アクチュエーターの役割はどこで見分けるか
基本情報技術者試験 平成30年度春期 午前 問21 ／ ハードウェア › ハードウェア
過去問にチャレンジ
アクチュエーターの説明として，適切なものはどれか。
- ア
与えられた目標量と，センサー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
エネルギー発生源からのパワーを，制御信号に基づき，回転，並進などの動きに変換する。
- エ
マイクロフォン，センサーなどが出力する微小な電気信号を増幅する。
会話形式の解説
講師この問題では、制御系のどの段階で機械的な動きが生まれるかに注目します。
受験者目標量と測定値を比べる働きも、動きを制御するのでアクチュエーターかと思いました。
講師そこで決めているのは何でしょうか。動きを生むところまで説明していますか。
受験者比較の結果から操作量を決めています。動きを生むとは書かれていません。
講師その通りです。それは制御器の働きです。位置や温度などを電気的な情報に変える説明はどうでしょうか。
受験者物理量を検出しているので、センサーの働きです。
講師では、微小な電気信号を大きくする説明は、機械的な動きにつながりますか。
受験者いいえ。信号を大きくする増幅器の働きで、それ自体は動きを生みません。
講師残るのは、制御信号に従ってエネルギーを回転や並進という動きに変える説明です。これがアクチュエーターの役割です。
受験者制御器は操作量を決め、センサーは検出し、増幅器は信号を大きくします。動きに変える説明を選べばよいのですね。
講師はい。迷ったときは、説明の最後に何が得られるかを確かめてください。機械的な動きが得られるものが該当します。
まとめ
アクチュエーターは、制御信号に従ってエネルギーを回転や並進などの機械的な動きに変えます。目標量と測定値を比較して操作量を決めるのは制御器、物理量を検出するのはセンサーです。微小な電気信号を大きくする増幅器とも、働きを区別して判断します。
解答・解説
正解はウです
この問題のテーマ
制御系の中で、アクチュエーターが担う役割を問う問題です。
解き方の考え方
各選択肢が、情報の検出、操作量の決定、動きへの変換、信号の増幅のどれを説明しているかを見分けます。制御信号に従い、エネルギーを機械的な動きに変えるものを選びます。
選択肢ごとの解説
- ×ア 与えられた目標量と，センサー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。アの目標量と測定された制御量を比較する説明は、制御器の働きです。比較した結果から操作量を決めるので、動きを生むアクチュエーターには当たりません。
- ×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。イの位置や温度などを検出する説明は、センサーの働きです。物理量を電気的な情報に変える段階を述べており、動きを生む働きとは異なります。
- ○ウ エネルギー発生源からのパワーを，制御信号に基づき，回転，並進などの動きに変換する。ウは、制御信号に従ってエネルギーを回転や並進といった動きに変える説明です。これはアクチュエーターの役割に一致します。
- ×エ マイクロフォン，センサーなどが出力する微小な電気信号を増幅する。エの微小な電気信号を大きくする説明は、増幅器の働きです。信号を増幅しても、それ自体が機械的な動きを生むわけではありません。
POINT
- アクチュエーターは、制御信号に従って機械的な動きを生みます。
- 制御器は目標量と測定値を比較して操作量を決めます。
- センサーは物理量を検出し、増幅器は電気信号を大きくします。