圧、4〜20mA の電流、デジタル通信などに分かれます。ON/OFF 出力には NPN と PNP があり、キーエンスは、日本やアメリカでは NPN が主流だったため、それらの国で流通してきた PLC や CNC 機器は NPN と接続しやすい仕様が多いとしています。受ける機器の入力の種類と合っているかを先に確かめます。
| 出力 | しくみ | 向く場面と注意 |
|---|---|---|
| ON/OFF(NPN・PNP) | 決めた位置・量になったら出力が切り替わる | 物の有無や位置の検出。NPN と PNP で負荷のつなぎ方が違う(キーエンス) |
| アナログの電圧 | 量に比例した電圧を出す | 0〜10mV のような小さな電圧の信号は、数m の配線でもシールド線と1点接地の場所が要る(エムジー) |
| 4〜20mA の電流 | 量を4〜20mA の電流で表す | ノイズに強く長い配線に向く(エムジー)。断線したときは0mA になる(キーエンス) |
| デジタル(I2C・SPI・RS-485・CAN など) | センサーの近くで数値に変えて送る | 長距離伝送や分散配置ができる(共和電業の RS-485・CAN の例)。I2C はバスの容量性負荷が最大400pF に制限される(Texas Instruments) |
| 無線 | センサーの値を電波で送る | 配線がいらないが、送る間隔と電池の寿命がトレードオフ(パナソニック インダストリーの WR10 の例) |

測った値を信じるには、測定器の校正も要ります。NITE の資料では、JCSS の登録事業者が校正に使う参照標準は、産業技術総合研究所などの国家計量標準の供給者や、ほかの登録事業者によって定期的に校正されています。JCSS の登録事業者が出す「JCSS 標章付き校正証明書」は、校正の結果が国家計量標準へつながっている(トレーサブルである)ことの証明になるとしています。
出典:センサのNPN/PNPについて|キーエンス、4〜20mA DC 電流信号|エムジー 計装豆知識、4-20mAとは?|キーエンス 計測器ラボ、デジタル変換ユニット NC-100A を発売(共和電業)|PR TIMES、I2C Buffers(SLVA787)|Texas Instruments、無線センサ WR10(2018年9月に受注終了)|パナソニック インダストリー、JCSSとトレーサビリティ体系図(PDF)|NITE
選ぶときに確かめること
センサーは、測る量と範囲から方式を絞り、大きさと取り付け、信号と配線、データの扱いの順に確かめて選びます(編集部の整理)。メーカーや商社に相談する前に、次の条件を整理しておくと、話が早くなります。

出典:編集部の整理をもとに AI(Claude)で作成
- 測る量と範囲:何を測るか(温度・力・振動・位置・有無など)、範囲・精度・分解能、測りたい変化の速さ
- 測る物と環境:接触してよいか、測る物の材質(金属か、それ以外か)、温度・水・油・粉じん・振動
- 大きさと取り付け:入る場所の縦・横・厚さ、固定のしかた、熱源や基板のひずみから離せるか
- 信号と配線:出力の種類(ON/OFF・アナログ・4〜20mA・デジタル・無線)と受ける機器の入力、配線の長さと通り道、近くのインバーター・モーター
- 電源:給電か電池か、電池なら交換の間隔の目安とデータを送る間隔
- データの扱い:しきい値・管理図・異常検知のどれで判断するか、記録を残す期間
- 校正:校正の周期と方法、社内と取引先で値を合わせる必要があるか
出典:配線とノイズ(1)|エムジー 計装豆知識、無線センサ WR10(2018年9月に受注終了)|パナソニック インダストリー、TN1383 PCB design guidelines for MEMS sensors|STMicroelectronics
企業紹介(センサー技術)
センサーに関係する技術を持つ企業を、得意分野が重ならないように選びました。内容は各社の公式サイトで確認できる範囲です。各社の得意分野は、次の早見表のとおりです。
| 企業 | 検出 方式 | 配線・ シールド | 絶縁・ 変換 | 小型化 | 無線化 | データ の判断 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| メトロール機内で工具を測るツールセッタ | ● | |||||
| SEMITEC薄膜サーミスタと小さな触覚センサ | ● | ● | ||||
| 三協インタナショナル4〜20mA・シールド・グランドループ | ● | ● | ||||
| エムジーアイソレーター・信号変換器 | ● | |||||
| 新川電機920MHz の無線振動センサ | ● | |||||
| ブレインズテクノロジー正常データから学ぶ異常検知 | ● |
●は、各社の公式サイトで確認できた得意分野です(空欄は、扱っていないという意味ではありません)。社名を押すと、その会社の紹介へ移ります。
株式会社メトロール|工具の長さを機内で自動で測るツールセッタ
メトロールとは
東京都立川市に本社を置く会社です(1976年設立、資本金4,000万円、従業員130人。2026年2月1日時点)。工場の自動化に使う高精度の工業用センサを開発・製造・販売しています。

