計測関連用語集

TechEyesOnlineの用語集です。
計測・測定に関連する用語全般が収録されており、初めて計測器を扱う方でも分かりやすく解説しています。
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IA(あいえー)

(Industrial Automation) 工場やプラントなどのIndustry(工業、産業)の自動化の総称。IAとは「計装の技術を活用して工場の省人化・省力化・自動化をすること」、「機械やプロセスなどの処理を効率化し、人員の労力を軽減するために、制御システムを導入すること」などと説明される。似たことばにFA(Factory Automation、工場の自動化)やPA(Process Automation、生産工程の自動化)がある。現在では、AI(人工知能)、IoT、DX(デジタルトランスフォーメーション)などの情報技術を活用して、「製造業の事業活動の全体最適を構築する」や、「スマート工場を実現する」、などの謳い文句がFA、PA、IAなどの計装(工業計器)業界で語られている。EMS(エネルギーマネージメントシステム)もIAの手段の1つといえる。 IAというとIndustrial Attachment(工業用添付ファイル)を指すという説明もある。本稿は計測関連の用語集なのでIAは「工業・産業の自動化」だが、一般には以下のような意味の方がメジャーである。 ・WEBサイトの設計やプログラムではInformation Architecture(インフォメーション・アーキテクチャ)やInformation Architect(インフォメーション・アーキテクト)の略記。 ・SAP(エスエーピー、「経営の効率化や意思決定の迅速化」のために企業で導入されるITソリューション)ではIntelligent Automation(インテリジェント・オートメーション)の略記。 DCSなどで、計装の国内最大手である横河電機は「製造業のIA:Industrial Autonomy、産業・工業の自律化。工場の設備や操作自体が学習し、適応する機能を持つようになること。」を提唱している。同社は2021年4月に「プラントの自律制御に向けた5Gを活用した実証実験」など、IA2IA(Industrial Automation to Industrial Autonomy、自動化から自立化へ)をNTTドコモと共同でプレス発表している。 つまり、IAは自動化というのはもう古くて、いまは自立化が最先端(はやり)の用語、ということだが、横河電機以外ではIA = Industrial Autonomyという解釈は見当たらないので、同社が他社と差別化を図るための用語(業界で認知された正式な用語ではなく、単なる方言)といえる。ともあれ、IA = Industrial Automationは、現在ではあまり使われない、過去の用語(古いことば)になったのかもしれない。

圧力伝送器(あつりょくでんそうき)

圧力を測定し、電流信号に変換して伝送する機器。計装(工業計器)の1種。横河電機などのPA、FAメーカがつくっている。

アナログメータ(あなろぐめーた)

(analog meter) 指針や帯の長さなどが目盛りを指し示して数値を表示する(指示値)計器。計器の構造がアナログということではなく、表示方法がアナログ式のメータ(計器)。電圧や電流、電力などのメータ(電圧計、電流計、電力計など)は従来アナログ式である。計測器の主流はデジタル式になったが、精密計測器(0.5級、1.0級など)は現在もアナログ式(つまりアナログメータ)である。デジタル式(デジタルメータ)は「パネルメータ」と呼ばれることが多い。 アナログメータは数字表示のデジタルメータに比べて、表示量の割合や変化の度合いを直感的に把握しやすいことが特長。たとえば現場測定器の代表であるメガー(絶縁抵抗計)は(計測器の主流がデジタル表示になった現在でも)アナログ式の方が多い。なぜなら、針が振れる(動く)範囲(針の挙動)を瞬時に把握して、絶縁状態を確認できるためである。絶縁状態の確認は数値を測定して判定するよりも、アナログメータの針の挙動で判断する方が効率的で早く済む。ただし、最近は音によって絶縁状態を示したり、LEDのバー表示でアナログ的な確認ができるモデル(デジタル式のモデル)も増えて、徐々にデジタル式の割合が増えている。 アナログメータやパネルメータを総称して指示計器と呼ぶが、主にアナログメータを指していることが多い。

EtherCAT(いーさきゃっと)

(Ethernet for Control Automation Technology) ドイツのベッコフオートメーション(Beckhoff Automation GmbH)が開発したリアルタイム性のある産業イーサネット技術。産業用ネットワークのフィールドバス規格。プロトコルがIEC 61158規格で公開され、オートメーション技術、試験・計測で活用されている。最近のオシロスコープはシリアル通信などの規格の解析ができ、EtherCATに対応したモデルもある。

