応用情報技術者 2022年 春期 午前2 問22
問題文
アクチュエータの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：与えられた目標量と、センサから得られた制御量を比較し、制御量を目標量に一致させるように操作量を出力する。
イ：位置、角度、速度、加速度、力、温度などを検出し、電気的な情報に変換する。
ウ：エネルギー源からのパワーを、回転、直進などの動きに変換する。（正解）
エ：マイクロフォン、センサなどが出力する微小な電気信号を増幅する。
アクチュエータの説明 +【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：アクチュエータはエネルギーを機械的な動きに変換する装置です。
- 根拠：制御システムで指令信号を受けて物理的な動作を実現する役割を持ちます。
- 差がつくポイント：センサや制御装置との役割の違いを正確に理解し、動きを生み出す装置であることを押さえることが重要です。
正解の理由
選択肢ウは「エネルギー源からのパワーを、回転、直進などの動きに変換する」とあり、これはアクチュエータの本質的な機能を正確に表しています。アクチュエータは電気や油圧、空気圧などのエネルギーを受けて、機械的な動作を行う装置です。例えばモーターや油圧シリンダーが該当します。
よくある誤解
アクチュエータとセンサの役割を混同しやすいですが、アクチュエータは動作を起こす装置であり、センサは物理量を検出して信号に変換する装置です。
解法ステップ
- アクチュエータの定義を確認する（エネルギーを動きに変換する装置）。
- 各選択肢の説明がアクチュエータの定義に合致するか検討する。
- センサや制御装置の説明は除外する。
- 動きを生み出す装置である選択肢を選ぶ。
- 正解はウであることを確定する。
選択肢別の誤答解説
- ア: これは制御装置（コントローラ）の説明であり、アクチュエータではありません。
- イ: 物理量を検出して電気信号に変換するのはセンサの役割です。
- ウ: アクチュエータの正しい説明です。
- エ: 微小な電気信号を増幅するのはアンプの役割であり、アクチュエータとは異なります。
補足コラム
アクチュエータはロボットや自動制御システムで重要な役割を果たします。電気モーター、油圧シリンダー、空気圧シリンダーなどが代表例で、制御信号に応じて物理的な動作を実現します。センサと組み合わせてフィードバック制御を行うことで、高精度な制御が可能になります。
FAQ
Q: アクチュエータとセンサの違いは何ですか？
A: アクチュエータは動作を起こす装置で、センサは物理量を検出して信号に変換する装置です。
A: アクチュエータは動作を起こす装置で、センサは物理量を検出して信号に変換する装置です。
Q: アクチュエータにはどんな種類がありますか？
A: 電気モーター、油圧シリンダー、空気圧シリンダーなどがあり、用途に応じて使い分けられます。
A: 電気モーター、油圧シリンダー、空気圧シリンダーなどがあり、用途に応じて使い分けられます。
関連キーワード: アクチュエータ、センサ、制御装置、電気モーター、フィードバック制御
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