位置と速度の測り方

産業界を問わず多くの分野で、運動計測（位置や速度）はシステムや機械を正しく動作させるために不可欠な情報です。

計測を行うのに適した複数のデバイスあります。機器はしばしば位置センサと呼ばれ、互いに異なる特性を持っています。そのため、測定したい内容に最も適した特性を持つセンサを選択する必要があります。

この記事では、アプリケーションの種類ごとに最適なセンサを紹介することで、ユーザーが利用できるさまざまなソリューションを探求することを目的としています。そのためアプリケーションの分析を、運動のタイプと測定のタイプに分けることにします。

回転とは、ある軸を中心にシステムが回転することです。例えば、メカニカルアームやモーターバルブなどがあります。測定は角度単位で行います。

シングルターン

回転が360°を超えないものを「シングルターン」といいます。この場合、基準軸に対するシステムの向きを単純に測定します。このような測定には、2つの異なる位置センサを使用します。

•  アブソリュートシングルターンロータリーエンコーダ
• 傾斜計

傾斜計の最大の利点は、回転軸に取り付ける必要がなく、システムのほぼすべての場所に取り付けることができる点です。また非常にコンパクトであるため、スペースに制約がある場合には、当然ながら傾斜計が推奨されます。

これに対し、シングルターンエンコーダ（アブソリュートロータリーエンコーダ）は、シャフトに取り付けなければなりません。しかし、その動的性能と精度はより優れていることが多いです。また耐衝撃性や耐振動性にも優れており、市販されているすべてのインターフェースで使用できるという大きな利点があります。さらに磁気式エンコーダは経済的でコンパクトであり、環境要因（湿度、埃、衝撃、温度）の影響を受けにくいという利点もあります。

より詳細な情報は、傾斜計とシングルターンロータリーエンコーダの比較をご覧ください。 .

マルチターン

多回転は、論理的に数回転する動きです。この回転運動では、1回転の位置や速度だけでなく、回転数も測定します。この場合、モーショントラッキングが可能なのは、アブソリュートマルチターンロータリーエンコーダだけです。詳細については、アブソリュートエンコーダ の詳細記事を参照してください。

また、 シングルターンとマルチターンのエン コーダの違い についての説明も掲載しています。

このセクションでは、少なくとも部分的には、使用する装置のタイプを定義することになります。実施したい測定の種類を定義することも必要です。これによって、異なる特性が導き出されます。

アブソリュートvsインクリメンタル

あるアプリケーションでは，初期状態（固定した基準点がない状態）との比較で動きを測定すること，つまり，前の瞬間からの変位や速度を測定することだけを必要とします。このような相対的な計測は、インクリメンタルエンコーダによって完璧に実現することができます。これは回転運動だけでなく、ロータリエンコーダの50%が含まれるモーションセンサの並進運動にも適用されます。

インクリメンタルエンコーダ は、非常に経済的でコンパクトなサイズであるという大きな利点を持っています。速度や相対位置だけが必要な場合、このソリューションが選ばれます。

しかし、制御システムの中には、作業工程の進行に伴って変化しない基準フレームに対する正確な位置を知る必要がある場合があります。アブソリュートエンコーダと傾斜計は、まさにこの目的のために設計されています。もちろんオフセットを追加したり、任意のタイミングでリセットを実行することも可能です。速度も測定できるため、停電の後でも周期を通して動きを追うことができるのが大きな違いです。

しかしこのような機能が追加されたからといって、その反面がないわけではありません。回転のカウントを必要とする技術にはコストがかかります。そのため、 アブソリュートエンコーダ は、インクリメンタルエンコーダよりもかなり高価になります。

POSITALの回転カウント技術は、バッテリーを必要としない（メンテナンスの手間が省ける！）のが興味深いところです。特に、 ウィーガンド効果技術 は、センサ分野での技術的な飛躍を象徴しています。

結局のところ、「アプリケーションにはどの位置センサを選べばいいのか？」と自問するとき、まずどのような動きを測定しようと考えているのか、そして制御システムが機能するためにどのような測定が必要なのかを分析するようにしてください。POSITALは、お客様の設計段階をサポートしながら、最高の製品とソリューションを提供することを心がけています。