専門用語を理解する：計測用語ガイド
by Eric Schmidt | 更新日: 04/29/2025 | コメント: 0
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計測機器とモニタリングの世界に入ったとき、専門用語がいかに蔓延しているかにすぐに気づきました。まるで同じことを説明するのに多くの言い方があるように感じました。会話の相手と自分が同じことを言っているのかどうか確信が持てないことがほとんどでした。そこでこの記事を書きました。この記事の目的は、私が特に難解だと感じたり、よく誤解されたりする用語をいくつか解説することで、こうした混乱を少しでも解消することです。
さて、私はこれらの定義に関する究極の権威を自称しているわけではありませんし、ましてやそれらを石に刻み込もうとしているわけでもありません。皆さんのご意見をぜひお聞かせください！もし、つまずいた用語や、この分野で異なる定義の使われ方に気づいた場合は、下のコメント欄にご記入ください。この記事では取り上げなかった用語もたくさんありますので、今後の記事でそれらについて掘り下げていくのが楽しみです。一つずつ用語に触れながら、コミュニティ全体で共通の理解を深めていきましょう。
この記事では多くの定義を取り上げます。定義間を簡単に移動したい場合は、以下のリンクリストをご覧ください。
DAQとは何ですか？（その他のシステム用語）
現場でのデータ収集と管理に関しては、様々な用語が飛び交い、時には同じ意味で使われることもあります。ここではそれらを分かりやすく説明します。
DAQ（データ収集システム）
DAQ（データ取得システム）は、本質的には包括的なパッケージです。物理的な状態を測定するセンサー、それらの測定値を取得または受信するデータロガー、データを送信する通信手段、そして分析、可視化、レポート作成を通じてそれらすべてを理解するのに役立つソフトウェアが含まれます。
ADAS（先進データ収集システム）
ADASはDAQのより高度なバージョンと考えてください。一般的なDAQの機能に加え、リアルタイム分析、リモートアクセス、高度な自動化といった追加機能を備えています。これらのシステムは、高頻度のデータ収集や現場でのより複雑な分析など、速度と精度が重要となる状況で特に役立ちます。
データロギングシステム
これは通常、DAQの「データロギング」部分のみを指します。データのキャプチャと保存に重点を置いており、センサー、通信、または処理ソフトウェアは必ずしも含まれません。
監視システム
DAQ と互換性のある、より広義の用語です。監視を実行するシステム全体を説明するために、よりカジュアルに使用されることもあります。
SCADA（監視制御およびデータ収集）
SCADAは監視制御データ収集（Supervisory Control and Data Acquisition）の略です。これらのシステムは監視にとどまりません。電力・エネルギー、水処理、石油・ガス、製造業といった業界で、リアルタイムの制御と意思決定を目的として設計されています。計測、分析を行い、その後、バルブの開閉や機器への電力供給といったプロセスを自動的に開始します。
ゲートウェイとノード: 違いは何ですか?
