- 締切済み
電圧測定で分圧時に使う抵抗・オペアンプについて
現在，下図のような回路を作り，電圧（と電流）を測定することでモーターでの消費電力を計測しています． 分圧抵抗では電源電圧（48V程度）を1/10にして，5V以下の電圧をArduinoなどで計測するものです． 最近になって分圧回路について調べ，「分圧時にはオペアンプをボルテージフォロアとして入れると高精度になる」という知識を得たのですが，そこで疑問が出てきたので質問させてもらいます． ・この回路ではオペアンプを入れても意味がないのではないか？ 調べた限り，分圧して出てきた電圧を電源として使用する…といった回路の時に，定電圧を得るのにオペアンプが役立つという書き方をしていました． 分圧して電圧を測定するだけならば「理想的な電圧計に電流は流れない」はずですから，電源用途の分圧回路とは異なりオペアンプは不要ということになるのでしょうか． ・そもそもこの回路は完璧か？ 本回路の場合，モータへの負荷電流の変化などが測定結果に悪影響を及ぼすことはあるのでしょうか．またその場合，どのように対策すべきでしょうか． また，1/10に分圧するためR1とR2の比率は9:1ですが，その値はどのように決定するべきなのでしょうか． よろしくお願いします．
- sincostan1011
- お礼率21% (13/60)
- 電気設計
- 回答数3
- ありがとう数1
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
みんなの回答
- lumiheart
- ベストアンサー率48% (1102/2295)
ADCの前段にオペアンプが要るか要らないか？で言えば 有った方が良い ＜ コスパの問題 水温や気温計測とかで比較的遅い信号なら少々ノイズが乗ったとしても平均しちゃえばそれで済む つまり、余分な回路は無くても構わない でも、モータ駆動電流とか高速信号を要求される場合は平均時間や個数を多く取れない 問題なのはADCの入力インピーダンスは必ずしも大きいとは限らないと言う事 AVR(Arduino)にLM35温度センサをつなげた場合に正しくA/D変換出来ないトラブル http://siesta.la.coocan.jp/zk/AVR_ADC/AVR_ADC.html 複雑なA/Dコンバータの回路構成を極める http://ednjapan.com/edn/articles/1206/08/news113.html 図3に示すように、Ａ-Ｄコンバータのアナログ・フロントエンドには、プリアンプが配置されます。 https://www.yokogawa.com/jp-ymi/tm/TI/keimame/ad1/ad1_3.htm オマケ めざせ高効率！ モーター駆動入門講座 http://ednjapan.com/edn/articles/1504/28/news009.html
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1340/2259)
＞1/10に分圧するためR1とR2の比率は9:1ですが，その値はどのように決定するべきなのでしょうか 1) 抵抗値が高いほど、分圧器で消費する電力が小さくなるので、理想的な測定条件に近づきます。なぜならば、測定の理想は、測定対象から吸収するパワーがゼロであることですから。 2) Arduinoの入力抵抗が100MΩであっても、無限大ではありません。分圧回路の抵抗値が高いほど、分圧比が計算値からズレるので、測定精度の劣化につながります。また、抵抗値が高いほど、静電誘導によって Arduinoに加わる雑音が増え、これも測定精度を劣化させます。 3) 上記1)，2)のトレードオフを勘案して、抵抗値を決定します。経験値としては、R1＋R2の全抵抗として、100kΩ～10MΩ程度の範囲で選択すればよさそうです。回路の静電シールドが不十分な状況であれば、抵抗値は低めの方が無難です。 4) 市販の抵抗器の抵抗値は、E24系列のものが一般的で、900kΩ＋100kΩの分圧回路を作りたくても、900kΩ丁度のものを入手することが難しいと思います。分圧比が10:1から1％ほどずれますが、E24系列の910kΩを使えば簡単です。複数の抵抗器を組み合わせて、所望の分圧比に近づけることもできますが、ソフトウェア上で分圧比を修正すればいい問題なので、悩む必要は無いと思います。 5) 次のステップは、応答特性です。電圧、電流の早い変化を捉えるためには、上記以外にも考慮した方がよい事項がいろいろとあります。もし興味があれば、新たな質問としてスレッドを立ててください。
- TIGANS
- ベストアンサー率35% (244/680)
