46PM21｜第46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、各種センサ・素子の働きのうち、振動を発生できる素子を選びます。

振動の発生に使われる代表は ピエゾ素子です。ピエゾ素子は電圧を加えると変形し、その変形を利用して振動を起こせます。

解説

ピエゾ素子は、圧電素子とも呼ばれます。

圧電効果には、主に次の2つの見方があります。

• 圧力や振動を加えると電圧が発生する
• 電圧を加えると素子が変形する

後者は逆圧電効果と呼ばれます。交流電圧を加えると、素子が周期的に伸び縮みし、振動を発生できます。

この性質は、ブザー、超音波振動子、超音波プローブ、超音波洗浄器などに利用されます。第2種MEでは、超音波診断装置や超音波治療機器の理解にもつながる重要な素子です。

第2種MEではここを押さえる
ピエゾ素子は「電気信号と機械的振動を相互に変換する素子」として覚えます。超音波の発生・受信に関係する代表的な素子です。

選択肢の確認

1．CdSセル
誤り。
CdSセルは光の強さによって抵抗値が変化する光導電素子です。明るさの検出に用いられますが、振動を発生する素子ではありません。

2．磁気抵抗素子
誤り。
磁気抵抗素子は、磁界によって抵抗値が変化する素子です。磁気センサなどに用いられますが、振動を発生する目的で使う代表的な素子ではありません。

3．ストレインゲージ
誤り。
ストレインゲージは、物体のひずみや変形を抵抗変化として検出するセンサです。力、圧力、荷重の測定に使われますが、振動を発生する素子ではありません。

4．ホール素子
誤り。
ホール素子は、磁界中を流れる電流に対して生じるホール電圧を利用する素子です。磁界や回転位置の検出に用いられますが、振動発生用の素子ではありません。

5．ピエゾ素子
正しい。
ピエゾ素子は電圧を加えると変形し、交流電圧を加えると振動を発生できます。超音波振動子やブザーなどに用いられるため、この問題の正答です。

覚えるポイント

• ピエゾ素子は圧電素子とも呼ばれます。
• 電圧を加えると変形する性質を逆圧電効果といいます。
• ピエゾ素子は振動や超音波の発生に使われます。
• CdSセルは光、磁気抵抗素子とホール素子は磁界、ストレインゲージはひずみの検出に関係します。