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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インタープリタ(いんたーぷりた)

(interpreter)プログラミング言語で書かれたソフトウェア(ソースファイル)を実行するソフトウェアの1つ。高級言語のソースコードを1命令ずつ解釈(逐次解釈)しながら実行する。機械語(オブジェクトファイル)に解釈・変換しながら処理・実行する。インタープリタ型のプログラミング言語には、BASIC、Lisp、JavaScriptなどがある。インタープリタのほかに、全部翻訳してから実行する「コンパイラ」がある。ソースコードを事前に一括変換してから実行する。コンパイラ型のプログラミング言語には、C言語、C++、COBOL、FORTRANなどがある。「Java」はインタープリタとコンパイラの両方の特徴を持つ言語である。interpreterは「通訳者」の意味。「インタプリタ」、「インタープリター」という表記もある。

INTERMEASURE(いんたーめじゃー)

「計量計測展」、「インターメジャー」と呼称され、隔年秋に開催される、計量法に関係する展示会。日本メーカだけでなく世界の計量メーカが出展しいている。総合検査機器展(JIMA)、センサエキスポジャパン(SENSOR EXPO JAPAN)との併設で開催。センサエキスポジャパンは毎年開催で、INTERMEASUREと測定計測展(Measuring Technology Expo)が交互に開催される。 国内の計量法に関連するイベントでは、日本NCSLI技術フォーラムが、毎年秋に開催されている。こちらは日本の計量関連企業の総会といえる。

インターリーブ(いんたーりーぶ)

オシロスコープで、サンプリングレートを高速化する手法。たとえば500MS/sのA/Dコンバータ(A/D)を2個使い、1GS/sのサンプリングレートを実現する技術。2個のA/Dを使用し、片方のA/Dには逆位相のクロックを入力し、2個のA/Dを交互に動作させ、2倍のサンプリングレートを可能にする。元来はコンピュータ、IT、メモリなどの分野の用語である。オシロスコープで導入されている例はまだ少ない。

Interop(いんたーろっぷ)

インターネットテクノロジーの国内最大のイベント。ネットワークにつながるモノのInteroperability(相互接続性)を検証する場として、日本では1994年から毎年開催されている。

インダクタ(いんだくた)

(inductor) 電磁エネルギーを蓄える受動素子。電子部品としては「コイル」がある。別名、インダクタンス (inductance)、単位:H(ヘンリー)、回路記号は「L」。 回路上のふるまいは、直流は通すが交流は通しにくい。また、電流の位相は電圧に対して90°遅れる。この性質はC(静電容量、キャパシタ)と全く反対である。 単位の由来は、電磁誘導を発見した米国の物理学者ジョセフ・ヘンリーによる。

インダクタンス(いんだくたんす)

(inductance) 【電子工学で使われる電気に関する量】 コイルに流れる電流の大きさが変化すると誘導起電力が発生する電磁気現象のこと。別名、インダクタ(inductor)。量記号は「L」。単位は[H](ヘンリー)。たとえば「トロイダルコイル(200μH)」のようにコイル部品の値を示すのにH(ヘンリー)は使われている。 米国の物理学者ジョセフ・ヘンリーは英国のマイケル・ファラデーとほぼ同時期に(別々に)電磁誘導を発見した。ヘンリーはコイルの単位に、ファラデーはコンデンサの単位「F:farad、ファラッド」になり名を残した。電荷の単位が以前は(ファラデー由来の)「Fd:faraday、ファラデー」だったが、SI単位ではC(クーロン)になった。

インダストリー4.0(いんだすとりーよんてんぜろ)

ドイツ政府が推進する国家戦略プロジェクト。ドイツ工学アカデミーが製造業のデジタル化、コンピューター化を目指すコンセプトとして2011年に発表した。日本のSociety 5.0に相当するが、提唱は日本より早い。

インタフェース変換器(いんたふぇーすへんかんき)

(interface converter) インタフェース・コンバータとも呼ばれ、規格を変換する箱やケーブル。たとえば計測制御で使われている規格であるGP-IBはパソコンには標準装備されていない。以前だとNI(ナショナル・インスツルメンツ)などがPCのI/Fスロットに挿入してGP-IBに変換するボードを販売していた。最近はPCのI/FとしてUSBが普及したため、USBをGP-IBに変換するインタフェース変換器が計測器メーカを含むOA機器各社から発売されるようになった(計測器もUSBを標準装備するモデルが増えている)。 RS-232Cなどのオンラインモニタが有名な株式会社ラインアイは、RS-232CとLANを変換、RS-422/485とUSBを変換、などの各種のインタフェース変換器をラインアップしている。 参考用語:GPIB-USB変換アダプタ 計測器情報:インタフェース変換器の例(参考)

インテル(いんてる)

