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センサの感度・応答速度とは?課題と対策・製品を解説

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研究開発・試作におけるセンサの感度・応答速度とは?

研究開発や試作段階において、センサの感度と応答速度は、対象となる現象を正確かつ迅速に捉えるための重要な要素です。感度とは、微弱な信号や変化をどれだけ検知できるかを示す指標であり、応答速度は、変化が発生してからセンサがその変化を検知・出力するまでの時間を示します。これらの性能は、開発する製品の機能性、精度、そして実用性を大きく左右します。

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『Humi Master』は、独自技術による恒温チャンバーと湿度発生装置の
組み合わせにより構成された恒温恒湿試験装置です。

特許技術の超安定飽和槽を内蔵し、広範囲・高い安定性を発揮。

試験装置や製造設備など様々なアプリケーションに対応します。

【アプリケーション例】
■MEMS温湿度センサ調整装置
■静電容量型温湿度センサ湿度検査装置
■車載用温湿度ユニット製造装置
■気象用温湿度センサ製造装置

※詳しくはカタログをご覧下さい。お問い合わせもお気軽にどうぞ。

恒温恒湿試験装置『Humi Master』

無響室の構造と設計の基本的な考え方、当社の無響室の実績について、
ご紹介しています。

無響室とは、室内での音の反響を無視できるほど小さく設計した
音響実験室のことです。

無響室の設計・施工には、高度な専門知識と技術力が求められます。

無響室を検討する際は、施工実績が豊富な技術力のある音響業者へ、
ご相談することをお勧めいたします。

※ブログの詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
 詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。

無響室の構造と設計について

●計測用コンデンサ・マイクロホン UC-シリーズ
コンデンサマイクロホンは周波数特性、安定性などに優れた特徴を有しているため、標準マイクロホンとして使われています。当社には計測用コンデンサマイクロホンとして周波数特性はもちろん、対環境特性に優れた音場形と音圧形のマイクロホンがあります。1、1/2、1/4インチの音場形マイクは屋外や自由音場で用いられ、 1インチと1/2インチの音圧形マイクロホンは、拡散音場あるいはカップラおよび密閉空間内の測定に用いられます。

計測用マイクロホン

中部ビデオプロダクツでは、電気実験用教材である『可変移相回路』を
取り扱っております。

当製品は、トランスによる移相反転器にキャパシタンスと可変抵抗器を
組み合わせた回路で、2系統の出力間に移相差を持たせることが可能。

また、可変抵抗器には21点のテデント型を使用しています。それにより
各ポジションにおける移相差は毎回定まっているため、再現性の高い実験が
できます。

【特長】
■2系統の出力間に移相差を持たせることが出来る
■可変抵抗器には21点のテデント型を使用
■再現性の高い実験ができる

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

電気実験用教材『可変移相回路』

【業界トップクラスの低価格】
エントリーモデル5万円~ご提供!

【オールインワン設計】
 ■高度演算用DSPを内部に搭載
  計測データを内部でリアルタイムに演算して無線送信
 ■ロガー機能
  内蔵メモリに研究用途に必須のデータロギング
 ■無線制御/リアルタイムモニタ
  無線でセンサの設定変更、計測データのリアルタイムモニタ

【スポーツ向けに特化した独自無線方式を使用!】
複数台の同時制御と同期性能を重視し、無線通信距離も見通し50mと、
様々な運動計測の現場に適用可能です。

※下記PDFダウンロードより、各製品詳細カタログがダウンロード可能!

1台で加速度/角速度/地磁気を各3軸計測! 9軸モーションセンサ

すでに発売されいてるSDSシリーズよりもさらに軽量化され、重量1.5kg。薄さも7.8cmで、持ち運びにとても便利。FFT機能や自動設定機能などもついた高機能オシロスコープで、教育用オシロスコープPDS5022T(EDU5022)の第二次教育用オシロスコープとして注目を浴びている。

超薄型カラーデジタルオシロスコープ SDS5032E

『SAMAR(サマー)4500シリーズ』は、完全左右対称で、高精度イヤーモデル
(Type 4050/Type4065/Type4070)が搭載された、HATSです。

従来用いられていた海外製HATSは フルボディーのものが主流でしたが、
音響専門家のご意見によりフルボディーは不要なため、1/4ボディーを
標準ボディーとしました。

【特長】
■HATS頭部形状:IEC60318-7(60959)、ITU-T Rec.P58、
 ANSI S3,36-1985
■左右対称イヤー(耳殻)モデル:IEC60268-7、JEITA RC-8140
■イヤーシミュレータ(カップラ):IEC60318-4(60711)
■カップラのフローティング防振構造により、用途への拡大
■広帯域ハイレゾ(~80kHz)カップラにも対応

