著者：李愛
出典：Ulink Media
パッシブセンサーとは何ですか？
パッシブセンサーは、エネルギー変換センサーとも呼ばれます。IoT（モノのインターネット）と同様に、外部電源を必要としません。つまり、外部電源を使用する必要がないセンサーであり、外部センサーからエネルギーを得ることもできます。
センサーは、知覚・検出する物理量の違いに応じて、タッチセンサー、イメージセンサー、温度センサー、モーションセンサー、位置センサー、ガスセンサー、光センサー、圧力センサーに分類できることは周知の事実です。受動センサーの場合、センサーによって検出される光エネルギー、電磁放射、温度、人間の動きのエネルギー、振動源は、潜在的なエネルギー源となります。
受動センサーは、光ファイバー受動センサー、表面弾性波受動センサー、エネルギー材料に基づく受動センサーの3つのカテゴリに分類できることが理解されている。
- 光ファイバーセンサー
光ファイバーセンサーは、1970年代半ばに開発された、光ファイバーの特性を利用したセンサーの一種です。測定対象の状態を測定可能な光信号に変換する装置であり、光源、センサー、光検出器、信号調整回路、光ファイバーで構成されています。
高感度、強力な電磁干渉耐性、優れた電気絶縁性、高い環境適応性、遠隔測定、低消費電力といった特徴を持ち、IoT（モノのインターネット）への応用においてますます成熟しつつあります。例えば、光ファイバーハイドロホンは、光ファイバーを感応素子として用いる音響センサーの一種であり、光ファイバー温度センサーもその一つです。
- 表面弾性波センサー
表面弾性波（SAW）センサーは、表面弾性波デバイスをセンシング素子として使用するセンサーです。測定情報は、表面弾性波デバイス内の表面弾性波の速度または周波数の変化によって反映され、電気信号出力に変換されます。SAWセンサーは、幅広い種類のセンサーを含む複雑なセンサーです。主なものとして、表面弾性波圧力センサー、表面弾性波温度センサー、表面弾性波生物遺伝子センサー、表面弾性波化学ガスセンサー、インテリジェントセンサーなどがあります。
高感度で距離測定が可能な受動型光ファイバーセンサーに加え、低消費電力という特徴を持つ受動型表面弾性波センサーは、波動周波数の変化から速度の変化を推測するため、外部測定における変化のチェックを非常に正確に行うことができます。同時に、小型軽量で低消費電力という特徴により、優れた熱特性と機械的特性を実現し、ワイヤレス小型センサーの新時代を切り開きました。変電所、鉄道、航空宇宙などの分野で幅広く使用されています。
- エネルギー材料に基づく受動型センサー
エネルギー材料を用いた受動型センサーは、その名の通り、光エネルギー、熱エネルギー、機械エネルギーなど、日常生活で身近なエネルギーを利用して電気エネルギーに変換します。エネルギー材料を用いた受動型センサーは、広帯域、強力な耐干渉性、測定対象への干渉の最小化、高感度といった利点を持ち、高電圧、雷、強力な放射電界強度、高出力マイクロ波などの電磁界測定分野で幅広く利用されています。
受動センサーと他の技術の組み合わせ
モノのインターネットの分野では、受動センサーがますます広く使用されるようになり、さまざまな種類の受動センサーが発表されています。たとえば、NFC、RFID、さらにはWi-Fi、Bluetooth、UWB、5Gなどの無線技術と組み合わせたセンサーが誕生しています。受動モードでは、センサーはアンテナを介して環境中の無線信号からエネルギーを取得し、センサーデータは不揮発性メモリに保存されるため、電源が供給されていなくても保持されます。
また、RFID技術に基づいた無線パッシブ繊維歪みセンサーは、RFID技術と繊維素材を組み合わせて歪み検知機能を備えた機器を形成します。RFID繊維歪みセンサーは、パッシブUHF RFIDタグ技術の通信および誘導モードを採用し、電磁エネルギーを利用して動作するため、小型化と柔軟性の可能性があり、ウェアラブルデバイスの有力な選択肢となります。
最後に
パッシブIoTは、IoTの将来の発展方向です。パッシブIoTの一要素として、センサーに対する要求はもはや小型化や低消費電力に限定されません。パッシブIoTは、今後さらに発展させていく価値のある方向です。パッシブセンサー技術の継続的な成熟と革新に伴い、パッシブセンサー技術の応用範囲はより広がるでしょう。
投稿日時：2022年3月7日