(Intel) 半導体の世界的なNo.1ベンダーで、PCのCPUに多く採用されている。世界初のマイクロプロセッサ(マイコン)を開発したインテルは、1980年頃は8ビットマイコン8080などでモトローラの68系やザイログのZ80などと競っていた。計測器の用語としては、ICE(エミュレータ、マイコン開発支援装置)は上記の3社のチップに対応したモデル(エミュレータ・ポッド)がたくさんあった。 日本のビジコン社(電卓メーカ)の依頼により、インテルは世界初のマイコン4004(4ビット)を開発・生産し、1971年11月に出荷した。1974年には8ビットの8080を発売(モトローラの8ビット、6800も同年に発売)。その後、頭が80で始まるCPU(16ビット:80268、32ビット:80386など)が続いた。対するモトローラも頭が68で始まるCPUで対抗し、インテルの80系とモトローラの68系は比較の対象だった。1980年代には日本の半導体デバイス各社(NEC、日立製作所、三菱電機、富士通など)も80系、68系とコンパチなサードパーティーデバイスや独自CPUを開発・発売していた。 たとえばNECはVシリーズ(V30/V40/V50/V60など)のマイコンを開発し、NECグループの計測器メーカである安藤電気とアンリツはVシリーズに対応したICEを製品化していた(通信計測器の雄アンリツも、当時はICEをつくっていた)。新しいマイコンを発売時には、それに対応したICEが必須なので、岩崎通信機、横河電機などの大手計測器メーカはICEをラインアップしていた。ロジックアナライザのトップベンダーhp(ヒューレット・パッカード、現キーサイト・テクノロジー)も64700シリーズというユニークなエミュレータを1980年代~1990年代に発売していた。1980年頃は計測器にもマイコンが導入され始めた時期で(たとえば安藤電気は、1980年頃にマイコンを搭載した初めての機種、AG-4301 LCRメータを発売)、マイコン搭載による計測器のデジタル化と並行してICE製品が開発された。 インテルの80486の後はPentiumで、PCへの採用で普及していく。ICEが対応したのもこれらのチップ位までだが、80386や80486のICEの開発は簡単ではなく、各社は苦労した。CPUの高速化などで、ターゲット(ICEのデバッグ対象機器)とつないで安定動作が難しくなった。JTAGなどの普及もあり、2000年以降はICE需要が減ったことは周知である。 当時のCPUメーカだったフェアチャイルドは現存せず、モトローラも半導体からは撤退し、現在もデバイスメーカとして名前を聞くのはインテルだけである(ザイログは2021年現在、Z80をまだ生産しているらしい)。 計測器情報:ICEの製品例

インデンテーション試験(いんでんてーしょんしけん)

(indentation test)ミリニュートン(mN)以下の非常に微小な力を加えて材料表面の極めて浅い層の硬さを測定する試験法で、金属、プラスチック、ゴムなど多くの評価に応用されている。(フィッシャー・インストルメンツの膜厚測定、素材分析、材料試験、表面特性解析に関する用語集より)

インバータ(いんばーた)

(inverter) 直流を交流に変換する装置。交流モータの速度を連続的に、かつ広範囲に制御するもので、エアコン、ポンプ、ブロアなどの可変速駆動に使われている。商用電源をいったん直流に変換しフィルタを通し、サイリスタインバータやトランジスタインバータに入力し異なった周波数に変換する装置。(共立電気計器株式会社の用語集より) 交流 (AC)を直流 (DC)に変換する機器をコンバータ(converter)という(可搬型のパソコンにコンセントから電源を供給したり、スマホに充電するACアダプタはコンバータである)。逆にDCからACに変換する機器をコンバータの反対という意味のin-converterを略してinverter(インバータ)という。ACをDCに変換するコンバータを順変換装置、逆にDCを任意周波数のACに変換するインバータを逆変換装置と呼んでいる文献もある。インバータは広義には計測器ではないが、電源関連の機器メーカ(計測用の安定化電源メーカや、ノイズカットトランスで有名な電研精機研究所など)がつくっているので、カテゴリー「電源装置」に分類している。 太陽光パネルはDC出力する電池なので、PV(太陽光発電)用のインバータであるパワーコンディショナで適切なACに変換されて、家庭の電気機器や電力系統に供給される。太陽光発電の発電効率はインバータの性能が大きな要因の1つである。 EV(電気自動車)はバッテリの電力(DC出力)を効率よくモータ(ACを供給して動く)に伝えるために、自動車用インバータの性能アップが各メーカで研究開発されている。日本のエアコンはほとんどがインバータを採用していて、省エネを実現している。このように私たちの生活のいたるところにインバータは使われ、また性能向上が日々進んでいる。 インバータを構成するパワー半導体として従来の元素であるSi(シリコン)に代わりSiC(シリコンカーバイド)やGaN(ガン)などの、小型で電力変換効率が優れた素子を使ったデバイスが開発され、そのような半導体を使い、従来より小型で性能が良いインバータ製品が日進月歩で製品化されている。 半導体デバイスの主要メーカ(世界のキープレーヤ)は欧米や台湾・韓国で日本メーカではないが、パワー半導体では日本メーカは世界的に最先端である。パワー半導体の世界トップ3のデバイスメーカはインフォニオンテクノロジーズ(ドイツ)、オンセミコンダクター(米国)、STマイクロエレクトロニクス(スイス)だが(2021年統計)、それに続くのは日本の三菱電機や富士電機、東芝などである。SiCの商用化ではロームが早かった。ルネサスエレクトロニクスも注力をしている。これらの半導体を使い、各メーカがインバータをつくっている。インバータは広範な分野に製品があるため、代表的なメーカを述べるのが難しい。