HLS(えいちえるえす)

(Hi-speed Link System)計装で使われる通信規格の1種。株式会社ステップテクニカが提唱している超高速・高信頼なフィールドネットワークの名称。モデルベース開発のHILやHILSと表記が似ているが全く違う。また同じ表記で、動画配信の仕組みであるHTTP Live StreamingもHLSと略記されている。

FA(えふえー)

(Factory Automation) 工場をコンピュータで自動化することや、自動化の機器(設備)のこと。日本の大手FAメーカは、三菱電機、オムロン、ファナック、SMC(空気圧機器で世界シェア40%)、ダイフク(搬送機器)、安川電機、ハーモニック・ドライブ・システムズなど。 1990年頃に日本市場でNo1だったNECのパソコン、PC-9800シリーズはオフィスやコンシューマ向けで、工場用途には「FC-9800」という名称のシリーズがあった。FA用途のパソコンをFCと命名したと推測される。FA用のコンピュータとOA(Office Automation、事務の自動化)パソコンは使用環境が違うので仕様が異なっている。

FA-M3(えふえーえむさん)

横河電機のPLC(プログラマブルロジックコントローラ)の通称。モジュール型で、CPU、電源、I/O、I/Fなど様々なモジュール製品の組み合わせで構成される。形名はF3XXYY-YX(XX:アルファベット大文字2つ、YY:数字2桁)、たとえばF3SP76-7SシーケンスCPUモジュールなど。同社HPでは「プログラマブルコントローラ」と表記されている。 現在の現役モデルは「FA-M3V(シリーズV)」(2021/8/1現在)

温調計(おんちょうけい)

温度調節計や指示調節計の略称。工場の炉などの温度は制御対象で、一定に保つように制御され、その役目をする機器。一般に測定入力の指示部と目標設定部があり、指示値(測定入力値)と目標設定値との差から調節信号を出力して、制御対象の温度を目標設定値に一致させるように動作する。FAや計装の分野の機器である。 「制御」と「計測」の代表的なメーカである横河電機のHPでは、「製品・サービス」のページの「制御/制御デバイス/ディジタル指示調節計(温度調節計/温調計)」に掲載されている。「制御」の機器としてはDCSやPLCが掲載されている。同様に工場に導入されている伝送器(でんそうき)や流量計は「制御」と横並びの「計測」の下に「フィールド機器」として掲載されている。つまり温調計は温度計(計測器)ではなく、制御機器である。当サイトのカテゴリー(機種分類)では「計装制御機器」に区分される。 横河電機と同業で「計測・制御・監視」の株式会社チノーは「温度のチノー」を標榜していて、幅広く温度計をラインアップしている(サーモグラフィなどの赤外線計測から燃料電池評価試験まで)が、温度制御も得意で、温調計は有名である。同社では「調節計」や「指示調節計」と表記していて、「温調計」という表現はしていない。 OMRON(オムロン)の制御機器事業のHPでは、「製品/コントロール/温度調節器(デジタル調節計)」に掲載されている。オムロンも「温度調整器」や「調節計」で、温調計という表現ではない。 温調計だと計測器である温度計に間違われるので、「温度を調整する機器」から「温調器」とでも呼称したらベターだったと筆者は思う。「調節計」では一体、何を調節する計(メータ)なのか伝わらないので、そんなことをいわないでもわかる村人たちの世界のことばである。「伝送器」と伝送交換の「伝送」のように、温調計と温度計は混同されやすい素地がある。

計装(けいそう)

