ヒステリシス特性とは？初心者向けに解説します

私的な考え方です

たとえば０Ｖから５Ｖの変化する電圧があって、３Ｖ以上はＯＮ
３Ｖ以下はＯＦＦとして取り扱う場合、正確に３Ｖの場合の処理はどうしたらいいでしょう。
ＯＮ？　ＯＦＦ？
変化する方向から幅を持たせないと処理できないわけです。

こういった事を回避するために、一旦ＯＮ・ＯＦＦのレベルを方向により変更したものがヒステリシス思ってます。

このヒステリシスの幅が非常に少ない場合、ハンチング（ＯＮになったり・ＯＦＦになったりする）を起こします。

電子用語としてのヒステリシスとは↓
シュミットトリガ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%9F%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%88%E3%83%AA%E3%82%AC
http://www2.renesas.com/faq/ja/f_tech.html#0405
しきい値
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%97%E3%81%8D%E3%81%84%E5%80%A4
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/logic/selection/topics/1187774_1100.html
http://www.miyazaki-gijutsu.com/series4/densi0523.html




機械用語としての塑性変形のバネとか磁石の着磁特性とかでは
機械用語では行きと帰りで結果が違う　＜機械のヒステリシス

電子機器では行きと帰りの結果が違っては困る
ＯＦＦからＯＮして再度ＯＦＦしたらＯＦＦまで到達しない　＜絶対に困る

電子用語としてのヒステリシスは結果は同じでも途中経過が違う事を言う

電子用語を使わずに例を挙げれば

東名から首都高を通って東北自動車道に行くとする
行き
東名用賀ＩＣ－＞お台場－＞Ｃ２中央環状線－＞川口ＪＣＴ－＞東北自動車道
帰り
東北自動車道川口ＪＣ－＞池袋５号線－＞竹橋ＪＣＴ－＞東名用賀ＩＣ

途中経路は違うが結果は同じ

ＩＣで何故このような事をするのかですが
ノイズによる誤動作防止に尽きる

ヒステリシスを付けると何故ノイズ防止になるのかですが
首都高に例えるなら
用賀から池袋へ抜ける車両台数を数えるとする

用賀から入って途中のＩＣを間違えたヤツが居たとする
お台場方面に行くつもりが池袋に向かってしまった
Ｕターンしてお台場へ向かう　＜逆走違反である
違反＝ノイズ＝誤動作
違反切符は切らないがこれを台数にカウントしてはいけない

但し、途中でのＵターンを許可するのも竹橋まで
それを過ぎたらＵターンは出来ない　　＜これがしきい値

逆に東北道から東名に抜ける車両カウントも
途中までのＵターンは許可する

このＵターンを許可する位置は行きと帰りで違う　＜これがヒステリシス

小生は機械屋で、説明を受けた方の話です。
「ある設定値を超えたらOFF下回ったらONです」
「あまりに反応が良すぎるとON/OFFが頻繁でハンチングの様になりますよね」
「それに合わせて動くMCも接点が荒れますよね」
「ヒステリシスを設定すればハンチング防止できますよ」
「上り側に2%ヒステリシスを設定して基本設定値を20%にしましょう」
「20%を下回ればONして22%まで行けばOFFしますよ」
「デジタル設定値一つで、メータリレーの2針式の様に動作させられますよ」
「ヒステリシスの総幅、設定値の上下それぞれにどれだけのヒステリシスを割り振るかも設定できますよ」
というものです。
以前はアナログ1針式で4-20mA差圧出力を100%表示するダイアラパック。
現在はその後継機種のデジタルものにするときの話です.
厳密にヒステリシスとはそういうものなのかはわかりませんが、なかなかわかりやすくストンと入った感じがしました。
見当違いな答えかもしれませんが参考まで。

お客様には、ポジティブな表現で説明することを勧めします。

「ヒステリシス＝加える力を最初の状態の時と同じに戻しても、状態が完全
　に戻らないこと」

この定義は正当と思いますが、ヒステリシス現象が中途半端や不完全なこと
を示すようで、ネガティブな印象を与えるように思います。


アナログ信号をデジタルに変換するには、しきい値をきめて、それ以上では
「１」、それ以下では「０」と判定するような操作を行います。アナログ信
号にはノイズ成分が含まれることがあったり、変化がゆっくりだったりする
ことがありますが、このような信号がしきい値にさしかかると、デジタル信
号が０と１の間を不安定に行き来する現象が発生することがあります。この
ような不安定現象を防ぐために、０－１に対応させて、しきい値を変化させ
一旦０から１（或いは1から０）に切り替わった信号が不安定に切り替わる
ことを防ぐ方法があります。このような方法を「ヒステリシスを設ける」と
言います。

こんな程度の説明をなさったら如何でしょうか。

ヒステリシスというのはヒストリー（歴史）が語源です。
つまり、以前の状態によって、現在の特性が変わる、
という意味です。言い換えると、以前の状態を知らないと
現在の特性が決まらない、ということです。

たとえて言うと、
品川から池袋へ行くときは新宿経由、
池袋から品川へ行くときは上野経由
といった感じです。

どこから来たかによって途中のルートが違っています。

電気の特性としては、たとえば、
入出力特性が行きと帰りとが違う状態を言うことが多いです。
これによって、信号に含まれる小振幅のノイズに影響される
度合を減らしたりします。

メカで言えば、トグルスイッチとかシーソースイッチの
動作がそれです。OFFからONにするときと、ONからOFFに
するときで、パチっと言う時のレバーの位置がちがいます。

解りにくければ再度説明します。