情報41【電験3種 機械】メカトロニクスの概要と構成要素（センサ・アクチュエータ・コンピュータ）！令和4年度下期 A問題14 完全解説

今回は令和4年度下期 機械科目 A問題14を解説します。機械技術と電子技術、情報技術を統合したメカトロニクスの概要と、その構成要素であるセンサ・アクチュエータ・コンピュータ・インタフェースに関する空所補充問題です。★情報42（令和4年度上期A問題14）と同一テーマ「メカトロニクス／電子機器の概要」の姉妹問題（上期・下期の対）です。

機械（メカ）に電子部品を組み込んだものがメカトロニクスであること、物理量を計測するのがセンサ、エネルギーを機械的な動きに変換するのがアクチュエータ、計測情報を処理して指令を生成するのがコンピュータであるという構成要素の役割分担を順に当てはめます。

令和4年度下期 機械科目 A問題14：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 機械科目 【情報】 令和4年度下期 A問題14

　次の文章は，メカトロニクスの概要と構成要素に関する記述である。

　メカトロニクスは（ア）技術，（イ）技術，情報技術を統合した技術である。これにより，メカニズム（機構）によってつくられた従来の（ア）に，マイクロコンピュータなどの（イ）部品を組み込んで，高性能で多機能な機械装置が実現できる。

　メカトロニクス製品の構成要素には，（ウ），（エ），（オ）及びインタフェースがある。（ウ）は，機械の圧力，力，速度，加速度，温度などの物理量を計測する。（エ）は，電気，油圧，空気圧などのエネルギーを機械的な動きに変換する。（オ）は，（ウ）で計測した情報を処理して（エ）への指令を生成する制御装置としての役割を果たす。インタフェースは，（ウ）や（エ）の扱う電気信号と（オ）が処理できるディジタル信号との変換を担当する。

　上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）	（オ）
(1)	機械	電子	アクチュエータ	ネットワーク	センサ
(2)	電子	機械	センサ	アクチュエータ	コンピュータ
(3)	電子	機械	コンピュータ	センサ	アクチュエータ
(4)	機械	電子	センサ	アクチュエータ	コンピュータ
(5)	機械	電子	センサ	ネットワーク	アクチュエータ

出題のポイント：メカトロニクスの情報・制御ループ

機械装置の物理量をセンサで測り、インタフェースを介してコンピュータが処理・指令を生成します。その指令を再びインタフェース経由でアクチュエータへ送り、機械的な動きに変換します。

ポイント解説：三つの技術と四つの構成要素

メカトロニクスとは機械技術と電子技術・情報技術を統合した技術です。メカトロニクス製品の構成要素は、物理量を計測するセンサ、エネルギーを機械的な動きに変換するアクチュエータ、計測情報を処理して指令を出すコンピュータ、そしてこれらを橋渡しするインタフェースの4つに整理されます。

★情報42（令和4年度上期A問題14）と同一テーマの姉妹問題（上期・下期の対）です。

問題の解説：技術分野と構成要素の役割を対応させる

STEP1　（ア）（イ）メカトロニクスを構成する2つの技術を特定する

従来の機構でつくられた「（ア）」に，マイクロコンピュータなどの「（イ）」部品を組み込むという記述から，（ア）=機械，（イ）=電子技術です。

STEP2　（ウ）物理量を計測する構成要素を特定する

機械の圧力，力，速度，加速度，温度などの物理量を計測するのはセンサ（ウ）です。

STEP3　（エ）エネルギーを機械的な動きに変換する構成要素を特定する

電気，油圧，空気圧などのエネルギーを機械的な動きに変換するのはアクチュエータ（エ）です。

STEP4　（オ）制御装置としての構成要素を特定する

計測情報を処理してアクチュエータへの指令を生成する制御装置の役割を果たすのはコンピュータ（オ）です。

以上より（ア）機械（イ）電子（ウ）センサ（エ）アクチュエータ（オ）コンピュータの組合せである(4)が正解です。

答え：(4)

まとめ

(ア)	機械
(イ)	電子
(ウ)	センサ
(エ)	アクチュエータ
(オ)	コンピュータ
答え	(4)

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