(instrumentation) 生産工程などを制御するために、計測装置や制御装置を装備し、測定・制御・管理すること。語源は「計測器を装備する」。たとえば工場では昼夜を問わず機械が稼働しているので、それらが停止することなく安全に稼働し続けるために、温度や圧力などを常時計測して監視している。測定した圧力や温度から、温度を上昇させたり、圧力を下げたり、制御弁を開閉したり、という制御をして、機器の状態を安全に保つようにする。温度を一定に保つためにエアコンや冷凍機などを自動制御する。これら一連の行為を計装と呼び、PLC(シーケンサ)やDCS、温調計、伝送器、トランスデューサ、信号変換器などが計装の機器(別名:工業計器)である。 プラントで材料から製品を生産する工程を管理するプロセス制御も計装である。そのため「計装制御」とも呼ばれる。横河計測の「電圧電流発生器&モニタ」(デバイス評価用のSMUではなくハンドヘルドの現場測定器)であるコンパクトキャリブレータ(通称:コンパクトキャル、形名CA150など)は「プロセス用のキャリブレータ(計装の校正器)」といわれる。工場(プラント)内に装備されている機器が正しく電圧・電流を検知して出力しているかを点検(校正)する目的で使われる。工場やプラントに設置してある、圧力を表示する指示計器である圧力計は、可搬型の圧力校正器で保守点検を行う(当サイトではカテゴリー「物理量測定器」の圧力計測器に圧力校正器を分類、旧DruckのDPI600シリーズなど)。 計装は制御装置を管理する仕事なので、プラントだけでなく企業が入居しているオフィスビルでも、計装のエンジニアが働いている(ビル空調の管理など)。計装とは「各工程の様々な機械の状態を計測し、コンピュータ(DCSなど)を使ってシステム化(自動制御)すること」である。「多くの計測機器を管理できる状態で装備(設置)している」ことが「計装」である。 計装は計測器だが、いわゆるオシロスコープのような電気計測器ではない。(計測器メーカの横河計測ではなく計装メーカの)横河電機や、三菱電機、オムロン、富士電機などが計装のメインプレーヤである。富士電機のHPではタイトル「計測機器」に計装製品が掲載されている。ここでいう「計測機器」がオシロスコープなどの電気計測器ではなく計装であることは素人には判別が難しい。計測器と計装だけでなく、計量、分析、測器など、 計測器と似ていることばがあり、メーカによって使い方が違うので、これもまた素人(計測器村の住人以外)には理解しにくい。

工業計器(こうぎょうけいき)

(industrial instruments) 工場の生産過程で計測に使われる機器の総称。自動制御にかかわる高精度の計器類のこと。その機器・計器が工業計器か否かは、製品名から正確に判断することは難しい。たとえば、流量計、圧力計、ガス成分計、粘度計、厚さ計、重量計など、各種工業量を検出する目的で使用されれば工業計器と呼称される。計測器としての機種群(カテゴリー)では、流量計や圧力計、重量計は物理量測定器に、ガス成分計や粘度計、厚さ計は分析計に分類されるが、用途によっては上記のように工業計器に分類される。 石油化学、鉄鋼、紙パルプなどの工場のPA(プロセスオートメーション)に使われるレベルセンサ(静電容量式レベル計など)、温度計、荷重・回転・トルク計などや、付随するセンサ類を工業計器と呼んでいる。つまりPA/IA(インダストリーオートメーション)/ FAなどの計装の機器と工業計器はほぼ同義である。伝送器(でんそうき)や温調計、信号変換器、電力変換器、PLC、(計測器の)キャリブレータなども工業計器(計装)に分類される機器である。 日本の老舗計測器メーカで最大手だったYEW(横河電機製作所、現横河電機)は、1970年代にDCSを開発しFA/IA/PA(工業計器、計装)事業に集中していった(2000年代に通信計測器や半導体テスタ、フォトニクス事業の光デバイスなどに参入したが2010年代までにすべて撤退している)。高度経済成長を支えたハイテク機器である横河電機の電子計測器は、現在は子会社の横河計測が担い、横河電機の事業の根幹は工業計器である。同業の工業計器の会社である株式会社チノーは、「温度のチノー」と自称し、制御機器(工業計器)の温調計から、計測器の温度計まで幅広くラインアップし、温度計測・温度制御が得意である。工場では温度の管理が重要であることが同社をそうさせたと想像できる。このように計測器と工業計器(計装)は大変に関係が深い。 似た言葉に工業計測(industrial instrumentation、industrial measurement)がある。こちらは「工業の生産過程で行われる工業量の計測」と説明されるが、工業計器や計装とほぼ同義である。

交流電圧トランスデューサ(こうりゅうでんあつとらんすでゅーさ)

PT(変圧器)の電圧を計装用信号に変換する機器。

交流電流トランスデューサ(こうりゅうでんりゅうとらんすでゅーさ)

CT(変流器)の電流を計装用信号に変換する機器。

シーケンサ(しーけんさ)