「ゲートウェイ」という言葉は、計測機器・監視業界で注目を集めています。カンファレンスや展示会で、ゲートウェイを製造しているかどうか尋ねられることがよくあります。たいていは、ゲートウェイが必要だと誰かに言われたことがきっかけです。よく使われるバズワードですが、その意味やシステムへの適合性について、よく理解していない人が多いようです。そこで、関連用語とともに、ゲートウェイについて解説しましょう。
ゲートウェイ
ゲートウェイは、異なる通信システム間の「通信」を支援するデバイスです。DAQとサーバーやクラウドなどの外部システム間でデータを転送するブリッジとして機能します。
ゲートウェイの最も一般的な例の一つは、無線モジュールとセルラーモデムの両方を備えたデバイスです。この構成では、ゲートウェイはフィールド測定「ノード」から無線経由でデータを受信し、セルラーモデムを使用してそのデータをサーバーに送信します。しかし、ゲートウェイは無線とセルラーだけに限定されるわけではなく、あらゆる通信プロトコルの組み合わせを接続できます。例えば、ノードからデータを収集し、衛星経由で送信する有線RS-485/Modbusシステムなどが挙げられます。
実際、この定義によれば、多くのCampbell Scientificデータロガーはゲートウェイとして機能します。例えば、RF407シリーズスペクトラム拡散無線を搭載したCR6自動監視プラットフォームは、複数のCRVW3（バイブレーティングワイヤー式データロガー）からデータを受信し、 CELL200シリーズ セルラーモデムを使用してそのデータをサーバーに送信できます。
データロガー
データロガーは、センサーや計測機器からのデータを自動的に測定し、そのデータを保存するデバイスです。ほとんどのデータ収集システムのバックボーンとして考えてください。
データロガーの中には、無線、携帯電話、衛星通信など複数の通信手段に対応しているものもあれば、単一の通信手段しか使用できないものもあります。データロガーが複数のシステムと通信し、データを外部に送信できる場合、ゲートウェイとしても機能します。しかし、必ずしもそうとは限りません。すべてのデータロガーがゲートウェイとして使用されるわけではなく、多くのデータロガーは大規模システム内のノードとしてのみ使用されます。
データロガーとゲートウェイやノードとの違いは、その主な役割である、センサーを測定し、その測定結果を確実かつ自動的に保存することです。
PLC（プログラマブルロジックコントローラー）
SCADAシステムにおいて、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）は運用の頭脳のような役割を果たします。PLCは産業用コンピュータであり、リモートターミナルユニット（RTU）などのデバイスからデータを取得し、分析して制御信号を送信することで、様々なアクションを自動化します。例えば、モーターのオン/オフ、ダムのゲートの開閉、送水ポンプの起動などです。
PLCはスタンドアロンのユニットとして考えられがちですが、データロガー（Campbell Scientific社製など）もこの役割を担うことができます。データロガーに出力機能があれば、SCADAシステム内でシンプルなPLCとして機能し、データと制御の両方を1つのコンパクトなデバイスで処理できます。
ノード
ノードとは、センサーからのデータを測定し、ゲートウェイに送信するシステムまたはデバイスです。データロガーとは異なり、ノードはデータを長期保存する必要はありませんが、保存することも可能です。ノードの役割は、測定を行い、通常はリアルタイムでデータを渡すことです。
ほとんどのシステムでは、複数のノードが単一のゲートウェイに接続され、測定データが1つの中央ポイントに集約されるネットワークが形成されます。Campbell Scientificのデータロガーは、このようなセットアップにおいてノードとしてよく使用され、センサーデータを取得し、ベースステーションに送信したり、ベースステーション経由で送信したりします。
リーフ
「リーフ」とはDAQにおけるノードの別名ですが、小さな違いが1つあります。それは、ノードネットワークの分岐の末端に位置するということです。つまり、下流の他のノードには接続せず、データの受け渡しにも使用されません（無線ネットワークにおけるリピーターの機能とは異なります）。リーフは、単にその分岐の終点に過ぎません。
RTU（リモートターミナルユニット）
RTUは、SCADAシステムで使用される堅牢で信頼性の高いフィールドデバイスであり、センサーデータの測定、送信、そして場合によってはプロセス制御にも使用されます。多くの場合、RTUはセンサーからデータを収集し、中央のSCADAシステムにデータを送信するために使用されます。
RTUは制御タスクを処理できますが、その役割は通常PLCで担われることが多いです。しかしながら、Campbell Scientificのデータロガーは、幅広いアナログおよびデジタル信号を出力できるため、現場で柔軟かつ強力なRTUとして機能します。
センサーとは何でしょうか? (そしてなぜこんなに多くの名前があるのでしょうか?)
