ホイートストンブリッジで測定すると、精度がよいと聞いたのですが、それはなぜなんでしょうか?その理由を教えてください。お願いします。

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A 回答 (4件)

イメージとしてです。



初歩的な電気知識がある仮定で説明します。
回路図は省略しますが、回路の説明に前にキルヒホッフの法則を薄っぺらで良いですから、わかっていれば良いです。(特に第二法則)
この回路の真ん中の電流値がゼロ(*1)の時にホイートストーンブリッジの関係式で成立します。電気では電圧・電流・抵抗の3つの影響が発生するのに、
この回路では、抵抗だけです。よって、不安定要素が少ないのです。

*1これは、ここに電流が流れていないのではなく、上から5の力が流れているとしたら、下からも5の力が流れていて、結局、見た目は流れていないという事です。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。よくわかりました。

お礼日時:2001/10/19 18:41

 みなさんがおっしゃっているように、測定要素が少ない


ことも精度が良くなる理由ですが、何よりも電流計・電
圧計を接続していないことが、精度が良くなる最大の理
由です。

 電流を測定しようとして電流計を接続すれば、電流計
自身の内部抵抗により、接続前より電流は小さくなりま
す。電圧を測定しようとして電圧計を接続すれば、電圧
計にも電流が流れるため、接続前より電圧は小さくなり
ます。 
 これらの誤差は、電流計・電圧計を用いる限り、絶対
避けられません。

 ホイートストンブリッジならば、理論的な誤差はあり
ません。

 もちろん、実験ですから誤差を0にすることは不可能
ですが・・・
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一応、基本のホイートストンブリッジで未知の電気抵抗を既知の抵抗と比較して測定する回路と計算式および測定法は、ご存知のものとして説明します。



当然、既知の抵抗値は、精度が高い物とします。
計算式は、電源電圧を含みませんから、電圧の値は、測定値に関係ありません。
検流計の電流が限りなく0のときを読み取るわけですから、検流計は、高感度の物が使用できます。
以上の条件のとき上記の理由で精度が高いといえると思います。
なお、検流計は、最初から高感度だと不平衡電流が大きいときに振り切って壊すことがありますから、低感度から初めて徐々に感度を上げていく注意が必要です。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
実験ではエレクトロニック検流計というのをつかったのですが、感度を低くしてからやっていたのですが、振り切ってしまいそうになり、どきどきの実験でした。

お礼日時:2001/10/19 18:39

全然自信が有りませんが...



図は省略します。
ホイートストンブリッジは検流計の値が0になったとき、
Z1・Z3=Z2・Z4であるといったやつですよね。

検流計の値が0にするという点がミソだと思います。
一般に指示計器(ここでは検流計)は可動部を持ちますから、
その指示は必ずしも正確ではありません。
だから検流計感度のみを信頼し、電流が流れているか、流れていないかのみを
問題とする。このような計測システムをゼロ点法といいます。

上記式のとおり、計算に電流は一切出てきません。
ですから電流の値の精度は考慮しなくてもいいことになります。
ということは、既知の抵抗の精度のみが計測に影響することになるので、
充分な精度を持つ抵抗を使えば、より精密な計測ができることになります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。抵抗値が正確だと、精度はいいということなんですね。

お礼日時:2001/10/19 18:34

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>測定レンジは230μm~2.54mmです。また精度はF.S±0.5%と聞いています。
測定レンジは230μm~2.54mmの間にレンジ切替えがある筈です。???
仮に、2.54mmFS±0.5%のみであれば、約±12.5μmの測定誤差で零点調整が出来ないタイプですので全測定範囲で±12.5μmの測定誤差を測定器メーカはうたいます。

>この場合は、2.54mmを測定した時は、2.54mmの±0.5%=約12.5μmの測定誤差が出ますが、
>仮に500μmを測定した時は、約3μm程度の測定誤差になるということでよろしいですか?
「測定レンジは230μm~」がありますので、測定器メーカは±12.5μmの測定誤差を全測定範囲でとうたい、測定実力は中心測定値付近の1275μm付近が精度が良く、上下限付近で急激に誤差が発生するタイプです。
実力と誤差保証は違いますので、『仮に500μmを測定した時は、約3μm程度の測定誤差・・・』は参考値として捉えてください。
測定器メーカの保証するのは、精度はF.S±0.5%であれば全範囲±12.5μmの測定誤差となります。
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>実際に500μmのギャップを測定した時は、498μm~500μmの値を示します。
>よって、Accの範囲内にStaが含まれるような形でしょうか。。。?
再現性の数値から推定して、Staは無視出来る範囲であるので規定していないと判断されます。
 

KEN_2 です。
>測定レンジは230μm~2.54mmです。また精度はF.S±0.5%と聞いています。
測定レンジは230μm~2.54mmの間にレンジ切替えがある筈です。???
仮に、2.54mmFS±0.5%のみであれば、約±12.5μmの測定誤差で零点調整が出来ないタイプですので全測定範囲で±12.5μmの測定誤差を測定器メーカはうたいます。

>この場合は、2.54mmを測定した時は、2.54mmの±0.5%=約12.5μmの測定誤差が出ますが、
>仮に500μmを測定した時は、約3μm程度の測定誤差になるということでよろしいですか?
「測定レンジは230μm~」...続きを読む

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