IoTの活用が進む中、センサー選定は「データ品質」と「デバイス全体の信頼性」を左右する重要な工程です。本資料ではセンサーの検出方式を軸に整理し、方式選定 → 精度・コスト検討 → 実装・量産性確認、という実務に即した流れで解説します。

なぜ最初に「センサーの検出方式」を決めるべきか

センサー選定で注意すべきは、個別の製品スペック比較に入る前に検出方式（原理）を決めることです。検出方式は以下に直結します。

• 使用可能な環境（汚れ、温度、屋内外）
• 取得できる情報の質（精度・分解能・応答性）
• 消費電力・寿命・保守性

方式が定まらないまま検討を進めると、後々「利用環境に合わない」「誤検知が多い」「消費電力が合わない」といった問題が発生しやすくなります。

主なセンサーの検出方式と特徴

方式①：光学式センサー

光の反射・遮断・透過・散乱などを利用して対象物や状態を検知する方式です。

主な特長

• 高精度・高分解能
• 応答速度が速い
• 小型化しやすい

注意点

• 汚れ・粉塵・結露の影響を受けやすい
• 屋外では遮光や保護構造が必要

主な用途例

• 近接・距離検知
• 物体有無検出・通過検知
• 個数カウント

方式②：電波式（マイクロ波・ミリ波）センサー

電波を照射し、その反射やドップラー変化を利用して検知を行う方式です。

主な特長

• 非接触検知が可能
• 光・汚れ・暗闇の影響を受けにくい
• 障害物越しの検知が可能な場合がある

注意点

• 分解能は光学式に劣る場合がある
• 周囲の電波環境の影響を受ける可能性

主な用途例

• 人感検知
• 距離・レベル検知
• 屋外設備・構造物の状態監視

方式③：超音波センサー

超音波を発信し、反射して戻るまでの時間から距離や物体の有無を検知します。

主な特長

• 材質や色の影響を受けにくい
• 比較的安価で扱いやすい

注意点

• 風・温度変化の影響を受けやすい
• 応答速度はやや遅い

主な用途例

• 液面・レベル検知
• 距離測定
• 衝突防止用途

方式④：磁気式センサー

磁場の変化を検出して位置や回転、開閉状態を検知する方式です。

主な特長

• 汚れ・水・油に強い
• 構造がシンプルで高耐久

注意点

• 磁石の設置が必要
• 金属環境の影響を受ける場合がある

主な用途例

• ドア・蓋の開閉検知
• 回転数・位置検出

方式⑤：接触式・機械式センサー

物理的に接触してON/OFFや変位を検知する方式です。

主な特長

• 構造が単純で安価
• 誤検知が少ない

注意点

• 摩耗・劣化が発生する
• 高頻度動作には不向き

主な用途例

• リミットスイッチ
• 安全装置

方式⑥：無線一体型センサー（IoT向け）

検出部と無線通信（BLE、LPWA 等）を一体化した構成で、方式というより実装形態として重要です。

主な特長

• 配線不要で設置自由度が高い
• 既存設備への後付けが容易

注意点

• 消費電力設計が最重要
• 通信距離・安定性の検討が必要

主な用途例

• 設備の後付けIoT化
• 離れた場所の環境・状態監視

検出方式決定後の考え方：精度と価格

精度は「必要十分」で定義する

• 異常検知用途：相対変化が分かればよい
• 制御用途：再現性・応答性が重要
• 計測・記録用途：絶対精度が重要

用途に対して過剰な精度を求めると、コスト・消費電力・処理負荷が増大します。

価格は「デバイス全体」で評価する

• センサー単体価格
• 周辺回路・実装コスト
• キャリブレーション・調整工数
• 保守・交換コスト

安価なセンサーでも、調整工数や不良率が高ければトータルコストは増加します。

最後に確認すべきポイント

• 使用環境（屋内／屋外、温度、汚れ）
• 電源方式（バッテリー／有線）
• 想定寿命・保守性
• 将来的な量産・横展開

検出方式 → 精度 → コスト → 実装条件、の順で整理することで、失敗しにくいIoTデバイス設計につながります。

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