【2022年版】超音波センサー4選 / メーカー36社一覧
超音波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、超音波センサーのメーカー36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。超音波センサー関連企業の2022年6月注目ランキングは1位:株式会社村田製作所、2位:TDK株式会社、3位:パナソニック デバイスSUNX株式会社となっています。
超音波センサーとは
超音波センサー(英語: Ultrasonic sensor)とは、超音波を利用して物体までの距離を測る装置です。
超音波とは、周波数が高くて人間に聞こえない音の総称です。人間の耳は20Hz～20,000Hzを感知しますが、それ以上の周波数音を超音波と言います。
超音波センサーは超音波を発生させ、反射した音波を感知することで距離を測定します。
近年では小型軽量化が進み、安価となったため幅広く用いられています。
超音波センサーの使用用途
超音波センサは家庭用から産業用まで広く用いられます。
家庭用としては、非接触で距離測定可能である利点が活かされ、車載距離計やジェットタオル等に用います。車載距離計は衝突被害軽減ブレーキ義務化によって急速に広まりつつあります。
産業用途としては、排水タンクや薬品貯液槽のレベル計などに使用されます。腐食性の高い液体などに対して使用します。
魚群探知機も超音波センサを使用しています。古くから使用されている超音波センサの用途です。
超音波センサーの原理
超音波センサは、超音波を発信し反射波を感知することで距離を測定します。
音の速度は伝播する雰囲気によって決まっており、大気中では340m/s、水中では1,500m/s程度とされます。伝播する雰囲気が分かれば、反射波が受電素子に到達する時間を測定して距離換算可能です。
超音波センサはメインとなる部品は圧電素子です。圧電素子は電気エネルギーを圧力エネルギーへ変換し、圧力を加えると電気エネルギーへ変換する仕組みを持ちます。
従って、圧電素子は送受信双方の機能を担っています。入力電気信号を超音波へ変換し、反射波を感知して電気信号を出力します。
原理上、超音波センサーのメリットとデメリットは以下のようになります。
超音波センサーのメリット
- 非接触で物体の距離を検知できること。
- 対象物がガラスのような透明なものでも検知できること。
- 対象物までの間に多少の汚れやほこりなどがあっても通過すること。
- 超音波の速度は速いので、対象物が動いていても検知できること。
超音波センサーのデメリット
- 温度や風に変化されやすいこと。
- 柔らかくてでこぼこしたものは感知することができない。
また、超音波センサーの最大の特徴は非接触で距離を測定できる点にあります。非接触測定が必要な場合に使用されることがほとんどです。
超音波センサーの使い方
市販されている超音波センサーは、アナログ回路発信器として販売されています。出力信号は4-20mAなどの規格が確立されたアナログ信号で、補助電源を入力すればソース出力も可能です。
また、モジュールとしても販売されており、Raspberry PiやPICなどの小型コンピュータとも相性よく接続できます。簡単なバッファーアンプで増幅すれば、波形を成型してI/Oに接続できます。
発信側も消費電力は微少で、出力端子に（アッテネータを介して）直接接続することができます。
センサーは発信側と受信側が対で必要です。ただし、超音波センサーは送信素子が受信素子としても作動するため、一つの素子で送受信ができ、回路自体が簡単になります。
なお、透過型で使用する場合、送信素子と受信素子は別々に設置することが必要です。
その他の超音波センサーの情報
1. 超音波センサーを使った回路
超音波センサーの発信素子駆動電圧は一般的に数Vなので、CPUのI/O端子に直接接続できます。
受信信号をデジタル回路で使用する際は、バッファアンプ、検波器、コンパレータでデジタル信号に変換してからCPUで演算処理を行います。
なお、一般的な超音波センサーの共振周波数は40kHzです。
2. 超音波センサーの精度
超音波センサーの精度は一般的に波長程度とされています。40kHz超音波を用いる場合、精度は10mm程度となります。
受信素子に戻ってきた超音波パルスの波形が対象物の形状などによって、測定値にバラツキが出てくるためです。反射波パルスの検出ポイントを最適化することで、精度を上げることもできます。
参考文献
https://www.keyence.co.jp/ss/products/sensor/sensorbasics/us_comparison.jsp
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jime1966/17/4/17_4_276/_pdf
https://www.bannerengineering.com/jp/ja/company/expert-insights/ultrasonic-sensors-101.html
https://www.keyence.co.jp/ss/products/sensor/sensorbasics/us_info.jsp http://ww1.microchip.com/downloads/jp/AppNotes/00001536B_JP.pdf
https://www.murata.com/ja-jp/products/sensor/ultrasonic/overview/open
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe1933/51/6/51_6_1238/_pdf
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企業
株式会社ホトロン超音波センサーのメーカー36社一覧
*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
超音波センサーのメーカーランキング
*一部商社などの取扱い企業なども含みます2022年6月の注目ランキングベスト10
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社村田製作所 | 9% |
| 2 | TDK株式会社 | 6.5% |
| 3 | パナソニック デバイスSUNX株式会社 | 6.2% |
| 4 | 株式会社タムラ製作所 | 5.9% |
| 5 | 株式会社富士セラミックス | 5.4% |
| 6 | 本多電子株式会社 | 5.2% |
| 7 | 北陽電機株式会社 | 4.9% |
| 8 | 竹中電子工業株式会社 | 4.4% |
| 9 | オムロン株式会社 | 4.4% |
| 10 | 日本特殊陶業株式会社 | 4.1% |
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2022年6月の超音波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
- 1 TDK株式会社
- 2 株式会社村田製作所
- 3 オムロン株式会社
設立年の新しい会社
- 1 パナソニック株式会社インダストリアルソリューションズ社
- 2 Hagisonic Co.,LTD
- 3 オーミック電子株式会社
歴史のある会社
- 1 Rockwell Automation, Inc.
