圧電素子の特性実験について

このQ&Aのポイント
  • 圧電素子の特性実験について調査中です。
  • 現在、圧電素子に外力を与えた時の電圧と電流を同時に測ることができない状況です。
  • 圧電素子の特性を正確に測定するためには、どのような方法があるか教えていただきたいです。
回答を見る
  • ベストアンサー

圧電素子の特性実験について

圧電素子の特性を調べる実験をしています。 圧電素子に外力を与えた時に発生する電圧と電流を個別に測ることはできました。 電圧:デジタルオシロスコープで測定。 電流:抵抗をつなぎ、抵抗にかかる電圧降下をオシロではかり、電流を測定。 しかし、圧電素子に外力を与えた時の電圧と電流を同時に測れなくて困っています。 現在のやり方として圧電素子に抵抗とオシロをつないで、CH1を回路全体、CH2を電圧降下で測定しようとしたのですが、同時に測ることが出来ませんでした。 圧電素子の知識がないので、なぜ同時に測れないのか?どうすれば電圧と電流を同時に測ることができるのか教えていただきたいです。 よろしくお願いします。

  • 科学
  • 回答数6
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • FT56F001
  • ベストアンサー率59% (355/599)
回答No.6

オシロスコープのつなぎ方については,他の回答者さんのおっしゃる通りです。 圧電素子を電源にして,電圧と電流と別々に測る,というからには 何か負荷回路を考えてますか? 1)圧電素子を開放したときの電圧      → 既に計れた 2)圧電素子を(微小抵抗で)短絡した時の電流 → 既に計れた 3)圧電素子に何かの負荷回路をつけたときの電圧・電流 電圧と電流を同時に計るなら, 圧電素子と計測回路の他に,負荷回路が出てくるはずですが??

その他の回答 (5)

  • masudaya
  • ベストアンサー率47% (250/524)
回答No.5

オシロのグランドは共通のものがほとんどです. (テクトロの昔のハンディオシロはグランドが絶縁されていました.) なので,電位の違う2点をグランドで接続すると その間は導通され,電位差は発生しません. 対処方法としては,どちらかのグランドは 大きめの容量(全体の応答早さで変わるので大きめとしかいえません,) で切ればはかれると思います. お試しください.

  • el156
  • ベストアンサー率52% (116/220)
回答No.4

Ch1とCh2のグランドは繋がっているということをご理解いただいていますか? グランドは電流測定と電圧測定の共通接続点にしてあるでしょうか。そうなっていないようでしたらそうしてみてください。

  • co2ro
  • ベストアンサー率30% (154/499)
回答No.3

カレントプローブ(電流プローブ)を使用すれば?

  • misawajp
  • ベストアンサー率24% (918/3743)
回答No.2

2現象オッシロの測定原理を理解していますか また 測定対象の持続時間がどのくらいかも 過渡現象に対する理解不足です(机上の学問の領域から抜け出せていません)

  • oo14
  • ベストアンサー率22% (1770/7943)
回答No.1

電流の計り方ってわかります? すでにやっておられるように既知の抵抗にかかる電圧を計っているのです。 というか、電流を直接測るには大電流がいりますし、精度が極端に悪いです。 それから、普通の測定器だと1つの機械にグランドは1つですよ。 同じ点が電圧の、そして電流の基点です。あとは仮想抵抗を補正すれば、 そこそこ事態を確認できるのでは。

関連するQ&A

  • 圧電素子の実験 ダイオードについて

    圧電素子を使って実験しており,特性をとりたいと考えております. しかし,実験で用いている圧電素子は発電量が小さく,交流出力です. なので並列(もしくは直列で接続)に接続した圧電素子の出力を,直流に整流してから測定してみようと思うのですが,振動器で振動させると,出力電圧が○mVー電流は○μAと,とても小さく,ダイオードの特性上,整流するのに電圧が足りないのではないかと思っております. この小さな電力でも特性を発揮するダイオードはないでしょうか? 他に昇圧チョッパを組み込み電圧を上げる事を考えたのですが・・・ よろしくお願いいたします.

  • 圧電素子にかける入力電圧

    圧電素子(ピエゾ素子)に電圧を掛け、変位センサを用いて振動する圧電素子の変位を取ろうと考えています。変位は渦電流変位センサを用いて測定します。ここで書籍などで圧電素子に掛ける入力電圧はsin波またはステップ入力と書かれているんですがなぜ、sin波としなければならないのでしょうか?

  • 圧電素子のインピーダンス

    圧電素子を駆動させて超音波を発振しようとしています。40V程度の電圧を素子に印加しているのですが、同じ特性の別の素子で発振された音波を受波すると出力される電圧はせいぜい10mV程度です。インピーダンスのマッチングを行っていないために高い電圧を印加しても実際に素子のドライブに使われている電力が小さいのではないかと考え、素子の駆動周波数においての電圧波形と電流波形の位相のずれを調べてみたのですが、駆動周波数では位相が一致していました。この場合この周波数における等価回路を書くとしたら単純に抵抗だけと考えて差し支えないのでしょうか。また位相が一致しているということは素子に印加した分の電力はすべて素子のドライブに使われていると考えてよいでしょうか。 ご存知の方がおられましたらご回答お願い致します。

  • 圧電素子のノイズ

    圧電素子(特にケーシング等はされていない)を2個用いて,1個を送信に,もう1個を受信用として2つの素子を正対させ,送信側の素子にある周波数の正弦電圧信号を入力します.この時2つの素子間の距離が数ミリの場合,受信側素子の出力電圧を測定すると,最大で500mV程度(28.2Vの入力に対して)のノイズが観測されます.この程度のノイズが生じると伝播してきた音波による出力電圧を判別することが出来ないために,このノイズを何とかしたいと考えています.ノイズを低減する方法等ご存知の方がおられましたらぜひアドバイスをお願いします. 個人的には,素子とつながっているリード線をシールド線にする.または圧電素子をケースに入れて使用するのが効果的なのではと考えています.

