電流計の分流

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  • 質問者：toraou
  • 質問日時：2001/11/06 13:30
  • 回答数：1件

電流計の分流についての説明をおしえてください。できれば、フルスケールが1mAのときで・・・

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「倍率器 分流器」に関するQ&A： 分流器、倍率器について

A 回答 (1件)

No.1ベストアンサー

  • 回答者： myeyesonly
  • 回答日時：2001/11/06 14:02

分流器とは、電流計のフルスケール以上の電流値を計りたい時に、電流計と並列につなぐ抵抗器の事です。



電流計本体に流れる電流を一定の比率で分流させて、電流計に流れた電流をその比率倍して電流値を計算します。

例えば、内部抵抗が１キロオームで、フルスケールが１ミリアンペアの電流計と並列に２５０オームの抵抗器をつなぐと、抵抗器に流れる電流は、電流計の４倍になります。
ですから、この回路全体では、電流計のフルスケールの時は、電流計に１ミリアンペア、抵抗に４ミリアンペアで、合計５ミリアンペアとなり、電流計の指示値を５倍すれば、５ミリアンペアまで計れます。

一般に、分流器の抵抗の計算は、

分流器＝電流計の内部抵抗／（倍率－１）

で計算されます。
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＞元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
＞それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
＞この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
＞わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

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＞元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
＞それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
＞この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
＞わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
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普通は、図１のように、電流を電圧に変換して、Vout-GND 間の電圧を電圧計で測定すればいいと思います。

　　　　　　　　　　　I1 →
　　　　　　　┌── R1 ─┐
　　　　　　　│　　　　　　　│
　　　I1　→┴┤-　＼　　 │
　　　　　　　　 ｜　　　 >─┴─ Vout = -I1*R1
　　　　　　　┌┤+　／
　　　　　　　│
　　GND ─┴───────
　　　　　　　　　　　　R1 = 1MΩ なら、I1 = 1μA のとき、Vout = -1V

　　　　　【図１　電流-電圧変換】

どうしても電流計で測定したいのであれば boobee0125 さんの回路（図２・図３）でもいいと思います。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　I1 →
　　　　　　　　　　　　　　　┌────── R1 ──────┐
　　　　　　　　　　　　　　　│　　　Q1　　　　　　　　　　　　　　　　│
　　　 I1 → (A)─┬─┬┴─┤-　＼　　　　　-　　　+　　　　　│
　　　　　　　　　　 │　 │　　　｜　　　　>─ (C) 電流計 (D) ─┤ ← -I1*Rf
保護ダイオード　▽　 △　 ┌┤+　／　　　　　　← I2　　　　　 │
　　　　　　　　　　 │　 │ 　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ra　↑ I2 - I1
　　 GND （Ｂ）─┴─┴─┴─────────────┘
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　I2 = ( 1 + Rf/Ra )*I1

　　　　　【図２　boobee0125 さんの回路】

　　　　　　　　　　　　　　　　　　I1 →
　　　　　　　　　　　　　　　┌── R1 ──-┐
　　　　　　　　　　　　　　　│　　　Q1　　　　 │← -I1*Rf
　　　 I1 → (A)─┬─┬┴─┤-　＼　　　│　　　　-　　　+
　　　　　　　　　　 │　 │　　　｜　　　　>─┴─ (C) 電流計 (D) ─┐
保護ダイオード　▽　 △　 ┌┤+　／　　　　　　　　　← I2　　　　　 │
　　　　　　　　　　 │　 │ 　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ra　↑ I2
　　 GND （Ｂ）─┴─┴─┴───────────────┘
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　I2 = I1*Rf/( r + Ra )
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　r は電流計の内部抵抗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　r << Ra なら I2 ≒ I1*Rf/Ra

　　　　　【図３　boobee0125 さんの補足1の回路】

なお、測定したい電流 I1 の向きが図１～３の方向だけであっても、オペアンプの出力電圧範囲を考えると、オペアンプの電源は±電源としたほうがいいと思います。Rf = 1MΩ、I 1 = ±1μA のとき、オペアンプの出力電圧は ±1V となるので、オペアンプの電源電圧を ±5V以上 とすれば、どんなオペアンプでも大丈夫だと思います。オペアンプの型番は何でしょうか？　オペアンプによっては boobee0125 さんの回答にあるように片電源で済む場合もあります。

普通は、図１のように、電流を電圧に変換して、Vout-GND 間の電圧を電圧計で測定すればいいと思います。

　　　　　　　　　　　I1 →
　　　　　　　┌── R1 ─┐
　　　　　　　│　　　　　　　│
　　　I1　→┴┤-　＼　　 │
　　　　　　　　 ｜　　　 >─┴─ Vout = -I1*R1
　　　　　　　┌┤+　／
　　　　　　　│
　　GND ─┴───────
　　　　　　　　　　　　R1 = 1MΩ なら、I1 = 1μA のとき、Vout = -1V

　　　　　【図１　電流-電圧変換】

どうしても電流計で測定したいのであれば boobee0125 さ...続きを読む

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acha51補足です
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Aベストアンサー

＃２です。

>>電流計の保護という観点で対応策はないのだろうかと質問しておりました。

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　　　　　　　＼　○──────┘

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