回転センサ(回転検出器・回転数センサ)は、モータ、エンジン、車輪、各種産業機械などの「回転速度」や「回転角度」を正確に測定するための不可欠なコンポーネントです。
本ページでは、回転センサの基本的な仕組みや代表的な検出方式(ホール素子を用いた磁気式・光学式)の原理、現場で役立つ選定のポイントをわかりやすく解説します。
回転センサの基本は、「回転体の動きを検出素子などで感知し、電気信号(パルス)に変換する」という仕組みです。
例えば、回転軸に取り付けられた強磁性体の歯車(ギア)やエンコーダディスクが回転すると、センサヘッド部で磁力や光の強弱の変化が発生します。
回転センサはこの変化を捉え、「1回転あたり〇個のパルス(波形)」として周波数カウンタや速度計、F/Vコンバータなどに出力します。
回転センサの例:歯車(ギア)センサ![]() 鉄など磁性体の歯車 |
![]() 周波数 パルス ![]() ![]() ![]() |
計測器・ 信号変換器
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半導体素子であるホール素子と磁石から構成されます。
鉄など磁性体歯車の歯がセンサ前を通過する際、磁界の変化でホール効果による電圧変化が発生します。
これを内部回路で波形整形し、パルス信号で出力します。
電源は必要
出力は方形波(矩形波)
出力電圧はほぼ一定。ノイズに強いパルス信号出力です
発電型より大きい実用ギャップ
ギャップ(歯先とセンサの距離)による出力電圧の増減がなく、発電型より実用ギャップを大きくできます
| ギャップ mm |
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| モジュール = 直径/歯数 |
超低回転から検出
停止状態や超低回転から安定して検出します
高い耐環境性
水・油・粉じんや振動・衝撃のある過酷な環境(モータ、建機、試験設備など)でも安定動作です
磁石とコイルから構成され、電源を必要としません。
磁性体歯車の歯などが通過して生じる磁界の変化を、交流電気信号として出力します。
電源が不要 自己発電型のため、センサ電源不要です
出力は交流電気信号
出力電圧は原理上、速度に比例します
ココリサーチ製GPタイプは、信頼性向上のため、出力の不要な上昇を防いでいます。
| 出力電圧 | ![]() |
| 周波数 |
高速領域まで測定
出力電圧は、ギャップ(歯先とセンサの距離)の2乗にほぼ反比例で大きくなり、使用できる検出周波数は、50kHz以上
| 出力電圧 Vp-p |
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| ギャップ:mm (mはモジュール = 直径/歯数) |
高い耐環境性
水・油・粉じんや振動・衝撃のある過酷な環境(モータ、建機、試験設備など)でも安定動作します
スリット(格子)が刻まれたスリットディスクに発光LEDからの光を照射し、対向配置された受光素子で光の透過・遮断を検出します。
メリット
非常に高い分解能(細かい角度検出・高精度位置決め)が得られます
注意点
油分やホコリがスリットに付着すると誤動作の原因になるため、密閉構造などの防塵・防水対策が必要です
回転センサから出力されたパルス信号は、長距離伝送や周囲の電磁ノイズ(インバータノイズ等)の影響を受けることがあります。
正確な回転数を測定するためには、以下のような信号処理機器との組み合わせが推奨されます。
F/Vコンバータ・周波数カウンタ・速度計
パルス信号をアナログ電圧に変換し、PLCやデータロガーへ入力します。
パルス信号![]() |
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![]() ![]() ![]() PLC、ロガーなど |
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設置環境(耐環境性): 水・油・粉じんが舞う現場や振動の激しい場所では「ホール素子式磁気センサ(ギアセンサ)」、クリーンルームでの超精密位置決めなら「光学式」が主。
測定速度範囲: 超低速から高速まで途切れず測定したい場合は、停止状態(0 Hz)から検出可能な「ホール素子式」が最適。
測定対象(ターゲット): 既存のモータギアや鉄製歯車を直接利用できるか、専用のエンコーダ板が必要か。
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回転を周波数パルスに変換
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