  • 圧電素子のインピーダンスマッチング方法について

    最近圧電素子について研究を始めた者です。圧電素子の内部抵抗を求めるためにインピーダンスマッチングを行おうと考えています。 電気回路や性能試験にに関する知識に乏しいため、詳しい技術者の皆様にご意見を頂けたらと思い質問を投稿させていただきました。インピーダンスマッチングの手順については、文献やネットなどから情報を集めて実験を行いましたが、素子の内部抵抗を求めることができません。 以下手順になります。 ?圧電素子の出力が小さいためてきとうに外部抵抗器を接続し、片持ち梁の状態で加振器に固定する。 ?加振器を振動させながら、電圧を測定する。 ?一番電圧の出た振動数を共振周波数とする。 ?共振周波数を一定にして接続する外部抵抗値を変化させてゆきながら、一番電圧が高くなる抵抗値を探す。 圧電素子はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を使用しました。 振動数を変えていますが、電圧に大きな変化がありません。この方法に間違いがないか文献を読み漁って確認を行っておりますが、確証が持てません。知識に乏しく大変稚拙な質問をしているかとは思いますが、何卒ご指摘ご鞭撻のほどよろしくお願いいたします。

  • 圧電素子に衝撃を与えるとなぜ電気が出てくるのか教えて下さい

    ガスレンジやライター等に使われている圧電素子についていつも疑問に思っているんですが教えて下さい。 ☆衝撃を与えるとどうして電気が出てくるのですか。 ☆もしできることであれば電圧を高くしたり電流を多くしたい時には寸法を変えればよいのでしょうか。 ☆どういう材質でできているのですか。

  • 圧電セラミックに関して

    圧電素子の研究を行っていて、圧電素子の特性を評価すべく下記に書かれた方法で定電圧回路を作成し、共振周波数を測定しようとしているのですが、測定結果はサイン波が増幅し、一定を保った後、減衰するといった結果しか得られませんでした。出力は信号発振器により。5Vを周波数10000~100000まで変化させ、測定を行いました。 どなたかなぜ共振が起こらないか教えていただけないでしょうか。 ちなみに、圧電素子のカタログ値より算出した共振周波数は47000Hzでした。 http://www.fujicera.co.jp/product/j/01/06.html

  • 圧電素子駆動回路について

    圧電素子をFETスイッチング回路で駆動させようとしていますが、圧電素子を繋ぐと電圧低下が発生して、うまく駆動できません。 使用しているFETは2SK1880 電源電圧は180V、電源とドレイン間に1.5Mohmの抵抗を挿入 入力はFGより10Vのパルス信号を入力 パルス幅は6msで周波数は4Hz 圧電素子はドレイン端子とGND間に接続しており、その容量は25nFあります。 そもそもこの回路良いのかも分かっていません。 アドバイスをお願いします。

  • 圧電素子の電力でオペアンプやトランジスタは動きます

    こんばんわ。 圧電素子を10枚程並列に繋いで100均のLEDナツメ球の整流回路を使い、 これまた100均のUSB充電器の昇圧回路を使って5Vとし、 テスト的に2本の充電池に充電した床発電をやった事があり じわじわですが、充電の確認が出来ました。 圧電素子ですが、電圧は取れたとしても電流がほとんど無いと言う話しですが 上記の場合、並列に繋ぎ電流を少しでも補えたと言う事でしょうか? また、その電力を使ってオペアンプもしくわトランジスタを駆動する事は難しいでしょうか? とあるサイトでの実験で、 圧電素子を整流し、1uF~100uFくらいのコンデンサーを繋ぎメロディICを駆動させていました。 2sc1815等で簡単な増幅回路を同じように動作させるのは難しいでしょうか? お暇な時で結構ですので、宜しくお願い致します。

  • 圧電素子でプラグの火花確認

    お世話になります。 バイクのエンジンのかかりが悪く、頻繁にプラグの火花が飛んでるかチェックしたいんですが、キック式のバイクなのでプラグをプラグキャップにつないで車体の金属部分に当ててチェックする方法だと、キックと同時に見なければいけないので見にくいです。というか、明るい場所だとまず見れません。 そこで圧電素子を使う方法を考えました。 プラグの金属部分(六角のあたり)を指で持ちながら、ターミナルにライターの圧電素子を当てて、カチッとやります。 それで、持ってる指にピリッと来たらちゃんと火花が飛んでいる。ピリッとこなかったら火花は飛んでいないので問題あり。 というチェック方法なのですが、これは有用ですか? 軽く調べただけですが、プラグの電圧が3~4万ボルト、圧電素子の電圧がせいぜい1万ボルトとのことなので、圧電素子で火花が飛ぶのならプラグキャップにつけた場合は確実に火花が飛んでいるということだと考えているのですが、正しいですか? 一応言っておきますが、プラグ自体の良し悪しの話です。プラグコード(プラグキャップ)には正常に電気がいっているという前提です。 よろしくお願いしますm(_ _)m