変位センサーについての概要、用途、原理などをご説明します。また、変位センサーのメーカー43社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。変位センサー関連企業の2023年11月注目ランキングは1位:ユニパルス株式会社、2位:株式会社共和電業、3位:株式会社東京測器研究所となっています。
早稲田大学大学院でMBE法による窒化物半導体成長に関する研究に従事。2016年に大学院を修了後、非鉄金属系メーカーへ入社。金属製錬工場における設備保全・エンジニアリングの業務に従事。2022年に化学系メーカーへ転職。同様の業務に従事。
前田 理也のプロフィール
変位センサーとは、被測定物自体の厚みや高さなどを計測するセンシング機器です。
プローブを接触させて測定する接触式センサーや、レーザーを用いた非接触式のセンサーなどが販売されています。
変位センサーは、産業に幅広く使用されています。特に加工装置や搬送装置などでは加工物の位置や形状を検出する必要があるため、変位センサーを用いて距離を測量します。
また、製品の外観検査など、被測定物の厚み情報が必要な場面でも有用です。厚みはノギスでも測定可能ですが、複雑な形状の製品や触れると不具合がある製品は、非接触式変位センサーを用います。
ある被計測物との距離を測る場合は、拡散反射方式か正反射方式のレーザー変位計が用いられます。どちらも、レーザー光源からの光を被計測物表面で反射させ、その反射光を受光部で検知することで距離を判定します。
受光部はある一定の領域幅をもっており、反射光の角度によって受光部が異なります。受光部が変化するとそれに応じた電流が検知され、その情報をもとに距離の値に換算します。
その構造上、被計測物表面が鋭角な場合は、反射光が受光部へ返ってこないため検出できません。この許容傾きは変位計の設計により、一般に拡散反射方式の変位センサーの方が検出角度が広いです。
変位センサーは、用途に応じて幅広い製品が販売されています。以下は変位センサーの種類一例です。
電磁気による直線変位の検出の中で最も代表的なセンサーです。1次コイルと2つの2次コイル、それらのコイルの間にある鉄心から構成されます。1次コイルは励磁用、2次コイルは検出用として働き、鉄心は可動します。
1次コイルに高周波交流を流すと電磁誘導の作用により2次コイルに電圧が誘起され、鉄心が移動します。鉄心が移動することで差動出力がゼロの状態から電圧差が生まれ、変位を計測できる仕組みです。
構造上、測定値が飛ぶことが少ない点が特徴です。一方、コイルの磁界を利用しているため、コイル内の鉄心の位置によっては磁界の特性が安定しない場合があります。
リニアスケールとは、リニアエンコーダとも呼ばれ、直線上の位置や距離を高精度で測定するためのセンサーです。インダクトシンとマグネスケールという2種類が存在します。
インダクトシンは、固定されたくし歯状コイルのスケールと、可動式のくし歯状コイルのスライダからなります。コイルに交流電流を流すとスライダのコイルに電圧が誘起され、その位相の変化から変位を計測します。
マグネスケールは、磁気テープなどを磁気記録媒体としたスケールと検出センサーからなります。検出センサーが移動することにより位置を検出し、変位を計測します。
シンクロは、発信機と受信機のふたつの回転軸から構成される回転角変位検出用センサーです。発信機側の軸に巻かれた1次コイルに交流電流を流すと電磁誘導の作用により、受信機側の2次コイルに電圧が誘起されます。
このとき、発信機側の軸と同一の角度だけ受信機側の軸が回転することを利用し、回転角の変位を測定します。
レゾルバは電磁誘導作用によって回転角を検出するセンサーです。励磁用のコイルと検出用のふたつのコイル、鉄心からなります。これらのコイルはすべて直行しています。
励磁用コイルに交流電圧をかけると、検出用のコイルに電圧が誘起されます。回転角度に応じて出力される電圧が変化するため、この出力信号から回転角変位を測定します。
変異センサーを選ぶ際は、まず用途が距離検出か形状情報検出かを確認します。距離検出であれば、計測レンジにあった製品の中から被計測物の表面角度以上の計測が可能な製品を選定します。厚み測定の場合は、検出レンジを確認します。
その後、必要な計測精度を確認し、分解能や検出精度およびリニアリティのスペックを選定します。どれも計測精度に影響を及ぼす因子であり、一般に精度が高いほど高価です。
また、計測精度と同時に設置スペースも確認します。設置スペースが小さい場合、小型センサーの方がおすすめです。
参考文献
https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/memory/memory_what2
https://books.google.co.jp/books?vid=ISBN4501115408
http://www.jsg.co.jp/technical1.html
https://www.tamagawa-seiki.co.jp/products/resolver-synchro/synchro-about.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
2023年11月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
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1 | ユニパルス株式会社 |
13.3%
|
2 | 株式会社共和電業 |
8.9%
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3 | 株式会社東京測器研究所 |
6.7%
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4 | オムロン株式会社 |
6.7%
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5 | Micro-Epsilon Japan株式会社 |
5.6%
|
6 | 新光電機株式会社 |
5.6%
|
7 | オプテックス・エフエー株式会社 |
5.6%
|
8 | 三菱電機株式会社 |
5.6%
|
9 | センサテック株式会社 |
4.4%
|
10 | コグネックス株式会社 |