ArduinoのATmega328PのA/D入力インピーダンスは100MΩあるので 通常はA/D変換器の精度に選べて考えなくていい値ですよ。 分圧前の電圧が48Vあるので０～５Vになるように分圧してArduinoのAD端子に入れるだけでいいはずです。ボルテージフォロワはいりません。 逆にArdinoを壊さないためにある程度直列抵抗を入れた方がいいと思います。（理想的には絶縁） 完璧かと言われるとツッコミどころありますが、まずは止まっているより実践したほうが早いですよ。
関連するQ&A
- 45v ～ 60Vの電圧測定について
ArduinoやESP32などで45v ～ 60vの電圧を図りたいのですが、I2CやSPI、もしくはシリアルなどでこのあたりの電圧を図れるICもしくは機器をご存じの方がいれば、ぜひ教えてください。 現状分圧し45v～60vの電圧を5v前後の電圧としArduinoで計測することを考えているのですが、分圧することで約1/10の電圧としているため細かい電圧が測定できなく困っております。
- ベストアンサー
- 製品設計
- 電圧レベルスケール変換
初めて投稿します。0～3.3Vの電圧を2.5V～7.5Vに電圧レベルをスケール変換させるにはどうすればよいのでしょうか。逆のような回路は抵抗分圧+ボルテージフォロアで実現する、といった回答はあったのですが、ご存知の方にご教示いただければと思っています。電流的にはリファレンス電圧としての使用なので10mAもあれば十分なのでオペアンプでいけるのかなと思っているのですが今ひとつわかりません。宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 電気設計
- オペアンプについて
閲覧ありがとうございます。 ArduinoからD/Aコンバータを使って出力した電圧2.4Vを3.4Vにするためにオペアンプを使って下記のサイトにある非反転増幅回路で電圧を増幅させたいのですが上手くいきません。 回路は添付した画像の通りになっています。 オペアンプの正電源は外部のACアダプタから取っています。 この回路でVoutをテスターを使って測定すると2.6Vでした。2.4Vから約1.1倍しか増幅していません。 原因が全くわかりません。どなたか教えていただけませんか？ よろしくお願いいたします。 マイコン：Arduino Micro D/Aコンバータ：ＭＣＰ４７２６搭載１２ビットＤ／Ａ変換モジュール オペアンプ：単電源高速オペアンプ AD817ANZ 参考にしたサイト http://www.picfun.com/partops.html
- ベストアンサー
- 電気設計
- オペアンプの電流-電圧変換回路について
オペアンプの電流-電圧変換回路についての質問です 現在、オペアンプ「TL061」を使用し、電流-電圧変換回路を作っています 電流にはフォトダイオード「TL703」を使用し、微弱な電流をオペアンプで変換、増幅し、マイコンで読み取れるようにしたいと考えています。 回路としては、「ttp://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame3/iv.html」に乗っている回路を参考にし、回路を組みました。 しかし、出力電圧は0,1V程度しか増加せず、値が増えませんでした マイコンは16ビットCPUを積んだArduinoを使用しようと考えていますが、読み込むことは可能でしょうか？ オペアンプの±VccやOffset Nullに関しても完全に理解してない部分もあるので、こちらも込みで教えていただけると幸いです。 質問内容として不十分な点が多々あると思いますが、よろしくお願いいたします。
- 締切済み
- 科学
- AC電流の測定（DC電圧計にて）
ACモータを駆動させる回路があります。 その回路にACモータではなく、擬似負荷（抵抗負荷）を接続して 負荷に流れる電流を測定して回路の検査を行いたいのですが、 測定するのはDC電圧計しかありません。 電圧はAC100Vです。 交流電流の考え方が良く分からないのですが、下記で電流の代替測定は可能でしょうか？ (1)擬似負荷に低抵抗（0.1Ω程度）を直列に接続する。 (2)低抵抗の両端の電圧はAC電圧なので、ダイオードブリッジを通してコンデンサ付けて平滑させてDC電圧化 （電圧小さいと思うので、オペアンプで増幅させる）させる。 (3)そのDC電圧を測定する。 (4)DC電圧を計算して電流値として読み替える。 （DC電圧／増幅分／√2）／低抵抗＝電流値 以上、根本的に何か間違っているようでしたらその旨もご指摘御願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 抵抗分圧について
