センサーの主要8種類と特徴、比較方法とおすすめのメーカーをご紹介

私たちの身の回りにある製品、たとえばスマートフォンには加速度センサーやゲーム機にはジャイロセンサーなど、実はさまざまなセンサーが使用されていることから、センサーは生活になくてはならないものです。

現代の産業やビジネスの現場で不可欠な存在となったセンサーは、温度、光、音、圧力など多岐にわたる環境からの刺激を正確に検出し、それを信頼性の高いデータとして提供します。

本記事では、8種類の主要なセンサーについて詳細に解説し、それぞれの特性や利点を明らかにします。貴社の業務効率化や品質向上に直結するセンサーの選定と活用にお役立てください。

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センサー主な8種類

センサーは、物理的または化学的な刺激を電気信号に変換する装置で、温度、音、光、圧力、湿度などの環境からのさまざまな種類の刺激を検出する役割を持っています。センサーは、その検出した情報を人間や機械が扱いやすい形に変換し、計測や制御などの目的で利用される機械です。

センサーには、以下の8種類が挙げられます。

• 温度センサー
• 湿度センサー
• 圧力センサー
• 光センサー
• 音声センサー
• イメージセンサー
• 加速度センサー
• ジャイロセンサー

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温度センサー

温度センサーは、物体や環境の温度を測定するための装置で、その測定値を電気信号に変換して出力します。温度センサーは、主に接触式と非接触式の2つに分けられます。

接触式センサーは物体に直接触れて温度を測定し、非接触式センサーは赤外線などを利用して物体に触れずに温度を測定する。代表的な接触式温度センサーには熱電対、測温抵抗体（RTD）、サーミスタがあります。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 熱電対は非常に広い温度範囲で使用可能
• 測温抵抗体は非常に正確な温度測定が可能
• サーミスタは小型で衝撃に強く、感度が高い

湿度センサー

湿度センサーは、空気中の水蒸気の量を測定する装置で、相対湿度や絶対湿度などの湿度データを提供します。湿度センサーには主に抵抗式と容量式の2種類があります。

抵抗式は湿度によって抵抗値が変化する材料を使用し、容量式は湿度によって静電容量が変化する材料を使用します。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 容量式は低湿度でも計測可能
• 容量式は抵抗式よりも応答速度が高い
• 抵抗式は比較的簡単に小型化できる

圧力センサー

圧力センサーは、気体や液体の圧力を測定し、それを電気信号に変換する装置です。主に、絶対圧、ゲージ圧、差圧の3つのタイプがあり、それぞれ異なる用途に適しています。このセンサーは、液体や気体の圧力を検出、監視、読み取り、表示するために使用されます。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 圧力センサーは加えられた圧力の変化に対して素早く反応し高精度の測定が可能
• 絶対圧、ゲージ圧、差圧などさまざまな圧力タイプを測定可能
• 高温や高圧の環境にも対応できる種類がある

光センサー

光センサーは、投光素子から発せられた光が物体によって反射されたり透過したりすることを検出する装置です。この検出により、物体の有無、位置、色、さらには透明物体の検出などが可能になります。
主に、可視光線や不可視光線（赤外線など）を使用し、物体の検出や寸法測定などに利用されます。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 金属、樹脂、木材、ガラス、液体など多くの材質を検出可能
• 物体に触れることなく検出が可能なため検査体にダメージを与えない
• 光を使用するため応答速度が速く生産性の向上に寄与
• 微細な検出や高精度の検出が可能で品質の向上に貢献
• 光の波長を利用して色を識別可能

音声センサー

音声センサーは、音の振動を検知して電気信号に変換するセンサーです。主に音声認識システムに利用され、人の声や特定の音を識別し、それをデータ化する技術に関連しています。

音声センサーは、マイクロフォンを用いて周囲の音を拾い、その音声データを解析するための装置です。音声認識技術と組み合わせることで、音声コマンドの実行、自動翻訳、音声によるデバイス操作などが可能になります。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 物理的な接触を必要とせず音声だけで操作や識別が可能
• 音声データをリアルタイムで処理し即座に反応可能
• スマートホームデバイス、モバイルアプリ、車載システムなど幅広い分野で応用可能
• 音声による操作は直感的でありユーザビリティを高める