3.3%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2023年11月の変位センサーページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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センサテック
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ソーラトロンメトロロジー
Micro-Epsilon Japan
注目ランキングについて: Metoreeに登録されている変位センサー製品87点の中での2023年12月8日時点でのアクセス数を元に算出しています。
Metoreeに登録されている変位センサーが含まれるカタログ一覧です。無料で各社カタログを一括でダウンロードできるので、製品比較時に各社サイトで毎回情報を登録する手間を短縮することができます。
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企業
武藤工業株式会社 エミック株式会社 株式会社共和電業 株式会社リベックス ターク・ジャパン株式会社 ソーラトロンメトロロジー レニショー株式会社静電容量変位センサ Accumeasure Dは、ナノメートルオーダーの分解能であるレーザー変位センサです。
標準仕様のプローブとケーブルが-130℃~200℃の耐熱であることの他、1つのプローブで複数の測定レンジを選択可能なことや、アンプ外寸が高さ53mm、幅103mm、奥行き120mmと手に乗せることが可能なほどのサイズであることが特徴です。
金属やシリコン、カーボンなどの導体や、半導体の測定に最適です。
Microtrak3は、レーザーヘッドのみで完結したスタンドアローン型のコンパクトなレーザー変位計です。
専用のコントローラーが要らず、レーザーヘッドと電源のみで動作が可能なことが最大の特長で、セットアップが非常に簡単です。
レーザーダイオードの反射光の受光部にはCMOSセンサーがあり、三角測量で変位を測定し、レーザーヘッド内にローパスフィルタを内蔵しています。
アナログデジタル2種類の出力が可能で、PCへデータを直接保存することも可能です。
MicroSense8800シリーズは、ステージ精度評価や平坦度測定に最適な非接触式の静電容量型変位計です。
温度特性と直線性に優れており、分解能はサブナノメートルであるため、姿勢制御や位置決めに適しており材質の影響も少ないです。
8810は、応答周波数や出力電圧のオフセット調整が可能でアナログ出力が可能な必要最小限なモデルです。
8800は、±15Vの電源供給ができるため、位置検出や板厚、寸法測定用の各種装置へ簡単に組み込むことが可能です。
超小型変位センサDS2001は2001年に製造を開始して以来、シンプルな構成と環境特性に優れていることからメカコントロール用電子部品として長期にわたって使用されています。
発振回路と積算回路を専用ICにしてプリント基板に実装し、その基板上にスパイラルコイルをパターン形成することでナノメートル単位の微少な変位を検知することが可能です。デジタル出力のためアンプやAD変換は不要となっています。
また、工業用途だけではなくて民生向け機器へのニーズも高いことから大量生産に適した半導体チップ「距離測定用IC」としても販売し、年間、数百万台のオーダーにも対応できる供給体制を整えています。
HG-Tは、セルフモニタリング機能によって自身の状態を診断することができる検査・判別・測定用センサ(変位センサ)です。
厚さ8mmの超薄型センサヘッドを有しているため装置内などの限られたスペース内に設置が可能なことの他、測定幅10mmの帯状レーザ光での寸法測定や位置測定が可能なことや、水やホコリの多い現場でも使用可能なことが特徴です。
独自のヘッド構造とアルゴリズムによって、金属の2次反射にも影響されにくい安定した検出を行うことに貢献します。
形MDA-F10Uは、リニア出力によるローコストな近接変位センサです。
機械的な稼動部が無いため長寿命であることの他、モールドタイプであることから、水のかかるところでも問題なく使用できることや応答時間が1ms以下であることが特徴です。
磁性金属の変位計測や磁性金属アクチュエータを用いての圧力・押圧計測、磁性金属アクチュエータを用いての振幅計測、磁性金属アクチュエータを用いての2枚差検出に最適です。
ZW-8000シリーズは、多種類の表面を計測可能な超高精度ファイバー同軸変位計です。
鏡面や透明体など、従来のレーザー変位計では計測が難しかった表面でも、計測角度±25°、透明体厚み15umから計測が可能です。
測定条件に合わせて測定プローブを変更することで、粗面ワークや立体形状をもった表面も測定できます。
小型のペン型測定プローブを使用することで、スペースの余裕のないセットアップ下においても組み込みが容易となります。
ZX2は、マニュアルレスで10μmを安定計測可能な変位センサです。
色や材質の変化に加え、ワークの移動が発生しても安定計測ができるダイナミックレンジ200万倍のCMOSの他、スマートチューニングボタン1つで安定計測に必要な設定に最適化できることや、レーザ寿命表示機能により、ラインを止めないための「見える化」を実現できることが特徴です。
金属や基板、ゴム、透明体のあらゆる表面状態での使用に最適です。
CDXシリーズは、シンプルな機器構成としながら、測定精度は世界最高レベルを誇るレーザー変位計です。
光学系を専用に設計するとともに本体の剛性を追求した結果、直線性は世界最高レベルの±0.015%を保証しています。
受光部にはNeoLDレンズと呼ばれる新設計レンズを搭載することで、レンズ収差に由来するレーザースポットのひずみを抑え、測定誤差を低減しています。
イーサネットに直接接続が可能でWEBサーバも搭載しているため、データの取り扱いも容易です。
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ガラス基板についての厚み測定や、マスク高さ制御を1台のセンサーで取得することが可能です。
三菱電機のシーケンサへ専用のソフトウェアで接続可能なため、装置の組み込みからデータフィードバックまでが簡単にできます。
センサーヘッド本体内にコントローラやアンプ機能を一体化することで、小型軽量化しているため、装置へ組み込みやすくなっています。
モノタロウでチェック