メトロールの得意技術
| 技術 | 内容 |
|---|---|
| ツールセッタ | 切削工具やノズルの位置決めに使う ON/OFF の高精度タッチセンサ。工具の長さや欠損を監視する。マシニングセンタ用・CNC旋盤用などがあり、繰返し精度は0.001mm(操作速度50〜200mm/min の条件)の機種が多い |
| タッチプローブ・タッチスイッチ | 工作機械や装置の位置決めに使うセンサも製品にしている |
メトロールが解決できる課題
- 工具の摩耗や熱変位で、加工した寸法が少しずつずれていく
- 試し削りや手作業の工具計測に時間がかかり、測る人によって差が出る
- 工具の折損や欠けに気づかず、不良を作り続けてしまう
公開されている実績・用途
- ツールセッタは世界80か国で50万台以上の出荷実績があるとしている
- 工具の状態を監視して、従来の試し削りや手動計測などの段取り時間を90%削減するとしている
SEMITEC株式会社|厚さ0.07mm 級の薄膜サーミスタと、直径1.8mm の触覚センサ
SEMITECとは
SEMITEC(セミテック、旧 石塚電子)は、東京都墨田区に本社を置く、電子部品の製造販売の会社です(1958年設立、資本金7億7,302万円、従業員は単体234名。2026年3月31日時点)。サーミスタなどの温度センサや、MEMS 技術による触覚センサを手がけています。

SEMITECの得意技術
| 技術 | 内容 |
|---|---|
| 極薄ガラス基板の薄膜サーミスタ「FT-R」(開発品) | ガラス基板の上にサーミスタ膜をつくり、基板の厚さを0.03〜0.15mm にした(従来の薄膜サーミスタの1/5)。基板厚0.07mm の品の熱時定数は0.2秒で、一般的な表面実装サーミスタ(1005サイズ)の2.2秒より速い。使用温度は −50〜250℃ |
| 触覚センサ | MEMS 技術でつくるピエゾ抵抗式。3軸品は直径1.8mm×厚さ0.2mm、6軸品は直径3.1mm×厚さ0.2mm(いずれもチップ単体)。カテーテルなどの操作を助ける医療機器や、産業ロボットの触覚センサに活用される予定としている |
FT-R は開発品で、同社のページでは「最薄0.03mm まで対応予定」としています。
SEMITECが解決できる課題
- 薄い筐体や部品のすき間の温度を測りたい
- 温度の変化に速く追従する温度センサがほしい
- ロボットの指先や医療機器の先端など、小さな空間で接触の力を測りたい
出典:極薄ガラス基板薄膜サーミスタセンサ|SEMITEC、触覚センサ|SEMITEC、会社概要|SEMITEC、沿革|SEMITEC
三協インタナショナル株式会社|4〜20mA・シールド・グランドループを、センサーの周辺機器と解説で支える
三協インタナショナルとは
東京都中央区日本橋に本社を置く、1962年設立の会社です(資本金9,000万円)。事業内容は、電子部品と各種センサー・計測器などの輸入販売、周辺機器の設計・製造です。

三協インタナショナルの得意技術
| 技術 | 内容 |
|---|---|
| 4〜20mA の信号 | 大きなノイズ電圧に対しても安定した高い精度で伝送でき、長距離伝送に向くと解説している。0-10V の回路に10V のノイズが乗ると信号に匹敵するノイズが現れるのに対し、4-20mA ではノイズは信号20mA の1/2,000以下になるという |
| シールドケーブルの使い分け | 外からのノイズを防ぐ静電シールドケーブルは片端だけ、磁束を外に出さないための電磁シールドケーブルは両端を接地するのが一般的としている |
| グランドループの対策 | アースのつなぎ方を変えてループを小さくする・切る、アイソレーション装置を使う、などの対処を挙げている |
三協インタナショナルが解決できる課題
- センサーの信号を、ノイズに強い4〜20mA で送りたい
- シールドケーブルの接地のしかたを見直したい
- 機器をつないだら出てきたノイズ(グランドループ)を減らしたい
出典:なぜ4-20mA信号はノイズに強いのか?|三協インタナショナル、『シールドケーブル』について|三協インタナショナル、グランドループ|三協インタナショナル、会社概要・沿革|三協インタナショナル
株式会社エムジー(旧 エム・システム技研)|アイソレーターと信号変換器で、グラウンドの回り込みとノイズを断つ
エムジーとは
大阪市中央区に本社を置く、1972年創立の会社です(資本金9,600万円、従業員292名)。2024年1月にエム・システム技研から社名を変えました。計装用信号変換器、電子機器専用避雷器、遠隔測定・多重伝送・自動制御用などの各種電子機器の製造販売を行っています。

