39AM53｜第39回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

1

この問題のポイント

この問題では、センサの種類と検出原理の組合せが問われています。

問題文は「誤っている組合せはどれか。」です。

そのため、正答である1は、選択肢として選ぶべき答えですが、記述内容としては誤りです。

ホール素子は、圧力ではなく、主に磁界を検出する素子です。

解説

センサの問題では、次のように「何を検出するか」と「どの物理現象を利用するか」をセットで整理します。

ホール素子は、電流を流した半導体や導体に磁界を加えると、電流と磁界の両方に垂直な方向に電圧が生じるホール効果を利用します。

この電圧をホール電圧といい、磁束密度や磁界の検出に用いられます。

したがって、ホール素子を「圧力を起電力として検出するセンサ」とする組合せは誤りです。

圧力を電気信号に変換する代表例としては、圧電素子、半導体圧力センサ、ひずみゲージ式圧力センサなどがあります。

ひっかけポイント
「起電力として検出」という言葉だけでホール素子を選ばないようにします。

ホール素子のキーワードは、磁界、ホール効果、ホール電圧です。

圧力の検出は、圧電効果や抵抗変化を利用するセンサと結びつけます。

選択肢の確認

1．正答。記述としては誤り。
ホール素子は、センサに加わった圧力を起電力として検出する素子ではありません。ホール素子はホール効果を利用し、磁界によって生じるホール電圧から磁気を検出します。

2．記述としては正しい。
ひずみゲージは、材料が変形したときに生じるひずみを、金属箔などの抵抗変化として検出します。圧力、荷重、トルクなどの測定にも応用されます。

3．記述としては正しい。
SQUIDは、超伝導量子干渉素子です。超伝導現象やジョセフソン接合を利用して、非常に微弱な磁気を検出できます。脳磁図や心磁図などの高感度磁気計測と関係します。

4．記述としては正しい。
白金温度センサは、白金の電気抵抗が温度によって変化する性質を利用します。安定性や再現性が高く、温度測定に用いられます。

5．記述としては正しい。
静電容量方式のタッチパネルでは、指などが近づいたり触れたりすることで生じる静電容量の変化を利用して、接触位置を検出します。

この問題では「誤っている組合せ」を選ぶため、記述として誤っている1が正答です。

覚えるポイント

• ホール素子は、ホール効果を利用して磁界を検出する。
• 圧力検出には、圧電素子、ひずみゲージ式圧力センサ、半導体圧力センサなどが関係する。
• ひずみゲージは、変形を抵抗変化として検出する。
• SQUIDは、超伝導現象を利用して微弱磁気を検出する。
• 白金温度センサは、温度による白金の抵抗変化を利用する。
• 静電容量方式のタッチパネルは、静電容量の変化で接触位置を検出する。