三菱電機のPLC(Programmable Logic Controller)、プログラマブルロジックコントローラの名称。製品の通称は(2023年1月現在では)MELSEC(形名はユニットごとにR12CCPU-Vなど)。 英語のsequence(シークエンス)は「順番」、「輪番」の意味。PLCはプログラムに従って順番に処理を行う。科学の世界では一連の処理(手順)のことをアルゴリズムやシークエンスと呼称する。「決められた手順通りに処理をしていくもの」とでもいう意味でシーケンサと命名したと推測される。ただしこれは日本語であり、英語のsequencerでは英語圏では通用しないと思われる(google翻訳ではPLCとは無関係な解釈が表示される)。同社のPLCの日本語カタログには「シーケンサ」と明記されているが、英語カタログでは「Programmable Controller」である。つまり、同社はPLCのことをシーケンサ、またはプログラマブルコントローラと称している。 PLC一般の名称としても「シーケンサ」と呼ばれることが多いので、三菱電機のPLCのシェアが高いことを示唆している。FA(ファクトリーオートメーション、工場の自動化)や計装分野の用語。

指示計器(しじけいき)

測定した量を指示する計器。計測器では電圧計、電力計、体重計など各種ある。指針が目盛盤上を動き、止まった位置を読み取るアナログ計器と、直接数字で表すデジタル計器がある。指針が指している値が測定値なので「指示値」と呼ばれる。通常は指示計器というと、目盛と指針で値を示すアナログ式を指していることが多い。たとえば10A(レンジ)の電流計は、電流の大きさに応じて指針が振れて、10Aのときに、最大目盛を指針が指すようになっている。

指示値(しじち)

アナログ表示の計測器の測定値のこと。測定値を指示した値。アナログ表示の測定器とはメータ式の表示のこと。文字盤の上を針が動いて、測定値の場所で針が止まる。「針が指示している値」という意味あいで、電気計器では良く使われる表現である。 計測器に限らず、アナログのメータ(アナログ式の表示器)では「指示値」という表現が使われる。たとえば「パネルメータ」などと呼称されているアナログ表示のメータは受変電装置などの電機機器や、設置型の圧力計器など、広範に使用されている。オーディオ機器や音響スタジオの設備ではアナログ式の表示(メータ)であるVUメータが今でも多く使われている。 デジタル全盛時代だが、表示は針が振れるアナログ式が、見た瞬間におおよその値を把握できるので、人間にはデジタル表示よりもアナログ表示が優れている場合がある。たとえば現場測定器の代表であるハンドヘルドの絶縁抵抗計は、いまだにデジタル表示よりもアナログ表示が多い。

JUXTA(じゃくすた)

横河電機の信号変換器の通称。プラントなどで使われる計装機器の1種。

周波数トランスデューサ(しゅうはすうとらんしゅでゅーさ)

入力電圧の周波数を演算して計装信号に変換する機器。

信号変換器(しんごうへんかんき)

一般には信号(の方式、種類など)を変換する機器であるが、計測・制御で使われる機器の1種を指している。 計装(工業計器)の代表的な製品。熱電対の信号を電圧に変換する機器(熱電対変換器)などがある。信号変換器は、フィールドの各種センサ(熱電対、伝送器、流量計、ロードセル、ポテンショメータなど)や計装設備のアナログ信号(直流4-20mA、1-5Vなど)、接点などのデジタル信号を、上位システムに伝えるための信号に変換する機器。代表的な計装の会社である横河電機には JUXTA(ジャクスター)シリーズという通称の信号変換器がある。

全二重(ぜんにじゅう)

(full duplex) 通信回線が双方向で確保されていること。双方向ではなく1回線を送信用と受信用に切り替えて使うやり方もある。たとえばトランシーバは2人の間で会話する時、片方が送信者でもう片方が受信者になり、自分が話したいときはボタンを押して送信者となる。それに対して、電話は双方向で会話ができる。duplexとは「重複」「二軒建て」「二連式」という意味で、フルにduplexを使う双方向通信を「全二重」、半分duplexの切り替え式を「半二重」と翻訳した。1980年代からPCの通信インタフェースに採用され、USBが普及するまで広く使われたRS-232Cは全二重である。 車載EthernetのPAM3 信号は全二重のため、一般には方向性結合器を使って送信と受信を分離して、オシロスコープ(オシロ)でアイパターンを測定する。テクトロニクスは独自技術によって、方向性結合器ではなく一般的なオシロのプローブで電流測定する手法が以下の参考記事で語られている。 全二重や半二重、平衡、不平衡、 調歩同期方式などは、データ通信の分野で良く使われる用語である。低速なデータ通信は計装でも使われるので、この分野のプロトコルアナライザであるラインモニタの技術解説では基礎用語である。