インパネ(いんぱね)

インストルメントパネル(instrument panel)の略。計器盤。メータ類が設置されるパネルのこと。ダッシュボードも同義。

インパルス(いんぱるす)

(impulse) impulseは「衝動」や「衝撃」、「出来心」の意味。電気の世界では「時間が無限小で大きさが無限大のパルス」のこと。無限小や無限大は理想的な定義で、現実の現象では「大変短い時間に大きな振幅の」特殊なパルスである。電気機器が動作している電圧(や電流など)と変化の速さ(時間)に比べて、大変に短い時間や、大きな電圧なので、そのシステムが扱っている電圧(や動作スピード)に比べて、たとえば100倍や1000倍(100分の1や1000分の1)ならば、その機器(システム)にとってインパルスといえる。100倍や1000分の1は十分に大きい(や短い)というたとえで、インパルスかどうかは具体的に数値が決まっている訳ではない(低周波や高周波が具体的に何ヘルツかは定義されておらず、個々の事例によって高低が決まるのと同じ)。短い時間に大きな値が与えられると「衝撃」である、というネーミングと思われる。 主に電力系統などの強電の世界で、許容範囲を超える異常に高い電圧が瞬間的に発生するとサージ(surge)と呼ばれる。サージはインパルスに似ているが、過渡的な高電圧ノイズとみなされる。インパルスは主に電子回路などの弱電の世界で使われ、インパルス応答などの解析手法(伝達関数)として扱われている。 障害試験器の1種で、電気機器の耐性を調べる計測器に、インパルスノイズシュミレータや雷サージ試験器がある。ここではインパルスはサージと同じくノイズ源として使われている。

インパルス応答(いんぱるすおうとう)

(impulse response) 数学・物理の世界で、解析関連の用語。特にラプラス変換の1手法であるFFT解析が、電気の世界(計測器)では使われる。入力と出力があるものをシステムや系という。「入力がインパルスの時のシステムの出力」をインパルス応答と呼ぶ。インパルスを与えたときのシステムの反応(応答、出力)という意味。システムの入力と出力の関係を示すのが伝達関数なので、インパルス応答とは「入力がインパルスの時の伝達関数」ともいえる。 ここでいうインパルスはインパルスノイズシュミレータなどの計測器から発生するノイズ(大きな電圧値でパルス幅が短時間の信号)ではなく、「無限小の時間で無限大の大きさがあるパルス」という理論上の概念である。インパルス応答は時間領域の伝達関数(系の入出力関係)で、(フーリエ変換で求められる)周波数領域の周波数応答と対になっている。 FFTアナライザで有名な国産計測器メーカ、小野測器の「FFT解析に関する基礎用語集」では以下の説明がある。 線形系に単位インパルスδ(t)を加えたときの系の応答h(t)をインパルスレス応答という。インパルス応答は系の特性を時間領域で表現したもので、これに対し、周波数領域で表現したものが周波数応答関数であるといえる。系のインパルス応答がわかっていれば、その系にx(t)が入力されたときの出力y(t)は、畳み込みの演算によって求めることができる。小野測器のFFTアナライザでは、周波数応答関数を逆フーリエ変換してインパルス応答を求めている。別名:インパルスレスポンス。

インパルスノイズシミュレータ(いんぱるすのいずしみゅれーた)

(impulse noise simulator) 電気製品にインパルスをノイズとして与えて耐性を試験する、障害試験器の1種。EMC関連の計測器を豊富にラインアップする国産のノイズ研究所にはINSシリーズのインパルスノイズシミュレータがある。

インパルスハンマー(いんぱるすはんまー)

FFTアナライザにてモーダル解析をする際に用いる計測用ハンマー。

インピーダンス(いんぴーだんす)