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

音響測定用HATS『SAMAR(サマー)4500シリーズ』

『RASP-ZX』は、CFカードサイズで複数マイク入力が可能な
小型サンプリングオーディオデバイスです。

Cortex-A9コア内蔵 FPGA(Xilinx製Zynq)を搭載し、
高性能ARMコアとFPGAによる信号処理が可能です。

【特長】
■USBまたは無線LAN(WiFi)にてPCと接続
■24bitリニアPCMの音声データ取り込み
■USB Audio Class1.0対応(最大16チャンネル)
 Win/Linux/Macの標準ドライバで動作可能
■USB Audio Class2.0対応(最大32チャンネル)
 Linuxの標準ドライバで動作可能 など

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

小型サンプリングオーディオデバイス『RASP-ZX』

ホボペンダントデータロガーは、防水構造・超小型・安価なデータロガーです。温度1chタイプと温度/光強度2chタイプの2種類があります。メモリ容量も8kバイトと64kバイトの2種類があるため、短期から長期にわたる計測まで幅広く対応しています。ロガーの設定、データの読み出しはオプティックUSBベースステーションを介し光学的にデータの通信をします。これらの操作は、専用ソフトHOBOwareで簡単に手早く行うことができます。また、温度1chタイプはLED発光によるアラーム機能を備えており、計測対象が期待する温度範囲内にあるかどうかを一目で把握することができます。

ホボペンダントデータロガー

当社では、磁気もしくは真空吸着、又は固定式のRF/DC/HPポジショナー
対応のスチールプラテンを搭載した150mm-200mm手動プローブシステム
『WL-1160』を取り扱っております。

頑丈な設計、複数のセットアップと構成オプションで、様々なアプリケーションに対応可能。幅広いRF/DC/HPテストにご使用いただけます。

また、片手で操作できる XY ステージノブで素早い動きと微調整が可能です。

【構成一例】
■クイックプラテンリフトでプラテンの分離調整、チャックの微回転とロック
■チャックオプション、DC/RF/1-10KV マイクロポジショナー、顕微鏡、カメラ、PCB ホルダー等で複数の構成が可能
■計測器ラック、防振台、サーマルチャック、暗箱等も利用可能(オプション)

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問合せください。

150mm-200mm手動プローブシステム『WL-1160』

中部ビデオプロダクツでは、電気実験用教材である『LCR回路』を
取り扱っております。

基本的な電子回路素子である、インダクタンス、キャパシタンス、抵抗の
3種類を実装。それぞれの端子は独立しているため、組合せにより種々の
実験を行うことができます。

また、端子にはジョンソン端子を使用し、平型プラグ、バナナプラグの
どちらでも結線に使用できます。

【特長】
■抵抗・コンデンサ・コイルの基本的働きや共振の実験などが行える
■端子にはジョンソン端子を使用
■平型プラグ、バナナプラグのどちらでも結線に使用可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

電気実験用教材『LCR回路』

卓上型アクティブ除振台ラインナップで、コストパフォーマンスに優れたSATシリーズ。
卓上型アクティブ除振台(防振台)SATシリーズは、サイズに合わせて2タイプをラインナップ。
エアー源不要!オートレベリングシステムが、水平レベルを保ちます。
正面パネルのふたつのボタンで簡単操作。
振動波形もLCDパネルで確認できます。

【特徴】
○3軸6自由度アクティブ制御
○オートレベリングシステムとロックシステムを搭載
○高機能コントローラ内蔵
○低周波の微振動に対する優れた除振機構
○空気源は必要無し

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

卓上アクティブ除振台 「SATシリーズ」

当社で取り扱っている、フラットプローブ『FS-7/FS-8』について
ご紹介いたします。

ホール素子はGaAs、感磁面積は50μm×50μm、軸材質はBs(真鍮)。
-20℃~+60℃の温度範囲に対応可能な製品です。

ご用命の際は当社へお気軽にお問い合わせください。

【仕様(抜粋)】
■素子数:1個
■測定範囲:0~3T
■感磁面積:50μm×50μm
■先端部寸法
・FS-7:0.45t×2mm(先端長さ40mm)
・FS-8:0.45t×2mm(先端長さ20mm)

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

フラットプローブ『FS-7/FS-8』

当社が取り扱う、高精度音響測定用ダミーヘッド『SAMAR Type4700/4700M』を
ご紹介します。

「4700」は口部が閉じていますが、後日Voice Unitを取り付けることにより
ボイスシミュレータ付きとなり、「4700M」は、当初からボイスシミュレータ
付きのHATSです。

