memsセンサとは?初心者にも分かる仕組みと使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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memsセンサとは?初心者にも分かる仕組みと使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


memsセンサとは何か

memsセンサはスマートフォンや車の部品などに使われる小さな部品を集めたセンサの総称です MEMS は Micro Electro Mechanical Systems の略で微小な機械構造と電気回路を一つの基板に集約します この組み合わせによってセンサはとても小さくなり電力を少なく使い長く動作します

memsセンサのしくみ

通常のセンサは機械部分と電子部品が別々ですが memsセンサでは機械部と回路部を同じ材料と基板で作ります これにより信号を直接機械の動きから取り出すことができます 微小な動きを検出する のが基本です

主な種類と用途

種類ねらい用途の例
加速度センサ加速度の大きさと向きを測るスマホの画面自動回転判定やゲームの動作検出
ジャイロセンサ回転を検出する姿勢推定やドローンの安定化
磁力計地磁気の向きを測るコンパス機能や方位計測
圧力センサ周囲の圧力を測る気圧計や深さ計測機能の補助

memsセンサのメリットと注意点

メリットは小型低コスト低消費電力である点です しかし小ささゆえにノイズや温度変化の影響を受けやすいという課題もあります 設計時には温度補償やキャリブレーションを意識することが大切です

身近な活用例

スマートフォンでは画面の自動回転や歩数計に使われます 車載システムでは安全支援やエアバッグの検出にも関与します ゲーム機や仮想現実のデバイスにも広く使われています

初心者が覚えておくポイント

memsセンサを学ぶときはまず基本的な種類とそれぞれの測定原理を覚えましょう 次に信号処理キャリブレーションの考え方を身につけると理解が進みます

よくある質問

memsセンサと他のセンサの違いは小さな機械部品とモノリシック回路を一体化している点です またMEMS技術は自動車や医療機器などの高信頼性分野にも使われます

選び方のコツ

プロジェクトで memsセンサを選ぶときは用途と精度を最初に決めます 次に価格とサイズを比較します 使い勝手の良さはドキュメントの充実度にも影響します

このように memsセンサは身近な技術に深く関わっています 初心者は基本を押さえ実例を見ながら学ぶとよいでしょう


memsセンサの同意語

MEMSセンサー
MEMS技術を用いた小型のセンサー。加速度・圧力・振動・流体などを検出することが多い。
MEMSセンサ
MEMSセンサーの別表記。読み・表記の揺れのみで同義。
MEMSデバイス
MEMS技術を使ったデバイス全般を指す表現。センサー機能を持つものを特に指すことがある。
MEMS素子
MEMSの最小単位・部品。センサーとして機能する要素を指すことが多い。
マイクロ機械電気システムセンサー
Micro-Electro-Mechanical Systemを用いたセンサー。小型の機械要素と電気系の統合デバイス。
マイクロ機械式センサー
MEMS技術を使った小型の機械構造を有するセンサー。
微小機械電気システムセンサー
MEMSの別表現。小型機械・電気系統を組み合わせたセンサー。
微小機械式センサ
MEMS技術を用いた小型機械構造のセンサー。
マイクロエレクトロメカニカルセンサー
英語名をカタカナ表記にしたもの。MEMSセンサーの一種を指すことがある。
MEMS型センサー
MEMS技術を採用した“型”のセンサー。特定のMEMSデバイスを指す際に使われる表現。

memsセンサの対義語・反対語

非MEMSセンサ
MEMS技術を使わないセンサ。従来型のセンサで、微細加工や集積化が行われていないタイプを指します。
マクロセンサ
サイズが大きい、またはマクロスケールのセンサ。MEMSの小型化に対する対比として使われます。
従来型センサ
MEMS技術を用いない伝統的なセンサ全般。機械式・熱式・電気式など、古くからある設計の総称です。
機械式センサ
MEMSの微小機械構造を使わず、伝統的な機械部品で感知するタイプのセンサです。
非集積センサ
MEMSは集積化されたデバイスが特徴ですが、非集積センサは回路とセンサが別部品として構成されるタイプです。
大型センサ
物理的に大きなスケールのセンサ。小型・統合化が特徴のMEMSとは対照的です。
非微細加工センサ
MEMSは微細加工技術を用いますが、非微細加工センサはそのような加工を使わず、部品が大きく・素朴な構造のものを指します。