(impedance) 【電子工学で使われる電気に関する量】 直流におけるオームの法則の「抵抗 」の概念を交流(あるいは高周波)領域に適用し、電圧と電流の比として表現される基本量である。単位としてはオーム[Ω]が用いられる。インピーダンス(z)は下式のように複素数の形で表され、周波数に依存しない抵抗成分を実数(r: 抵抗分と呼ぶ)で、周波数に依存する成分を虚数(x: リアクタンス分と呼ぶ)で表し、その両者の和の形で表される。 通常、数学では複素数の虚数(imaginary number)は記号「i」(アルファベットの小文字のi)で表記されるが、電気工学ではiは電流の略記に使われるため、混同を避ける理由で、「j」(アルファベットの小文字のj)を使用する。 英語のimpedeは「妨げる」の意味で、「電流を妨げる」→「電流の流れにくさ」をimpedandeと呼称した。 インピーダンスは周波数に依存する(f特がある)オームで示される値のため、交流信号を扱う電気の基本用語の1つである。周波数の変化によるインピーダンスの変化をスミスチャートで示すのがネットワークアナライザである。一般的な電子部品(コイルやコンデンサなどの受動部品)のインピーダンスは、LCRメータやインピーダンスアナライザで、等価回路で測定する。

インピーダンスアナライザ(いんぴーだんすあならいざ)

回路部品のインダクタンス・静電容量・抵抗などのインピーダンス等を測定する機器。周波数を変えて測定できる。直流成分の重畳機能もある。等価回路によるインピーダンス成分の測定が可能。インピーダンス計測はキーサイト・テクノロジーが高シェアで、世界的に業界標準(低周波~高周波まであり、ネットワークアナライザはほぼ独占状態)。測定周波数がKHz帯域のものはLCRメータと呼ばれることが多い。MHz帯域を境に品名がインピーダンスアナライザになる(メーカによって不統一)。

インピーダンス整合(いんぴーだんすせいごう)

(Impedance matching) 回路要素(回路素子あるいは測定機器)から伝送線路(例えば同軸ケーブル)へ、あるいは伝送線路から回路要素へ、あるいは特性インピーダンスが異なる伝送線路へ電気信号を伝達する場合、それぞれの特性インピーダンスが異なるとエネルギーの一部が反射して、電気信号を効率良く伝達できない。そのため境界部に整合回路を挿入してそれぞれの特性インピーダンスを合わせることをインピーダンス整合という。特に高周波回路においてはあらゆる伝送線路やコネクタについて特性インピーダンスを指定して電気信号の反射による効率低下を防ぐようにしている。

インピーダンス測定器(いんぴーだんすそくていき)

(impedance measuring instrument) 交流インピーダンスの測定器を指していることが多い。 1. 回路素子測定器 1)LCRメータ、ブリッジ、Qメータ、Cメータなど。この内、現在はLCRメータが元も使われている。L(コイル)、C(コンデンサ)、R(抵抗器)という素子(電子部品)の値を測定する。メーカはキーサイト・テクノロジーと日置電機のラインアップが豊富。形状はベンチトップ(またはポータブル)が多く、周波数が固定のものと可変のモデルがある(100Hz~1MHz)。ハンドヘルドのモデルもある(三和電気計器、LCR700など)。 2)インピーダンスアナライザ。周波数を掃引(スイープ)して、L、C、Rの値を求め、グラフ表示する機能がある。周波数が高いモデルを中心にキーサイト・テクノロジーが世界的なデファクトだったが、最近は日置電機が日本ではシェアを伸ばしている。同社の3570インピーダンスアナライザなどは2つのモード(LCR/ANALYZER)があり、LCRメータにもなる。LCRメータとインピーダンスアナライザは似た製品なので、日置が両者を1台にしたのはリーズナブルである。 2.回路素子測定器でない物の代表例 1)FRA(周波数応答アナライザ)。電池、生体、腐食などの電気化学の分野で周波数特性を測定する。基本的にはインピーダンスアナライザと同等の機能がある。FRAはエヌエフ回路設計ブロックが有名でラインアップが多い。そのため同社は古くからLCRメータも(モデルは少ないが)継続してラインアップしている。最近はFRAのシリーズでインピーダンスアナライザを品名にするモデルもある(ZA57630、ZGA5920など)。 電気化学の測定には交流インピーダンス法が良く使われる。電気化学測定に必要な測定器として、ガルバノスタット/ポテンショスタットと、FRAが紹介されている(東陽テクニカの物性/エネルギーの製品ページ)。 2)ロックインアンプ。ゲイン(利得)と位相から物性などのインピーダンスを求める。 3)各種の抵抗測定器はインピーダンスの実数部(抵抗成分)を求めることができる。ミリオームメータ、接地抵抗計、ガウスメータ、ひずみ計測器、一部の温度計などである。テスタ(回路計)の付加機能でも交流インピーダンスを測定できる場合がある。