イヤーシミュレータも、可聴周波数帯域の711カップラから、ハイレゾ対応に
交換可能です。

【特長】
■HATS 頭部形状
・IEC60318-7 (60959)、ITU-T Rec. P58、ANSI S3,36-1985
■左右対称イヤー(耳殻)モデル
・IEC60268-7、JEITA RC-8140、JEITA RC-8140-1(追補)
■イヤーシミュレータ(カップラ)
・IEC60318-4(60711)(ハイレゾヘッドホン及びイヤホン測定法)
■マウスシミュレータ(スピーカシステム)
・ITU-T Rec. P51(ハイレゾ仕様:チタンダイアフラム)

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

SAMAR Type4700/4700M

「モノを掴んだ時の力」「指を使って動作した時の力」を測定できます。また加速度センサーも内臓しているため、運動量も測定することができます。指腹の指紋部を覆わないため、実際の触感を損なわずに自然な動作が計測可能です。


【共同開発製品】
株式会社資生堂 × カトーテック株式会社

カトーテックは、資生堂様と指先をセンサーにできないかと研究開発を進めて参りました。化粧品や基礎化粧品は、肌への塗布の仕方により、その効果にも影響します。また、力のかけ具合により人が感じる使用感にも違いが出てきます。そのような違いを、お客様アンケートから探ることは不可能でした。そこで、指腹の触感を損なわずに動作ができるセンサー開発を進めて参りました。 HapLogは、一般モニターの動作分析、プロフェッショナルとの動作比較を可能にし、個人の触動作の特徴を視覚的に伝えることを可能にしました。

HapLog ウェアラブル接触力センサー

『MTA-170』は、-40~+180℃に温度調節した空気を噴射し、試料を冷却、
加熱するチャンバーレスシステムです。

ワンウェイで恒温空気を供給する方式を採用。温度変化速度が10℃/分と、
素早い温度変化を実現しました。

また、専用アタッチメントを交換することで、さまざまな材料試験や評価に
ご活用いただけます。

【特長】
■フレキシブル
■試験効率の向上
■素早い温度変化
■省スペース・移動容易性
■様々な試験機に併用が可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

スポット冷却加熱装置『MTA-170』

UV-LED(UVB~UVA)は、小型コンパクトで高出力な紫外光源であり、殺菌用途として今後普及することが期待されています。新型コロナウィルス感染の世界的な拡大に直面し、携帯可能な“殺菌用・深紫外LED”の重要性が高まってきています。アルコール消毒と比べ、紫外線による殺菌は複雑形状な物の表面全体を光を当てるだけで殺菌可能です。

波長を2種類搭載可能なうえ、タッチパネルでチャンネル切り替えが容易に行えます。またスケジュールを設定することで自動制御機能も使用できます。
より簡単にUVを取り扱えるコントローラーです。

Uv-LEDコントローラー

『SAMURA 3500シリーズ』は、ヘッドホン音圧規制、ノイズキャンセル型
ヘッドホン評価対応の高精度音響測定用ダミーヘッドです。

音響研究・開発/音響測定/生録等、様々な音に関する仕事をこなす
多用途タイプ。

広帯域ハイレゾ(~80kHz)カップラにも対応しています。

【特長】
■HATS頭部両耳間距離・両耳周辺骨格
・IEC60318-7(60959)、ITU-T Rec. P58
■左右対称イヤー(耳殻)モデル
・IEC60268-7、JEITA RC-8140
■イヤーシミュレータ(カップラ)
・IEC60318-4(60711)

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高精度音響測定用ダミーヘッド『SAMURA 3500シリーズ』

『BLP4xLシリーズ』は、標準超音波探触子の特性を最大限に利用する
ことを考えて、開発されたリモート・パルサー・レシーバーです。

Lシリーズは研究用に低域帯域を広げた機種。

送信回路は、スパイク、バースト、高速、高圧、低インピーダンス、
リモート方式など各種の目的に応じた種類があります。

30MHz500Vまでの標準「BLP47」、100MHzの探触子が使用可能な
高速&倍電圧の「BLP49」、1kVまでの高電圧出力の「BLP48」を
ラインアップしています。

【特長】
■研究用に低域帯域を広げた機種
■156w×69h×240dと小型のケース
■12V0.5Aと6Wと省電力(BLP48は15W)
■スクエアーとバースト波を発生できるバージョンもご用意
■周波数特性は0.1MHzから50MHzの探触子に対応

