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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A 回答 (1件)

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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皆様のお知恵お拝借させてください
宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

回路は簡単です。
部品は秋月から買えます。
ICはこれ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02324/
電源はこれ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-01437/
その他、基板、抵抗、コンデンサ、電源との接続用コネクタとか色々必要です。

こうゆう問題は、inara(1)さんが得意ですから、助言戴けるかも知れません。

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電流計についてなのですが、画像の問題を読むと

回路の電流を測定するために電流計をつけた。それによる測定回路の抵抗の変化分を補償するために直列に抵抗Rをつけた

と書いてあるのだと思うのですがなぜ抵抗Rをつけるのでしょうか。
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

電流計の耐電圧の関係かなと思いましたがそのような事も書いてありませんし、なぜわざわざ減った抵抗値を増やすような事をするのでしょうか。

Aベストアンサー

>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
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないですが、
設問に対しては「そういう前提」と解釈して解答するだけですね。
「その理由がわからないと解答できない」ってわけじゃないですし。

で、「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」意味ですが、
例えば、実験目的で電流値をいろいろ変え、追従してRs値交換し、電流値を記録し
a,b端子間の電圧降下を算出する場合などは、一定値の方が都合がいいように思います。
計算式が1つで済むので。
そうでないと(測定時のRs値によって)計算式を変える必要がありますよね。
組合せが増えれば作業も手間だし間違える可能性も出てくるし検証も複雑になる。


「一定にする」のと「少しでも小さくする」のは両立できず、一長一短です。
どちらを取るかは状況や価値観によります。本設問では「一定にする」と読めます。

電流計はrg=0オームで回路に影響与えないのが理想なんですが、
回路のエネルギーを横取りするので、現状、どういう方法でも元の回路に影響を与えます。
(クランプ式の電流計も)
少しでも0に近い方が、それによる測定誤差はより小さくなり、望ましいのですが
素の電流計 rg 以下にはできません。誤差の要因は他にもあります。
「測定誤差はこれくらいは許容」前提な測定を行うことはママあります。

>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
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないで...続きを読む

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Aベストアンサー

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】

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