イメージセンサー

イメージセンサーは、カメラで撮影した画像を使用して対象物の有無や違いを判別するセンサーであり、光を電気信号に変換して画像情報を取得する装置です。この情報は、対象物の形状、色、サイズ、表面の特徴などを識別するために使用されます。

イメージセンサーは、一般的にCMOSやCCDなどの技術を使用しており、デジタルカメラや監視カメラ、工業用検査装置などに広く利用されています。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 画像センサーは高い解像度を持ち細かいディテールまで捉えることが可能
• 色や形の違いを同時に判別することが可能で自由度が高い
• 物体に触れることなく検出が可能で対象物を傷つけない
• 高速な処理能力を持ちリアルタイムでの画像分析が可能

イメージセンサーについては以下の記事で詳しく解説しています。

イメージセンサーとは？ 種類と特徴、用途とおすすめのメーカー

加速度センサー

加速度センサーは、物体の速度の時間変化、つまり加速度を計測する慣性センサーです。これにより、物体がどのような姿勢にあるか、または振動、傾き、直線運動などの現象を把握することが可能です。
重力加速度も含め、直流（DC, 0Hz）の加速度が検出可能で、物体の姿勢や動きを理解するのに役立ちます。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• バッテリー駆動のデバイスに適している
• 微小な加速度も検出でき精度が高い
• 温度特性に優れておりさまざまな環境での使用に適している

加速度センサーは、直線的な物体運動による加速度を測定するのに適しており、衝撃や振動の検知を得意としています。詳細は次の記事で解説していますので、ぜひご一読ください。

加速度センサーの選び方とおすすめメーカーは？ 仕組みや種類別用途など基本的な特徴も押さえて紹介

ジャイロセンサー

ジャイロセンサーは、物体の角速度、つまり回転の速さを測定するためのセンサーです。これにより、物体の回転や向きなどを検知でき、航空機や車両のモニタリング、ロボットの動作制御など幅広い用途で用いられています。

ジャイロセンサーは、物体が回転している速度を示すもので、角速度の単位は通常、度/秒（deg/s）で表されます。このセンサーは、振動式ジャイロセンサーとしても知られ、物体の振動によるコリオリ力を利用して角速度を検出します。

このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 非常に高精度な測定が可能
• 小型でありながら業界トップクラスの高分解能と低ノイズを実現
• MEMS技術による小型化が進んでいる

JET-Roboticsにはジャイロセンサーについて詳細を解説した記事があります。興味のある方は次の記事をお読みください。

ジャイロセンサーとは？種類や仕組み・原理、おすすめメーカーを紹介

センサーを活用するメリット・デメリット

センサーは非常に便利で、現代に欠かせない機械です、メリットだけでなくデメリットにも目を向けることで、最適なセンサーを選定できます。

メリット

センサーを活用するメリットとして、以下の3点が挙げられます。

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非接触性

センサーは対象物に触れることなく測定が可能になります。これにより、対象物を傷つけることなく、また摩耗や汚染のリスクを減らすことが可能です。

• 製品を傷つけることなく高速な検査が可能
• 患者の体に直接触れることなく体温や心拍数を測定できるので、感染リスクを減らし、患者の快適性を向上

高速応答

センサーは光や電磁波などを使用しているため、非常に高速で反応し、リアルタイムでの監視や制御が可能です。このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 手術中の器具の位置をリアルタイムで追跡することでより正確で安全な手術を実現
• エアバッグの展開やABS（アンチロックブレーキシステム）の制御など瞬時の反応が求められる安全システムにおいて迅速なセンサー応答が重要

センサーはリアルタイムでの監視や制御に適しています。

多機能性

色、距離、温度など、ひとつのセンサーで多様な物理量を検出できます。このセンサーの強みには、以下のものが挙げられます。

• 室内の環境を監視し温度や照明を自動で調整することで快適な生活空間を提供
• 気象センサーが温度、湿度、気圧、風速など複数の環境データを同時に測定し精密な気象予測や災害警報に貢献