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

リモート・パルサー・レシーバー『BLP4xLシリーズ』

『TAMAGO』は、安価な手乗りサイズの8チャネルマイクロフォン
アレイです。

USBにてPCと簡単接続し、USBオーディオとして動作。音源定位・音源分離・
音声認識にはオープンソースのロボット聴覚ソフト(HARK)が利用可能です。

大学や企業の研究機関の音響研究に適しています。

【特長】
■USBにてPCと簡単接続/USBオーディオとして動作
■USB Audio Class1.0対応
■Windows/Linux/MacのOS標準ドライバで動作可能
■24bitリニアPCMの音声データ取り込み
■音源定位・音源分離・音声認識にはオープンソースの
 ロボット聴覚ソフト(HARK)が利用可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

8チャネルマイクロフォンアレイ『TAMAGO』

『ワイヤレス8軸モーションセンサ』は、全ての競技へ貢献するために
開発されたDSP無線センサです。

3軸加速度センサ(±16Gまたは±5G) 3軸、角速度センサ(±1500dpsまたは
±300dps) 3軸に加え、±200Gの加速度センサを2軸分搭載。
姿勢推定の精度に大きな影響を及ぼす角速度のセンサには、温度ドリフトの
非常に少ないEPSON社の水晶式ジャイロセンサを採用し、低価格ながら
妥協のない精度を実現しています。

また、歩行計測のようなゆっくりとした運動から、スイング動作のような
高速動作まで、様々な運動に対応できるよう、計測レンジの異なる
複数の製品をご用意。用途に合わせて選択いただくことが可能です。

【特長】
■無線+慣性センサ+ロガー+高度演算機能
■8軸センサ[加速度(低加速度3軸+高加速度2軸) / 角速度 / 地磁気x3軸]を搭載
■計測レンジの異なる2機種をご用意し、動作の種類によって使い分け可能
■研究開発用データ取得に必要不可欠なロガー機能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

DSPワイヤレス8軸モーションセンサ

当社の『アンテナ測定用回転装置』は、高精度なエンコーダと
ACモータを搭載して、高精度な動作を行うことができる製品です。

また当社では、各アンテナメーカーなどに、大型アンテナから
暗室用小型アンテナの測定用回転装置の設計、製作、施工を行っております。

高精度、高耐候性な製品や、既設の構造に合わせた装置も製作可能です。
ご要望の際は、お気軽にご相談ください。

【製品ラインアップ】
■KMP10-1型
■KMP20-1型
■KMP50-2X型
■KMP03-1X型
■KM-5000A型 など

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問合せください。

アンテナ測定用回転装置

『瞬間ハンター』は、パソコンを使った低価格の
ハイスピードカメラシステムです。

手持ちのパソコンに専用のソフトウェアをインストールし、高性能化・
低価格化の進む産業用カメラをつなぐだけで、毎秒500フレームを超える
高速撮影を実現。

研究開発・科学研究・教育など、幅広い用途でハイスピード撮影を
手軽にお役立ていただけます。

【特長】
■高速撮影が可能
■操作が簡単
■選べるトリガタイミング
■自動スローモーション
■低価格

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

ハイスピードカメラシステム『瞬間ハンター』

オープンループ型各種風洞トンネル「モデルBWT/CWT」は、電子基板モジュール、ヒートシンク等コンポーネントレベルで熱解析テストができるようにデザインされた品質研究用の風洞トンネルです。ハニカム構造とスクリーンが設けられ、テストセクションでのフロー障害を防ぎ、均一で安定したエアーフローを0~5m/secまで供給することができます。この風洞トンネルは垂直でも水平方向でも操作することができます。テストセクションはプレキシガラス製なので容易にフローが観察できます。12か所の各種プローブ用のポートがあり、熱電対、ピトー管、風速センサや温度センサなどをテストセクションに挿入することができます。また風洞テストセクション内の風速をPC接続で簡単に制御できる風洞コントローラーも用意しています。ユーザーは簡単に試験のプログラム制御が可能になります。テストチャンバー寸法や風速範囲により各種モデルを提供。
詳しくはお問い合わせください。

オープンループ風洞トンネルシリーズ BWT/CWT

低価格な8chの単機能動歪アンプです。
固定レンジ、カットオフ周波数固定のローパスフィルター付きの動歪アンプです。
ご発注時に、歪レンジとローパスフィルターのカットオフ周波数を指定いただきます。
ゼロバランスは、ボックス正面の押しボタンで行なうことができます。
また、専用のブリッジボックスなどもオプションとして用意されています。