memsセンサの共起語

加速度センサ
X/Y/Z軸の加速度を検出するMEMSデバイス。スマホ・自動車・ウェアラブルで広く用いられる。
ジャイロセンサ
回転角速度を測定するMEMSセンサ。姿勢推定やモーション追跡に使われます。
圧力センサ
圧力を検出するMEMSデバイス。気圧計・産業計測・医療などで使われます。
温度センサ
温度を測るセンサ。温度補償や環境モニタリングに用いられます。
湿度センサ
相対湿度を測定する MEMSデバイス。住宅・産業・医療で活用されます。
力センサ
接触面に作用する力を検出するセンサ。ストレインゲージ型などが代表例
磁気センサ
磁場の強さ・方向を検出するMEMSセンサ。スマホの方位検出などに使われます。
MEMSマイク
音を電気信号に変換するマイクロフォン。スマホ・会話機器・IoTデバイスで普及。
ガスセンサ
特定ガスの濃度を測定する MEMSデバイス。室内空気品質の管理に活用されます。
流量センサ
流体の流量を検出する MEMSデバイス。医療機器や産業ラインで利用されます。
変位センサ
部材の変位や位置の変化を検出するセンサ。微小変位の計測に適します。
センサモジュール
複数の MEMSセンサを1つにまとめたモジュール製品。
データシート
製品仕様・特性を記した公式資料。性能の確認に必須です。
キャリブレーション
出力を基準値に合わせて精度を高める調整作業。
温度補償
温度変化による感度変動を抑える補正。
ドリフト
時間経過や環境条件によるオフセットの変化。
ノイズ
信号に混入する乱れ。ノイズ対策が重要です。
感度
入力と出力の比。高感度は微小信号を捉えやすいがノイズにも敏感。
分解能
検知可能な最小の変化量。高分解能は微小な変化を捉えます。
ダイナミックレンジ
検出可能な最小と最大の信号範囲。
応答速度
入力変化に対する出力応答の速さ。
アナログ出力
連続的な電圧や電流で信号を出力。
デジタル出力
デジタル信号で出力する形式。ノイズ耐性が高い場合が多い。
I2C
I2C通信。少数の配線で複数デバイスを接続可能なバス。
SPI
SPI通信。高速なデータ転送が可能なシリアルインタフェース。
UART
UART通信。非同期シリアル通信の代表的規格。
パッケージ
センサの外装・ケース。放熱・防塵・機械保護の役割を担います。
微細加工
MEMSを作るための微細な加工技術。
CMOS-MEMS
CMOSプロセスとMEMS構造を組み合わせた設計・製造技術。
ウェハ
MEMSデバイスを作る半導体ウェハ。
自動車用途
車載向けの耐振・耐熱設計を要する MEMSセンサの利用分野。
IoT
モノのインターネット。センサデータをネットに送る場面で使われます。
ウェアラブル
身につけて使うデバイス向けのセンサ群。
医療機器
医療分野で使われる MEMSセンサ。体温・圧力・生体信号の計測など。
車載センサ
自動車内の安全・快適性を支える MEMSセンサ群。
評価ボード
開発・評価用のボード。評価データを取得するのに使います。
消費電力
省エネルギー設計で長時間駆動を実現。
薄型
薄型・コンパクトなデザイン。携帯性や搭載性が向上します。

memsセンサの関連用語

MEMSセンサ
マイクロ機械構造を利用した微小なセンサー群。半導体ウェーハ上に作られ、機械的な動作と電気信号を組み合わせて測定します。
MEMS
Microelectromechanical Systemsの略。微細加工技術で作られる機械構造を備えたセンサ・アクチュエータの総称。
加速度センサ
加速度を検出するセンサ。スマートフォンの画面回転や車載の衝撃検知に利用。
ジャイロセンサ
角速度を検出するセンサ。自動車の安定性制御やスマートフォンの姿勢推定に使用。
磁力計
磁場の方向・強さを測るセンサ。コンパス機能や位置推定に使われます。
圧力センサ
気圧や液体圧力を検出するセンサ。自動車、医療機器、産業機器で広く利用。
MEMSマイク
MEMS式マイクロホン。音を電気信号に変換する小型・低ノイズ設計が特徴。
静電容量方式
Capacitive sensing。静電容量の変化を検出して位置や質量の変化を測定する手法。
静電駆動
電極間に生じる静電力で可動部を動かす機構。
コムドライブ
静電アクチュエーションの駆動を実現する構造。複数の歯車状の電極を用いることが多い。
検知用質量
センサの測定対象として振動・加振を受ける質量部。Proof massとも呼ばれる。
表面マイクロマシニング
薄膜を積層して表面上に機械構造を作る加工法。
バルクマイクロマシニング
ウェーハを削って機械部を作る加工法。
DRIE
Deep Reactive Ion Etchingの略。深部の高アスペクト比構造を作るエッチング技術。
CMOS-MEMS統合
CMOS回路とMEMS構造を同一ウェーハ上で実装する技術。小型化・性能向上に寄与。
モノリシック統合
同一基板上に機械と電気機構を一体化する設計思想。
ヘテロジニアス統合
異なる材料を組み合わせて機械と回路を組み合わせる統合設計。
パッケージング
センサを保護し外部へ接続する封止・筐体化。湿気・衝撃対策が重要。
真空封止
内部を真空状態にしてダンピングや安定性を高める封止手法。
ガスダンピング
周囲のガスが動作部を減衰させる現象。ノイズ・振動特性に影響。
スクイーズフィルムダンピング
薄膜状のガス層によるダンピング現象。
Qファクター
共振系のエネルギー損失の少なさを表す指標。高いほど鋭い共振を示す。
共振MEMS
共振現象を用いるMEMS。高感度・低ノイズの測定に適する。
感度
入力と出力の比。例えば加速度センサの出力変化量/入力加速度のように表す。
線形性
出力が入力に対して直線的に比例する性質。非線形誤差を抑える設計が必要。
ノイズ
信号に混入する不要な揺らぎ。熱ノイズ・1/fノイズなどが含まれる。
温度補償
温度変化による動作点のずれを補正する設計・回路。
ドリフト
長時間経過や温度変化に伴う出力の変動現象。
オフセット
出力のゼロ点のずれ。キャリブレーションで補正する対象。
スケールファクター
感度の変換係数。出力を物理量に換算する際の係数。
キャリブレーション
正確さを保証するための測定・調整作業。現場・工場いずれも行われる。
アナログフロントエンド
信号を適切な範囲へ整え、AD変換へ送る前処理回路。
AD変換
アナログ信号をデジタル信号へ変換する装置。分解能・サンプリング速度が重要。
ウェーハ/ダイシング
一枚のウェーハを個別チップに切り出す工程。品質管理が重要。
検査・評価
機械的・電気的性能を測定・評価して品質を保証する作業。

memsセンサのおすすめ参考サイト


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