物理現象を測定する装置には、様々な用語が使われていることにお気づきでしょう。ここでは、私が長年目にしてきた用語をいくつかご紹介します。ただし、これは決して網羅的なリストではありませんのでご了承ください。
センサー
センサーは、温度、圧力、光、動きの変化など、物理世界で起こっていることを検出し、それを通常は電気的または光学的な、人間が読み取れる信号に変換するデバイスです。
例えば、熱電対は温度変化を感知し、それを微小な電圧（ミリボルト信号）に変換します。水銀温度計も、ガラス管内で水銀を膨張させることで温度に反応し、その温度を視覚的に読み取ることができるため、センサーとみなされます。センサーによって「言語」は異なりますが、いずれも私たちの周囲で何が起こっているかを理解するのに役立ちます。
計測器
計測器はセンサーよりも広義の用語で、物理量を測定、監視、または制御するために使用されるあらゆるデバイスまたはシステムを指します。完全なパッケージとして考えてください。
例えば、デジタルマルチメーターは計測器です。電圧、電流、抵抗を測定できるだけでなく、結果を処理して表示することで、実際に情報を活用できます。計測器にはセンサーが内蔵されている場合もありますが、それ以上の機能を備えており、データの解釈や活用を支援します。つまり、計測器はデータをより有意義なものにしてくれるのです。
トランスデューサー
トランスデューサーとは、ある形態のエネルギーを別の形態のエネルギーに変換する装置です。通常、物理的な入力（圧力や力など）を、測定可能な電気信号に変換します。
「センサー」と「トランスデューサー」はよく同じ意味で使われますが、密接に関連しているので問題ありません。主な違いは？センサーは電気または光の出力を出すのに対し、トランスデューサーは何かを電気信号に変換することを指します。つまり、すべてのトランスデューサーはセンサーですが、すべてのセンサーがトランスデューサーであるとは限りません。
プローブ
プローブとは、測定対象の環境またはシステムに直接設置するように設計されたセンサーまたはトランスデューサーの一種です。通常、プローブには、監視対象に直接接触するセンシング素子が備わっています。
例えば、pHプローブは液体中に設置され、作用が起こっている場所で酸度を測定します。プローブの重要な特徴はその形状です。物理的に「液体中に入り込み」、発生源で測定できるように作られています。
ゲージ
ゲージとは、値を直接表示するために使用される計測機器で、機械式またはアナログ式が一般的です。圧力、液面、機械寸法の測定によく使用されます。
ゲージには機械式のものもあれば、センサーのように電気信号や光信号を出力するものもあります。実際、「ゲージ」と「センサー」という用語は、特に測定と表示の両方を行う機器の場合、同じ意味で使われることがあります。例えば、ひずみゲージは電気信号を出力しますが、土壌テンシオメーターは目視で読み取るダイヤルを備えている場合があります。
測定装置
これは、物理的なパラメータを測定するために使用されるあらゆるツールまたはシステムを指す包括的な用語です。センサー、計測器、プローブ、ゲージ、あるいは統合されたセットアップ全体を指す場合もあります。
例えば、レーザー距離計は測定機器に該当します。距離を検知するセンサー、測定値を表示するディスプレイ、さらにはデータを保存または送信するためのソフトウェアが組み込まれている場合もあります。何かを測定できるのであれば、この包括的な用語に該当します。
手動、半自動、それとも自動？ワークフローについてお話しましょう。
計装システムは、完全な手動から完全自動化まで、さまざまな形態をとります。このセクションでは、その線上にあるいくつかの個別のポイントを定義したいと思います。
完全手動データ収集システム
完全に手動のデータ収集システムでは、私が「データストーリー」と呼ぶ部分のあらゆる部分を人が処理します。つまり、手作業で測定を行い、ログブックやフィールドノート（Rite in the Rain ®など）に記録し、その後、そのデータを手作業で処理するのです。自動化は一切ありません。
このアプローチには明確な利点がいくつかあります。導入コストが低く、導入も簡単で、複雑なシステムやソフトウェアを習得する必要もありません。しかし、手動システムには課題もあります。人為的ミスが発生しやすく、精度にばらつきがあり、時間がかかりがちで、時間の経過とともにコストが積み重なっていくのです。さらに、作業スケジュールにも制約されます。ほとんどのデータは週または月に1回、現場訪問時にのみ収集されるため、この方法は非常に時間がかかります。
