44AM21｜第44回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

5

この問題のポイント

この問題では、どの物理量をどのセンサが電気信号に変換するかが問われています。

磁場を電圧に変換する代表的なセンサは、ホール素子です。

解説

ホール素子は、ホール効果を利用したセンサです。

導体や半導体に電流を流し、その電流に対して垂直に磁場を加えると、電流方向にも磁場方向にも垂直な方向に電位差が生じます。この電位差をホール電圧といいます。

つまり、ホール素子では、

磁場 → ホール電圧

という変換が行われます。

医療機器や計測機器では、磁場の検出、回転数の検出、位置検出、電流センサなどに応用されます。

ひっかけポイント
センサ問題では、変換している入力と出力を対応させます。
温度差、光、圧力、温度、磁場のどれを電圧や抵抗変化に変えているのかを整理しましょう。

選択肢の確認

1．熱電対
誤り。
熱電対は、2種類の金属の接点間に温度差があると起電力が生じる現象を利用します。温度差を電圧に変換するセンサであり、磁場を電圧に変換するものではありません。

2．太陽電池
誤り。
太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換します。光を電圧や電流に変換する素子であり、磁場の検出には用いません。

3．圧電素子
誤り。
圧電素子は、圧力や力、振動などの機械的変形を電圧に変換します。超音波プローブや圧力センサなどで重要ですが、磁場を電圧に変換するセンサではありません。

4．サーミスタ
誤り。
サーミスタは、温度によって抵抗値が変化する素子です。温度センサとして使われますが、磁場を電圧に変換するものではありません。

5．ホール素子
正しい。
ホール素子は、磁場によって生じるホール電圧を利用します。磁場を電圧として検出できるため、この問題の正答です。

覚えるポイント

• ホール素子は磁場を電圧に変換します。
• 熱電対は温度差を電圧に変換します。
• 太陽電池は光を電気に変換します。
• 圧電素子は圧力や振動を電圧に変換します。
• サーミスタは温度によって抵抗値が変化します。