- 2 株式会社タムラ製作所
- 3 ハヤシレピック株式会社
超音波センサーのカタログ一覧(1件)
Metoreeに登録されている超音波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。
株式会社ホトロンのカタログ
超音波センサー4選
株式会社村田製作所
開放型超音波センサ
画像出典:
株式会社村田製作所公式サイト特徴
村田製作所が扱う開放型超音波センサは、金属板と圧電セラミックスを貼り合わせた構造の振動子に共振子を結合した複合振動体をベースに弾性固定し、ケースに収納した構造となっていることが特徴です。
開放型超音波センサに求められる音圧に重点を置いて開発されたセンサとなっています。共振子が超音波を効率的に空中へ放射させ、空中からの超音波もより多く集約するためのロート構造となっていることが製品の特徴です。
開放型超音波センサーのラインナップは3種類あり、音圧や感度といったセンサー特性、使用環境による特性などを考慮して最適なものを選択が可能です。
株式会社村田製作所の会社概要
- 会社所在地: 京都府長岡京市東神足 (ひがしこうたり) 1丁目10番1号
- 会社サイト
- 創業: 1950年
- 従業員数: 74,109人
株式会社キーエンス
デジタル超音波センサ FW シリーズ
特徴
FWシリーズはキーエンス社の超音波センサで、従来の反射型光電センサが苦手としていた金属、ガラス、液面などのワーク検出を可能にしました。
N.O.D.(Nearest Object Detection)機能によって、最も近くにあるワークだけを検出を可能にし、バックグラウンドの状態を気にせず利用できることができます。
また、業界初の技術として新アルゴリズムのA.W.S.(Active Wave Stabilizer)を導入しており、ワークのばたつきや外乱の影響を回避し、高い安定性を得ています。加えて、CEマーキングとUL認定も取得しており、高い信頼性も兼ね備えています。
センサ自身が強力な超音波により振動しており、汚染物の付着に強く、多少の埃があっても貫通して検出が可能であるため、耐環境性が求められる環境でも使用できる現場の声に応えます。
株式会社キーエンスの会社概要
- 会社所在地: 大阪府大阪市東淀川区東中島1-3-14
- 会社サイト
- 創業: 1974年
- 従業員数: 8,419人
- 資本金: 2,147,483,647円
ハヤシレピック株式会社
UR 18 シリーズ
画像出典:
ハヤシレピック株式会社公式サイト特徴
UR18シリーズは、新開発された材料、スレンダー音波を採用した小型の超音波センサーです。
新開発の材料を採用したため、従来の超音波センサーより防水適性と耐久性が格段に向上しています。さらに、スレンダー音波を使用することによって、より確実な検出が可能になっています。
小型でありながら検出距離が長く、その距離は1000mmまで使用可能となっています。アンプ内蔵型のセンサーであるため、取り扱いが容易であるということも特徴のひとつです。
超音波センサーとしての型式としても複数あるため、用途に合わせて選択することも可能です。
ハヤシレピック株式会社の会社概要
- 会社所在地: 東京都豊島区北大塚1丁目28番3号
- 会社サイト
- 創業: 1930年
- 従業員数: 285人
オムロン株式会社
E4C-UDA
画像出典:
オムロン株式会社公式サイト特徴
E4C-UDAは(株)omronが製造しているデジタルアンプ分離式超音波センサです。
色、透明度、材料(金属や非金属)による影響を受けないため、様々なシチュエーションで利用可能であることに加え、ワークの有無や背景の影響除去を簡単にできるティーチング機能を搭載しています。さらに、検出物質の距離と、検出位置(しきい値)がデジタル表示でわかります。
形状もM18の小型円柱ヘッドやサイドビュータイプも品揃えしており、様々な場所、用途での利用が可能であり、現場の要望に答えます。
オムロン株式会社の会社概要
- 会社所在地: 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入
- 会社サイト
- 創業: 1933年
- 従業員数: 28,006人
超音波センサーの59製品一覧
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- US-T04AN
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株式会社村田製作所の空中超音波センサ
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- 防滴型超音波センサ (自動車用）
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株式会社富士セラミックスの超音波センサー
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