センサーは、色、距離、温度などを検出するために使用されます。

デメリット

一方で、センサーを選定する際、以下の3点に注意する必要があります。

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環境による影響

センサーは、汚れやほかの光源、気温変化などの環境要因によって性能が低下することがあります。

汚れや環境要因による性能の低下は、センサーの清掃や校正を定期的に行うことで防ぐことができます。

選定が大変

センサーの種類が多岐にわたるため、適切なセンサーを選定することが難しい場合があります。

そのため、センサーの選定には専門家や営業の方と細かく相談しながら選ぶことで、適切なセンサーを選ぶことができます。

誤検知の可能性

特に人感センサーなどは、誤検知を起こすことがあり、不要なアラームや動作をが発生することがあります。

このような誤検知を防ぐには、センサーからのデータを処理するアルゴリズムを最適化することで、信頼性を高めることが重要です。

4つの比較基準 | センサーの選び方

センサーを選ぶ上で、以下の4つの点を検討することが重要です。

• 検出性
• 応答速度
• 耐環境性
• 直線性

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検出性

センサーの検出性は、センサーがどれだけ小さな変化を検出できるか、つまり最大感度を示す要素です。検出性を考慮することで、用途に対して必要なセンサーの感度や測定のセンサーを選ぶことができます。

検出性が高いセンサーは精密な測定で、信頼性のある測定データを検出できます。そのため、医療診断や環境モニタリング、精密工学など、精密さが求められる場面で活用されます。

一方で、検出性が低い場合とコストが低く、構造がシンプルであるために堅牢で、厳しい環境でも長時間活用できます。また、検出性が低いセンサーは必要最低限の信号のみを検出するため、誤検出が少ないです。

応答速度

センサーの応答速度は、センサーが測定対象の変化にどれだけ迅速に反応できるかを示す指標です。応答速度が変動すると、センサーが環境や対象物の変化を検出し、それに対して信号を出力するまでの時間が変わります。

応答速度が速い場合のメリットは、センサーが素早く反応することでリアルタイムまたはほぼリアルタイムでのデータ取得が可能になり、特に動的なプロセス制御や安全システムにおいて重要です。

また、プロセス制御や自動化システムでは、応答速度が速いセンサーを使用することでより正確な制御が可能になり、システムの全体的なパフォーマンスが向上します。特にディスプレイ技術においては、応答速度が速いことは残像を減らし、よりクリアな視覚体験を提供します。

一方、応答速度が遅い場合のメリットとして、製造コストが低く、経済的な選択肢となることが挙げられます。さらに、応答速度が遅いセンサーは堅牢な設計がされており、厳しい環境条件下でも長期間にわたって安定した性能を維持することが多いです。また、高感度で応答速度が速いセンサーは誤検出を起こしやすいことがありますが、応答速度が遅いセンサーは必要最低限の信号のみを検出するため、誤検出が少なくなる傾向があります。

耐環境性

センサーの耐環境性は、センサーが厳しい環境条件下で正確な測定を維持できる能力を指します。耐環境性が変動すると、センサーがどのような環境で使用できるか、またその性能がどの程度維持されるかが変わります。

耐環境性が高い場合のメリットとして、高い耐環境性を持つセンサーは極端な温度、湿度、化学物質、塵埃などの環境でも使用できる点が挙げられます。耐環境性が高いセンサーは、長期間にわたって安定した性能を提供し、頻繁な交換やメンテナンスの必要性を減らすことができます。

一方で、耐環境性が低い場合のメリットとして、製造コストが低く、経済的な選択肢となる点が挙げられます。特定の制御された環境での使用に特化しているため、不必要な耐環境機能によるコスト増加を避けることができます。また、設計が単純であり、修理や交換が容易であることが多いです。