DCS(でぃーしーえす)

(Distributed Control System) 日本語では「分散制御システム」。工場やプラントの生産現場に導入されている工業用コンピュータシステム(工場を制御しているシステム)。メーカによっては「ディジタル計装制御システム」と表現している。ことばが示す通り、(1台のコンピュータで集中制御するのではなく)システムを構成する各機器ごとに制御装置があり(分散制御)、それらが相互に通信して、全体を管理し合うシステム。 代表的なメーカである横河電機では「統合生産制御システム」と称している。同社ホームページによれば「横河電機は世界初の分散型制御システム(DCS)であるCENTUM(せんたむ)を1975年に発売開始した」とある。CENTUMだけでなく、同社にはコントローラ、計装システムとしてYEWMAC(ゆーまっく、YEWという略称が時代を感じさせる)、ASTMAC(あすとまっく)、STARDOM(すたーだむ)などの通称の製品群がある。 1970年代には同社以外の工業計器メーカや、三菱電機や東芝などの総合電機メーカもDCSを製品化している。国内のDCS最大手は横河電機とアズビル(旧山武)といわれている(※)。 日本電気計測器工業会のホームページでは、技術解説の一番目は(電気測定器ではなく)「プロセス計測制御」で、「分散形制御システム:DCS(ディジタル計装制御システム)」についてである。日本の高度経済成は1955年から1973年を指すが、1970年代のIA(インダストリー・オートメーション、産業の自動化)の進展に、DCSは工場のプロセス管理・制御を自動化するコンピュータシステムとして世界中で普及が進んだ。DCSは計装の世界のコンピュータといえる。 主にリアルタイムのデータを監視することに特化したシステム(監視用ソフトウェア)にSCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)があり、DCSと使い分けられている。DCS、PLC(Programmable Logic Controller、シーケンサ)、SCADAは計装(工業計器)の代表製品で、以下のメーカ(製品例)がある。 PLC:三菱電機(MELSECシリーズ)、キーエンス(KV-8000シリーズ)、オムロン(CP2Eシリーズ)SCADA:三菱電機(SCADA GENESIS64)、キヤノン(AVEVA InTouch HMI)、東京ガス(JoyWatcherSuite) 個人情報の保護や、プライバシーマークの運営を主な事業にしている、一般財団法人日本情報経済社会推進協会(英文名称:JIPDEC)はホームページの用語解説で、ITやソフトウェア関連の用語と共にDCSを掲載している。なぜ同協会がDCSを選んだかは不明だが、多くのメーカがDCSを導入しているので、同協会が関係する企業にとってDCSは基礎用語なのかもしれない。 一般にDCSというと、ソフトウェア開発やコンサルティングの大手「三菱総研DCS株式会社(Mitsubishi Research Institute DCS Co.,Ltd.)」が有名である。株式会社三菱銀行(現三菱UFJ銀行)のコンピュータ受託計算部門が1970年に分離独立して、ダイヤモンドコンピューターサービス株式会社を設立した。DCSはこれに由来する。株式会社ディーシーエス(英文社名:DCS CO.,LTD)は、世界中からコーヒー機器(業務用エスプレッソマシンなど)を輸入・販売している、兵庫県に本社がある会社である。戦闘機を飛行させるシミュレーションゲームにDCS(Digital Combat Simulator)がある。機体(F-15やMiGなど)が選択でき、スタンダードモードとVRモードがあり、第二次世界大戦や湾岸戦争などを体験できる設計になっているという。 (※)1980年頃の工業計器の御三家は横河電機製作所(YEW)、株式会社山武、北辰電機製作所で、横河と山武(やまたけ)がトップを競い、北辰(ほくしん)は3位だった。1983年にYEWは北辰を吸収合併し「横河北辰電機」になり、現在は横河電機。2008年に山武はグループ名称をazbilに変更し、現在の社名は「株式会社アズビル」。 参考用語:伝送器、温調計、信号変換器、4-20mA、Modbus、HART、BRAINターミナル