トランスデューサでないのはどれか。
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出典:厚生労働省ホームページ(第68回臨床検査技師国家試験の問題および正答)。公共データ利用規約(第1.0版)に基づき利用。問題文・選択肢は公式の問題冊子のとおり掲載しています(文字の体裁を一部整えています)。解説は medimichi が作成したものです。
正解は2番
解説
トランスデューサ(変換器)とは、ある物理量を他の物理量、特に電気信号に変換する装置や素子のことです。圧電素子(圧力→電気)、サーミスタ(温度→抵抗)、ストレンゲージ(ひずみ→抵抗)、ポテンショメータ(位置→抵抗/電圧)はいずれも物理量を電気信号に変換する機能を持つためトランスデューサに分類されます。一方、OPアンプ(演算増幅器)は、入力された電気信号(電圧)を増幅する機能を持つ電子回路部品であり、物理量を電気信号に変換する一次変換器ではありません。
選択肢ごとの解説
- 1. 圧電素子は、圧力や振動といった物理量を電圧信号に変換するトランスデューサの一種です。正しくは:正しい表現です。選びやすい理由:物理量の変換を行うため、トランスデューサとして適切です。混同注意:他の変換器や増幅器と混同することがあります。
- 2. 正解。OPアンプ(演算増幅器)は、電圧信号を増幅するための電子回路部品であり、物理量を電気信号に変換する機能は持ちません。そのため、トランスデューサには該当しません。正しくは:OPアンプはトランスデューサではありません。選びやすい理由:OPアンプは計測回路などで広く使われるため、変換器の一部として誤解されやすいです。混同注意:信号を処理・増幅する部品と、信号を変換する部品(トランスデューサ)とを混同しやすいです。
- 3. サーミスタは、温度変化を電気抵抗の変化として出力する感温素子であり、温度を電気信号に変換するトランスデューサです。正しくは:正しい表現です。選びやすい理由:抵抗の変化という電気信号を出力するため、トランスデューサとして適切です。混同注意:他の抵抗素子や温度センサー全般と混同することがあります。
- 4. ストレンゲージ(ひずみゲージ)は、物体のひずみ(変形)を電気抵抗の変化として検出し、ひずみを電気信号に変換するトランスデューサです。正しくは:正しい表現です。選びやすい理由:微小な物理量変化を電気信号に変換するため、トランスデューサとして適切です。混同注意:圧力センサーや変位センサーと混同することがあります。
- 5. ポテンショメータは、機械的な位置(角度や直線変位)を電気抵抗の変化、またはそれによる電圧の変化として出力するトランスデューサです。正しくは:正しい表現です。選びやすい理由:位置情報を電気信号に変換するため、トランスデューサとして適切です。混同注意:可変抵抗器と混同しやすいですが、ここでは物理量の電気信号への変換器としての役割が強調されます。
国試ポイント
トランスデューサの基本的な定義と、代表的なトランスデューサの種類を理解しているか、また信号処理を行う増幅器とトランスデューサの区別を正確にできているかが問われています。
混同注意
計測機器において、トランスデューサと信号処理回路(増幅器、フィルタなど)の役割を混同しやすい。特に、トランスデューサの出力信号が微弱な場合、その信号を増幅するためにOPアンプが組み合わせて用いられることが多いため、両者の区別があいまいになりやすい。
次に同じ論点が出たら
今後同様の問題が出た場合、まず「トランスデューサとは何か(物理量を電気信号に変換するもの)」という定義を正確に思い出し、各選択肢が「どのような入力を受け、どのような出力をするか」を判断する。特に「増幅器」や「安定化電源」など、変換以外の機能を持つ電子部品が選択肢に含まれていないか注意する。
関連知識
センサー、アクチュエータ、変換器の種類(光電変換素子、熱電対など)、アナログ回路の基礎(増幅器、フィルタ、発振器など)。