令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問10

テクノロジ組込み・IoTセンサー・アクチュエーター・マイコン制御

モーターの軸に装着された回転センサーから出力されるパルスの周期を，1MHzのクロック周波数でカウントアップするタイマーで計測したところ，10,000カウントであった。モーターの回転数は毎秒何回転か。ここで，回転センサーはモーターの軸が1回転するごとに図のようなパルスを2回出力するものとする。

回転センサーの出力信号
図の説明テキスト

「回転センサーの出力信号」というラベルの横にパルス波形（矩形波）が描かれている。波形の立ち上がりから次の立ち上がりまでの1周期分を示す両矢印があり、その間に「10,000カウント」と記述されている。

解答・解説

正解: ア. 50

モーターの回転数を求めるためには、まず1パルスあたりの時間（周期）を計算し、そこから1秒間あたりのパルス数、最後にモーターの回転数を導き出します。

  1. パルスの周期を求める
    タイマーのクロック周波数は1MHz（10610^6 Hz）なので、1カウントにかかる時間は 1/1,000,0001 / 1,000,000 秒（1μs1 \mu s）です。
    計測されたパルスの周期は10,000カウントであるため、1パルスあたりの時間は以下のようになります。
    10,000×11,000,000=0.01 秒10,000 \times \frac{1}{1,000,000} = 0.01 \text{ 秒}

  2. 1秒あたりのパルス数を求める
    1パルスの周期が0.01秒なので、1秒間に出力されるパルス数は以下の通りです。
    1÷0.01=100 回1 \div 0.01 = 100 \text{ 回}

  3. モーターの毎秒の回転数を求める
    回転センサーはモーターの軸が1回転するごとにパルスを2回出力します。
    したがって、1秒間のモーターの回転数は、1秒間のパルス数を2で割ることで求められます。
    100÷2=50 回転100 \div 2 = 50 \text{ 回転}

よって、モーターの回転数は毎秒 50 回転となります。

各選択肢の解説

  • ア
    正解です。上記の計算通り、毎秒50回転となります。
  • イ
    モーター1回転につきパルスが1回出力されると誤認した場合の数値です（100÷1=100100 \div 1 = 100）。
  • ウ
    1回転あたりのパルス数で割るべきところを、掛けてしまった場合の誤りです（100×2=200100 \times 2 = 200）。
  • エ
    クロック周波数や周期の桁数など、計算単位を誤ったことによる誤答です。

Spineチーム