加速度・ジャイロ・地磁気センサの違い｜IoT中級

3つとも「物の動きや向き」を数値にするセンサですが、測っている量がまったく違います。加速度センサは速さの変わり方、ジャイロセンサは回る速さ、地磁気センサは磁場です。

IoTでは、機械の振動の監視、作業者の転倒の検知、ドローンやロボットの姿勢の制御、物流の荷物の衝撃の記録などに使われます。多くは半導体の加工で作る小さな部品（MEMS）で、たとえば TDK の ICM-42688-P は3軸ジャイロと3軸加速度を1つにまとめた6軸のMEMS部品です（2026年9月27日確認）。

スマートフォンに載っているセンサの一覧はスマホのセンサとはで扱っているので、この記事では3つの違いと、組み合わせて姿勢を求める考え方に絞ります。

Android の公式ドキュメントでは、机の上に静止した端末の加速度センサは重力の約9.81m/s²を示すと説明されています。重力を除いた「動きだけの加速度」は、加速度から重力の成分を引いて求めます。重力のようにゆっくり変わる成分を除く処理はハイパスフィルタの一種で、ノイズとフィルタとはで解説しています。

製品仕様での測定範囲の例として、ICM-42688-P は加速度が±2〜±16g、角速度が±15.6〜±2,000dps の範囲から選べます。Bosch Sensortec の地磁気センサ BMM350 は TMR 技術を使い、±2,000μT の範囲を測ります（いずれも2026年9月27日確認）。

IMU（慣性計測装置）は、加速度センサとジャイロセンサをまとめた計測ユニットです。3軸加速度と3軸ジャイロで6軸、3軸の地磁気センサを加えると9軸と呼ばれます。「6軸」は6個の部品ではなく、測る方向の数です。

姿勢（どちらに傾き、どちらを向いているか）を求める考え方は、次のように整理できます。

つまり、ジャイロは短い時間の変化に強く、加速度と地磁気は長い時間で見ると基準がずれないという、互いの弱点を補い合う関係にあります。複数のセンサの値を組み合わせて1つの推定値にすることをセンサフュージョンといい、エプソンの技術コラムでは姿勢推定にカルマンフィルタや拡張カルマンフィルタ（EKF）などの手法が使われると説明しています（2026年9月27日確認）。

Android でも、加速度と地磁気の値から回転の行列を求め、方位角・ピッチ・ロールを計算する仕組みが用意されています。加速度だけでは、重力の向きを軸にした回転（方位）が分からないことも押さえておきましょう。

設備の振動から故障の兆しを見つける使い方は予知保全とはへ。センサを小さく作る仕組みはMEMSとはで解説しています。

IoTシステム技術検定 中級の公式ページに示された出題カテゴリのうち、「センサ／アクチュエータ技術と通信方式（デバイス、ネットワーク、LPWA、プロトコル）」25〜30% に当たります（2026年9月27日確認）。この中で慣性センサが何問出るかは公表されていません。

公式テキスト『IoT技術テキスト 第4版』では、第5章「IoTデバイス」に当たる範囲です。章とカテゴリの対応は当サイトの推定で、使っているのは目次の章名だけです。

4択の形としては、当サイトの作問の観点で次のようなものが考えられます（出題の傾向や頻度を示すものではありません）。

• センサと測る量・単位の組合せを選ぶ
• 用途（傾き・回転・方位・振動）に合うセンサを選ぶ
• ドリフトやセンサフュージョンの説明の誤りを見つける
• 6軸・9軸の構成として適切なものを選ぶ

試験の形式はIoTシステム技術検定 中級とはへ。合格基準は公式に非公開です。

水平な机の上に静止しているデバイスがある。重力を含む加速度を測る3軸加速度センサのうち、鉛直方向の軸が示す値の大きさとして最も適切なものはどれか。

1. 10m/s²
2. 2約9.8m/s²
3. 3約1m/s²
4. 4約98m/s²

正解：2。重力を含む加速度センサは、静止していても重力の大きさ約9.8m/s²（1g）を示します。

1 は重力を除いた「線形加速度」の場合の値です。3 は「1g」の数字を m/s² と取り違えた値です。4 は重力の約10倍で、単位や桁の取り違えです。

ジャイロセンサの説明として、最も適切なものはどれか。

1. 1磁場の向きを測り、デバイスが向いている方位を直接求める
2. 2重力の方向を測り、デバイスの傾きを直接求めるのに使う
3. 3回転の速さを測り、積分することで回転した角度を求める
4. 4移動した距離を測り、そのまま現在の位置を直接求める

正解：3。ジャイロセンサが測るのは角速度で、角度はそれを積分して求めます。積分するため、小さなずれが時間とともにたまるドリフトが起きます。

1 は地磁気センサの説明です。2 は加速度センサで重力の向きから傾きを求める使い方の説明です。4 のように距離を直接測るセンサではなく、位置を求めるには他の情報との組合せが必要です。

ジャイロセンサだけで長い時間姿勢を求めると、角度が少しずつずれていく。このずれを補う方法の組合せとして、最も適切なものはどれか。

1. 1傾きのずれは加速度センサで、方位のずれは地磁気センサで補う
2. 2傾きのずれは地磁気センサで、方位のずれは加速度センサで補う
3. 3傾きと方位のずれを、どちらも照度センサの明るさの値で補う
4. 4傾きと方位のずれを、どちらもジャイロの測定回数を増やして補う

正解：1。加速度センサは重力の向きから傾きの基準を、地磁気センサは磁場の向きから方位の基準を与えるので、ジャイロのドリフトを補えます。

2 は役割が逆です。加速度（重力の向き）からは方位が分かりません。3 の照度センサは明るさを測るもので、姿勢の基準にはなりません。4 のように測定回数を増やしても、積分でたまるずれそのものは消えません。

迷った問題は「そのセンサの単位は何か」「静止しているとき何が出るか」の2点で見直してください。単位が分かれば、選択肢の説明が別のセンサのものかどうかをすぐに見抜けます。

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