8ch 固定レンジ動歪アンプ

『WL-170』は、高い信頼性で正確なRF、DC、IV-CV、ハイパワーテスト試験計測を行える200mm手動プローブシステムです。

チャックオプション、DC/RF/ハイパワー用マイクロポジショナー、顕微鏡、カメラ、PCBホルダーなどで複数の構成が可能。

また、オプションアイテムとして装置ラック、防振台、サーマルチャックなどもご用意しております。

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問合せください。

200mm手動プローブシステム『WL-170』

『ADRSZBM』は、Raspberry Pi Zero専用の温湿度・気圧センサ拡張基板です。

ボッシュ社のBME280を搭載したセンサモジュールで、温度、湿度、気圧の
3つの環境情報を同時に測定できます。

また、付属のジャンパワイヤによってBME280を熱源であるRaspberry Pi
本体から離して接続することも可能です。

【特長】
■コンパクトな"pHAT"サイズ
■ボッシュ社のBME280を搭載
■Groveシステム(I2C)対応コネクタ搭載
※GroveシステムはSeeed Technology Limited社の登録商標です。

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

ゼロワン温湿度・気圧センサ拡張基板『ADRSZBM』

『Humi Grow』は、100℃以上の槽内でも加湿できる高温高湿試験装置です。

恒湿槽内の複数のチャンバーにそれぞれ任意の湿度条件の設定が可能。
長期の信頼性試験や暴露試験などが行えます。

オプションのハーメチックシールを使うことにより、電気的特性試験にも
対応できます。

【特長】
■100℃以上の槽内でも加湿可能
■複数のチャンバーにそれぞれ任意の湿度条件の設定が可能
■長期の信頼性試験や暴露試験などで活躍
■オプションの使用で電気的特性試験にも対応

※詳しくはカタログをご覧下さい。お問い合わせもお気軽にどうぞ。

高温高湿試験装置『Humi Grow』

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研究開発・試作におけるセンサの感度・応答速度

研究開発・試作におけるセンサの感度・応答速度とは?

研究開発や試作段階において、センサの感度と応答速度は、対象となる現象を正確かつ迅速に捉えるための重要な要素です。感度とは、微弱な信号や変化をどれだけ検知できるかを示す指標であり、応答速度は、変化が発生してからセンサがその変化を検知・出力するまでの時間を示します。これらの性能は、開発する製品の機能性、精度、そして実用性を大きく左右します。

課題

要求仕様を満たす感度不足

開発中のシステムが要求する微細な変化や信号を、既存のセンサでは十分に検知できない場合がある。

応答速度の遅延による情報損失

高速で変動する現象を捉えようとする際に、センサの応答速度が遅いために、重要な情報が欠落したり、誤った測定結果が得られたりする。

ノイズの影響による感度低下

外部からのノイズやセンサ自身のノイズにより、本来検知すべき微弱な信号が埋もれてしまい、実質的な感度が低下してしまう。

感度と応答速度のトレードオフ

一般的に、感度を上げると応答速度が遅くなる、あるいはその逆の関係が生じ、両方の要求を同時に満たすセンサの選定や設計が困難になる。

​対策

高感度・高速応答センサの選定

開発対象の特性に合致する、より高い感度と応答速度を持つ市販のセンサモジュールやデバイスを選定する。

信号処理技術の活用

センサからの信号を増幅したり、ノイズを除去したりする信号処理アルゴリズムを開発・適用し、実効的な感度と応答性を向上させる。

カスタムセンサ設計・開発

市販品で要求を満たせない場合、特定の用途に特化したセンサ素子や構造を設計・開発し、感度と応答速度を最適化する。

複数センサの組み合わせとデータ融合

異なる特性を持つ複数のセンサを組み合わせ、それぞれの長所を活かすことで、単一センサでは得られない高精度な測定や、広範囲な現象の追跡を実現する。

​対策に役立つ製品例

高性能光電変換モジュール

微弱な光信号を迅速かつ高精度に電気信号に変換する能力が高く、低照度環境や高速な光変化の検出に適している。

低遅延データ取得ユニット

センサからのアナログ信号を高速かつ正確にデジタルデータに変換し、リアルタイムに近いデータ処理を可能にする。

ノイズ抑制型信号増幅器

微弱な信号を効率的に増幅しつつ、外部ノイズや内部ノイズの影響を最小限に抑えることで、センサの検出限界を引き上げる。

多機能計測システム

様々な種類のセンサを接続し、高度な信号処理やデータ解析機能を統合することで、感度と応答速度の課題を複合的に解決できる環境を提供する。

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