http://www.arakin.dyndns.org/ec_opamp.php のページにてオペアンプの勉強をしているのですが、いきなり悩むところがあったので質問させていただきます。 ＯＰの前に抵抗分圧とかいているところで、Vmを抵抗分圧によって求めていますが、なぜＶ１を足しているのかがわかりません。本当に基礎的なことだとおもうのですが。 ちなみにちゃんと分圧の公式は分かります。 E=(R1*E)/(R1+R2)っていう感じのやつですよね。 まず、式の中にでてくる(V2-V1)というのは、V1からV2に到達するまでの電圧の降下量ということでいいんでしょうか？ もしそうなら、なぜR1での電圧降下とV1を足した値がVmになるのかが分からないのです。 例えば、 V1の電位が５Ｖだったとします。そしてR1での電圧降下が３Ｖだとします。 そうすると、５Ｖから３Ｖ下がるわけですから、Vmの点の電位は２Ｖになりますよね。 そうだとしたら、V1からＲ１の電圧降下を引い分がVmになりますよね。 それなのになぜV1を足しているのかがわからないのです。 ちなみに、よく電圧、電位差、電位などいろいろ言葉がありますが、 電圧＝電位差でいいんですよね？ つまり抵抗でどれくらい電圧が下げられるのかが電位差ですよね。 通常オームの法則っていうのは電位ではなく電位差を求めてるんですよね？ ですが、たまに電圧差＝電位差、あるいは電位＝電圧と書いてあるサイトまでみかけたこともあります。 でも確かに高校の時に、先生から電圧＝電位差で電圧と電位は違うと習ったのを覚えています。 いったい何が正しいんでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- アイソレーター出力の電流をオペアンプで測定する方法
アイソレータ出力の電流を、ごく普通のオペアンプを使ったIV変換回路を使い、測定する アイソレータ出力の電流ループを一ヶ所切って、反転入力端子をと非反転入力端子を そこにつないでみたのですがうまく動作しません。もちろん、非反転入力端子の接地は外します。 この非反転入力端子をアースにつなげば正常動作することは確認済みです。 仮想接地で精度に影響がでないことを狙ったつもりでした。 そこで、精度は多少落ちますが、切った所にに100Ωの抵抗をつなぎ、この電圧降下を 差動増幅器で測定する回路に変えてみましたが、それでも駄目でした。 原因は、オペアンプの入力端子の電圧が電源電圧の範囲に留まらないかららしいの ですが、解決策があるようでしたら御教授下さい。測定したい電流値は0.2-10mA程度です。
- ベストアンサー
- 科学
- オペアンプを高電圧出力にするには？
DC-100～+100Vまで可変できるオペアンプを作りたいのですが、 どのようにしたら良いのでしょうか？ 参考になる図書などありましたら教えてください。 ちなみに出力電流は0.5A程度欲しいです。 電源電圧±50Vのオペアンプがあるので、 それの出力段にプッシュプルのTr回路を取り付けて、 ±40V/1A程度のオペアンプは工作したことがあるのですが、 ±100Vとなると想像も付きません。 どなたか、分かる方がいたら回答をお願い致します。 また勉強をしたいので、 参考になる図書などありましたがご紹介ください。
- ベストアンサー
- 科学
- オペアンプの非反転増幅について
オペアンプ初心者です。 電流を計測したく0.01Ωの抵抗にかかる電圧をオペアンプで増幅してPICマイコンでAD変換（10bit）して計測する回路を作っているのですが、オペアンプの増幅がうまくいきませんので質問させてください。 オペアンプはLM358N 電源は5V 非反転増幅回路は抵抗２本のみの基本的なものです。 非反転増幅（100KΩ/430Ω+1）で233倍位で実際にテスターで計ってみたのですが233倍位にはならず1000倍？位になってしまいました・・・100KΩ/10kΩ+1の11倍で試したところ正しく増幅されたので回路はあっていると思うのですが・・・ 100KΩ 5kΩの組み合わせでも21倍でなく100倍位になってしまいました・・・ オペアンプの増幅率の限界とかはあるのでしょうか？ 抵抗値は1ｋ～100ｋくらいを使うとネット上で見かけたのですが、抵抗値が良くないのでしょうか？・・・何個か試したのですが、R1とR2の抵抗値の差がある（倍率が大きい）とうまくいかず・・・ 測定電圧がかなり小さいため出来れば200倍位にしたいのですが、どのようにすれば可能でしょうか？ また、無理な場合は何倍までなら可能なのでしょうか？その際使用するおすすめの抵抗値を教えてください。 以上よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 科学
- 電圧を4.5Vから6Vや12Vにしたときの抵抗は
先日、inara1 さんから、暗くなると自動点灯する回路を教えていただきました。さっそく、回路を組んでみたら、とてもうまくいき助かっています。（下図） そこで、この回路で、電源電圧を6Vや12Vにした場合、R2やR3の抵抗は、どのように変更すればよいのでしょうか。また、電源電圧が上がると、この回路では無理なのでしょうか。 教えてください。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