半自動データ収集システム
半自動システムは、完全な手動システムと完全な自動システムの中間に位置し、プロセスのどの部分が自動化されているかに応じて、いくつかの方法で定義します。
1 つのバージョンでは、人が手動で測定を行い、それをタブレットまたはフィールド コンピューターに入力して、データをデジタル化して保存します。
もう1つの方法は、センサー（トランスデューサーとも呼ばれます。上記参照）を使用して測定を行うものの、データは手動で収集するというものです。こちらの方が最もよく見られる方法です。例えば、掘削孔に圧電計を設置しているものの、データロガーに接続していない場合があります。その場合、代わりにVWAnalyzerなどの読み取り装置を使用して、現場で手動で測定値を取得します。
この設定により、完全な手動システムと比較して精度が向上し、人的エラーも軽減されます。しかし、各センサーを実際に人が確認する必要があるため、データ収集に時間がかかり、継続的な人件費が発生します。これは、手動システムで直面する課題の一部です。
完全自動データ収集システム
完全自動化されたデータ収集システムでは、測定からデータの保存・送信まですべてが電子的に行われ、システムの稼働後は人為的な介入は一切不要です。センサーはデータロガーに接続され、データを記録し、コンピューター、サーバー、またはクラウドに保存または送信して、表示・処理を行います。
メリットは何でしょうか？これらの自動化DAQは、非常に正確で効率性が高く、手作業では到底及ばない速度でデータを収集できます。初期投資は高額になるかもしれませんが、自動化システムは時間の経過とともに利益を生むのが一般的です。なぜなら、現場に人員を派遣して手動でデータを収集するのは継続的なコストであり、しかもすぐに積み重なっていくからです。一方、自動化されたシステムは、最小限のメンテナンスで何年も運用でき、現場への再訪問も不要です。
自動化における課題の一つは、学習曲線です。この種のシステムの設定と管理には、ある程度の専門知識が必要になる場合があります。しかし、幸いなことに、これは容易になってきています。多くの企業が、システムをより使いやすくするために尽力しています。Campbell Scientificでは、Short Cut プログラムジェネレーターなどの便利なツールを提供しており、自動化機器の初心者でも簡単に設定・使用できるよう、常に革新を続けています。
最後に
以前、テクニカルライターとして働いていた時に、言葉の持つ力の大きさを実感しました。適切な言葉は、情報を伝え、啓発し、教育することができます。しかし、間違った言葉は、人を混乱させ、圧倒し、疑問を抱かせてしまう可能性があります。
この記事を通して、計装関連の難解な専門用語を「えっ、何？」というレベルから「ああ、わかった」というレベルに引き上げたいと思っています。この記事を読んで、少しでも理解が深まったなら、それは私にとって大きな喜びです。
これはほんの始まりに過ぎません。もし、他に混乱を招くような用語に出会ったり、ご自身の経験に基づいて異なる定義をお持ちの方がいらっしゃいましたら、ぜひお聞かせください。この分野でよりスマートに、より明確にコミュニケーションをとるために、会話を続け、共通の語彙を構築していきましょう。
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著者について
Eric Schmidt is an Application Engineer in the Infrastructure Group at Campbell Scientific, Inc. He works with customers on the technical aspect of building measurement systems; helps provide trainings for all of Campbell Scientific’s international offices; and attends conferences related to dams, mines, and geotechnology. He received his bachelor’s degree in biological engineering from Utah State University. In his spare time, he enjoys canyoneering and composing music.
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