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センサーキャリブレーションとは
2025.02.01
センサーキャリブレーションとは
センサーの出力と計測データとの相関性を評価し、センサーの測定精度を向上させるプロセスです。
センサーキャリブレーションの概要
センサーは組み立てられた後、設計指標に基づいて完全かつ厳密な評価が必要です。また、一定期間使用した後(中国では計量法に基づき1年)や修理後には、主要な技術指標をキャリブレーションし、センサーの性能が要求を満たしていることを確認する必要があります。
センサーキャリブレーションとは、実験を通じてセンサーの出力と入力との対応関係を確立し、異なる使用条件下での誤差関係を明らかにする作業を指します。
センサーキャリブレーションの意義
センサーキャリブレーションには、次の2つの意味があります:
- センサーの性能指標を特定すること
- これらの性能指標が適用される動作環境を明確にすること

センサーキャリブレーションの基本方法
センサーキャリブレーションの基本方法は、既知の測定量(すなわち標準量)をキャリブレーション対象のセンサーに入力し、同時にセンサーの出力を取得します。その後、取得した入力と出力を処理・比較し、それらの対応関係を示す一連のキャリブレーション曲線を導き出します。この曲線をもとに、センサーの性能指標の実際の測定結果を得ることができます。
センサーをキャリブレーションする際には、使用する測定装置の精度が、キャリブレーション対象センサーの精度より1桁高い(少なくとも1/3以上高い)ことが通常必要です。
キャリブレーションの一貫性と正確性の確保
測定値の一貫性と正確性を確保するため、多くの国では測定器(センサーを含む)の検定に関する一連の組織、手順、および管理方法を設立しています。中国では、国家計量局、中国計量科学研究院、省庁や都市の計量部門、大企業の計量ステーションがその策定と実施を担当しています。
特に、国家計量局(1989年以降は国家技術監督局)が、力、長さ、圧力、温度などに関する計量器規定を制定し、1985年9月には「中華人民共和国計量法」を公布しました。この法律では、国家計量検定システム表に基づいて計量検定を実施することが義務付けられています。この検定システム表は、計量基準の確立、検定手順の策定、検定業務の実施、測定値の移転の組織化における重要な基盤となっています。
センサーの分類
センサーは、変換原理*、用途、出力信号の種類、製造に使用される材料とプロセスなど、さまざまな観点から分類できます。
(*変換原理 = センサー動作の基本的な物理的または化学的効果)
センサーは、その動作原理に従って、物理センサーと化学センサーの 2つのカテゴリに分類できます。
工学測定におけるセンサーキャリブレーション
工学測定におけるセンサーのキャリブレーションは、使用条件に近い環境で実施する必要があります。高いキャリブレーション精度を得るために、センサーとその接続ケーブル(特に静電容量型センサーや圧電型センサーなど)、増幅器、その他の試験システムを一緒にキャリブレーションすることが推奨されます。

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