出典:アナログ信号インタフェースの必須アイテム|エムジー MGTrendをもとに AI(Claude)で作成
エムジーの得意技術
| 技術 | 内容 |
|---|---|
| アイソレーター(信号絶縁器) | 入力部と出力部の間を高インピーダンス(100MΩ以上/500VDC)で絶縁し、入力と出力に電位差があっても互いに電流が流れ込まないようにする。信号の回り込み防止、ノイズの影響の除去、機器の保護などに使うとしている |
| 現場に置く2線式の変換器 | 熱電対の配線が長いときの対策として、測定点のすぐ近くに現場設置形の2線式変換器を置き、ノイズに強い4〜20mA DC の電流信号に変えて計器室まで送る方法を紹介している |
| 配線とノイズの解説 | 技術情報誌の「計装豆知識」で、ノイズの原因と、電源線と信号線の分離、シールドの接地、ツイストペア、計装用と動力用のアースを分けることなどの対策を解説している(「配線とノイズ」(1)(2)) |
エムジーが解決できる課題
- 2台の計器をつないだら、片方に信号が入らない・値がずれる
- コモンモードのノイズを、受ける側の機器に入れたくない
- 熱電対の配線が長く、途中でノイズを拾う
出典:アナログ信号インタフェースの必須アイテム|エムジー MGTrend、4〜20mA DC 電流信号|エムジー 計装豆知識、熱電対・変換器間の導線による温度測定誤差と対策|エムジー 計装豆知識、配線とノイズ(1)|エムジー 計装豆知識、配線とノイズ(2)|エムジー 計装豆知識、沿革・会社概要|エムジー
新川電機株式会社|920MHz の無線振動センサで、設備に後付けで振動と温度を集める
新川電機とは
広島県広島市中区に本社を置く会社です(東京都千代田区にも本社。1927年創業、1951年設立、資本金3億円、社員693名)。回転機械の状態を監視する製品として、無線振動センサ「e-SWiNS」を紹介しています。


新川電機の得意技術
| 技術 | 内容 |
|---|---|
| 配線のいらない無線 | 加速度・FFT・温度のデータを920MHz 帯で送る。電源供給型の子機(4ch センサ分離タイプ)では、通信距離は屋外1.2km、中継機を使うと最長3.6km(見通し距離)としている |
| 送るデータ | 振動OA値、FFT 解析結果の上位10(または5)、エンベロープ検波加速度、振動の変位・速度・加速度、温度。温度センサを内蔵し、周波数範囲は10Hz〜10kHz |
| 台数と電源 | バッテリー型の子機は最大504台(付加コードを選んだ場合)。電源供給型の子機は親機1台に8台まで、1システムで最大64台 |
新川電機が解決できる課題
- 配線を引けない場所の回転機械の振動と温度を、後付けで集めたい
- 広い工場やプラントで、多くの設備にセンサーを置きたい
- 軸受の損傷の兆候を、エンベロープ検波の値で見たい
出典:無線振動センサ e-SWiNS(920MHz)|新川電機、会社概要|新川電機
ブレインズテクノロジー株式会社|センサーのデータを、正常なときのデータから学ぶ異常検知で見張る
ブレインズテクノロジーとは
東京都港区に本社を置く、2008年設立の会社です(資本金6億円)。機械学習を使った異常検知のソフトウェア「Impulse」を提供しています。

出典:Impulse 異常検知|ブレインズテクノロジーをもとに AI(Claude)で作成
ブレインズテクノロジーの得意技術
| 技術 | 内容 |
|---|---|
| 正常データから学習 | 学習モデルは正常データから作る。異常データは、検知の精度を評価するために使うことがあるとしている |
| 扱えるデータ | 圧力、流量、回転数、振動、温度、電流値などの数値、回転音・振動音・ガス漏れ音などの音、定点カメラの動画 |
| 導入の期間 | 実現性の検証(PoC)におよそ2か月、導入までに3か月程度が一般的としている |
ブレインズテクノロジーが解決できる課題
- 故障のデータがほとんどなく、異常の基準を決められない
- 温度・振動・電流など、いくつもの値をまとめて見て変化に気づきたい
- センサーや PLC にたまっているデータを、保全に使いたい
出典:Impulse 異常検知|ブレインズテクノロジー、会社概要|ブレインズテクノロジー
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出典・参考
- ノイズは、どうして発生するのですか?|富士電機テクニカ
- 配線とノイズ(1)|エムジー 計装豆知識
- TN1383 PCB design guidelines for MEMS sensors|STMicroelectronics
- AE診断法とその特徴,今後の展望|ジュンツウネット21
- ロボットハンドの触覚センサーとは|ブリヂストン
- ツールセッターと工具折損検出|レニショー
- 熱電対・変換器間の導線による温度測定誤差と対策|エムジー 計装豆知識
- ケーブルのノイズ対策(技術資料 PDF)|JMACS
- インバーターのノイズ対策|モーノポンプ 技術コラム
- アナログ信号インタフェースの必須アイテム|エムジー MGTrend
- 4〜20mA DC 電流信号|エムジー 計装豆知識
- なぜ4-20mA信号はノイズに強いのか?|三協インタナショナル
- DS-H3BP1|日本システム開発
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- 正常データだけを学習する異常検知|システムインテグレータ
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- 会社概要|新川電機
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情報の確認日:2026年10月2日 本ページの内容は一般的な情報で、実際の性能は製品・使用条件により異なります。図はAI(Claude)で作成した概念図、冒頭の画像はAI(ChatGPT)で生成したイメージ画像です。