直線性

センサーの直線性は、センサーの出力が入力とどれだけ直線的な関係にあるかを示す指標です。直線性が変動すると、センサーの出力が入力に対してどれだけ正確に比例するかが変わります。理想的には、センサーの出力は入力に対して完全に直線的な関係にありますが、実際には多少の非直線性が存在することが一般的です。

直線性が高い場合のメリットとして、直線性が高いセンサーは測定範囲全域で高い精度を維持することができ、これにより測定データの信頼性が向上します。直線性が高いとセンサーの出力を容易に予測でき、システムの制御やデータ解析が簡単になります。また、直線性が高いセンサーは校正が容易で、ゼロ点調整や値飛びの心配が少なくなります。

一方、直線性が低い場合のメリットとして、製造コストが低く、経済的な選択肢となることがあります。直線性が低いセンサーは特定の測定範囲や条件下での使用に特化していることがあり、その範囲内では高い性能を発揮します。また、微小量から大きな量までの測定が可能であり、より広いダイナミックレンジをカバーすることができます。

センサーを製造するメーカー

検出対象や距離、応答速度、周囲環境（油・粉塵・温度）、入出力仕様（IO-Link・EtherNet/IPなど）を整理してから候補を絞ると最適解に近づきます。既存設備との接続や設置スペース、保守体制も合わせて確認してください。

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一部の会社とは正式な提携がない場合がありますが、皆さまに最適なご案内ができるよう努めています。

• キーエンス / KEYENCE
• オムロン / OMRON
• パナソニック インダストリー / Panasonic Industry
• 浜松ホトニクス / Hamamatsu Photonics

※クリックで各メーカーの詳細に移動します。

キーエンス / KEYENCE

キーエンスは、3Dレーザ・画像・光電・近接など多分野のセンサーをワンストップで提案でき、設定ソフトや周辺機器まで含めた運用支援が強みです。

代表的な製品は光電センサー FS-Nシリーズ、レーザ距離センサー LR-Zシリーズ、画像判別センサー IV2シリーズです。自動感度調整やオートチューニングにより設置・調整が容易で、用途横断のラインアップで最適化できます。

活用例として自動車部品の有無判別、食品包装の印字確認、Oリングのサイズ判別など幅広い現場で成果を上げています。

オムロン / OMRON

オムロンは、センサーからコントローラ・ロボット・検査機まで一体運用できるプラットフォームと長期保守を備えています。

主力は光電センサー E3Zシリーズ、近接センサー E2Eシリーズ、レーザ変位センサー ZX2シリーズ、フローセンサー D6Fシリーズです。制御機器群とシームレスに連携し、通信やトレーサビリティまで含む品質管理を構築しやすいです。

事例としてIO-Link対応センサーで個体識別を一括確認して立上げ工数を削減、E3Zレーザで液晶ガラスのマッピング検査などが挙げられます。

パナソニック インダストリー / Panasonic Industry

パナソニック インダストリーは、小型かつ堅牢なデバイス設計と多波長・多方式のセンサー群を強みに、電子部品からFAまで広く支えます。

主要製品は光電センサー EX-30シリーズ、近接センサー GX-F/Hシリーズ、レーザ変位センサー HG-Cシリーズです。小型筐体で高性能を実現し、取付・配線バリエーションが豊富なため置き換えが容易です。

導入例として段ボール到着検知の長距離反射課題の解消、コンベヤの有無検出を上方から安定検知、ファイバセンサ置き換えで保全性向上などが公開されています。

浜松ホトニクス / Hamamatsu Photonics

浜松ホトニクスは、受光素子から光学モジュールまで自社開発し、微弱光検出や高速応答の分野で国際的評価を得ています。

主要デバイスはフォトマルチプライヤ（PMT）、MPPC（SiPM）S13360シリーズ、シリコンフォトダイオード S1223などです。微弱光や高速現象に対する高感度検出と応答性に優れ、アプリケーション選定の技術支援も充実しています。

導入事例としてLiDAR・PET・フローサイトメトリでのMPPC採用、環境放射線モニタリング装置への検出器採用などがあり、研究から産業まで幅広く活用されています。