圧力センサ完全ガイド～仕組みや使い道、種類を徹底解説～

圧力センサは、液体や気体などの容積に加えられた圧力の変化を検出、監視、読み取り、表示するための計測器です。また、大気圧のような封入されていない対象物でも使用することができる。圧力センサには、それぞれの役割、条件、用途に応じたさまざまなタイプがあります。

この圧力センサのガイドでは、圧力センサの明確な定義と、その仕組みの基本的な説明を提供します。また、オンライン販売されているさまざまな種類の圧力センサをいくつか取り上げ、その使用方法と理由を説明します。

圧力センサは、様々な産業や分野で要求の厳しい用途に広く使用されています。圧力センサーは、さまざまな産業や分野で幅広く使用されており、その種類によってコア技術や機能、性能レベルに多くのバリエーションがあります。

圧力センサは、様々な産業や分野で要求の厳しい用途に広く使用されています。圧力センサは、さまざまな産業や分野で幅広く使用されており、その種類によってコア技術や機能、性能レベルに多くのバリエーションがあります。

空気圧力センサは空気やガスの圧力変化を、油圧センサは水や液体の圧力変化を測定します。これらのデバイスを構成する技術の違いにより、ピエゾ抵抗式圧力センサ、静電容量式圧力センサ、光ファイバー式圧力センサ、ストレインゲージ式圧力センサなどの種類があります。

このように、圧力センサは産業用、科学用の圧力測定を幅広くカバーしています。圧力センサの使い方は、その種類や役割によって異なりますが、工業用圧力センサの一般的な使用例としては、以下のようなものがあります。

• 密閉されたタンクや容器、システム内にあるさまざまな気体や液体の適用圧力（または最小/最大圧力測定値）をチェックする。自動車のタイヤ空気圧計に見られるようなタイヤ空気圧監視システムが、電子圧力センサの良い例です。
• 2つ以上の別々の場所間の圧力変化を追跡して流量と方向を検出する
• 環境または航行のための大気圧（気圧）の変化
• センサーにかかる圧力で体積や液面を監視する

圧力センサの種類を詳しく見ていく前に、センサ、トランスデューサー、トランスミッターの主な定義と違いを簡単におさらいしておきましょう。

圧力センサは、圧力の変化によりセンサが物理的な反応を起こすことを利用しています。この変化は、適切に変換され、使用可能な電子信号に調整されるまで、付属の回路に直接供給されることはありません。

圧力センサ、圧力変換器、圧力伝送器を区別する必要があるのは、いずれも圧力を感知する素子を内蔵しているが、その素子からの出力信号を変換・調整する方法がそれぞれ微妙に異なるためです。しかし、一般的に圧力センサというと、これら3つのデバイスを指すことがあります。

圧力センサ

圧力センサは、センサモジュール内の物理的な反応により、出力電圧を生成する原理で動作します。さらに、校正、増幅、温度補償などの信号調整も別途行わなければ、測定値は信頼性が高く安定したものになりません。

圧力変換器

圧力センサの説明の後に「圧力変換器とは何か」という質問がよく出てきます。圧力センサと同様に、圧力変換器もセンシングエレメントの物理的反応により出力電圧を発生させます。重要な違いは、ある程度の信号調整もトランスデューサで行われるため、ソースからより遠くまで伝送することができる点です。

圧力トランスミッタ

圧力トランスミッターは、電圧の読み取りではなく、低インピーダンス負荷（多くの場合、4～20mAの工業用標準レンジ）にわたって電流信号を出力する以外は、トランスデューサによく似た働きをします。

産業界や研究所の幅広い用途をカバーするために必要な圧力センサには、どのような種類があるのでしょうか？圧力センサには、絶対圧、差圧、ゲージ圧の3つのタイプがあります。圧力センサは、絶対圧、差圧、ゲージ圧の3種類に大別されますが、どのセンサを購入するのがベストなのかは、使用用途の仕様や測定対象によって異なります。

圧力とは？

圧力とは、物体や媒体の表面にかかる力のことで、その力が作用している部分の面積の単位で定義されます。ここで、pは圧力、Fは（垂直）法線力、Aは表面接触面積である。

圧力の主な単位は何ですか？

1971年以降、圧力のSI単位は主にパスカルとなり、通常はPaと表記される。それ以前は、圧力は1平方メートルあたりのニュートンで示されるのが標準であった。1パスカルは1平方メートルあたり1ニュートン（N/m2）に相当する。圧力を示すSI以外の方法は、さまざまな用途で広く使われており、バール圧やポンド毎平方インチ（PSI）などが一般的な表示方法です。

圧力センサのテスト方法は？

圧力センサのさまざまな機能をテストするにはさまざまな方法がありますが、中には技術的な観点から高い精度を要求されるものもあります。一般的には、圧力フルーク、マルチメータと適切なプローブ、電源、ブレッドボード、ワイヤーまたはジャンパーケーブルなど、いくつかのツールやデバイスを利用する必要があります。

圧力センサの総合的な検査では、通常、次の4つの項目をチェックします。

• 基本機能：圧力変化を検知した際にセンサが確実に電圧を出力すること
• 精度：同じ圧力変化に対して、同じセンサが同じ読み取り値を出力することを確認します。
• 一貫性：同一条件下で複数のセンサが同一の出力をすることを確認すること
• 分解能：センサが非常に小さな圧力変化を検出するための最小限の定格要件を満たしていることを確認します。