非反転増幅回路に生じる謎の逆起電力について

質問

回路作成初心者のものです．添付図のような，センサ（K型熱電対）から出力された信号をオペアンプ（ゲインが１０００倍）で増幅し，マイコンで増幅後の電圧を所得する回路を作成しています．作成中に私の力では解明できない問題が出てきてしまったので詳しい方がいたら教えてください．
　まず，アンプには入力オフセットをかけて，増幅曲線の直線性が保たれている区間のみを使用しています．ここで，熱電対の代わりに，リード線（導線）をこの回路に導入したとき，アンプに入力される電圧は，入力オフセット電圧のみになるはずです．ただ，このリード線に手を近づけると何らかの逆起電力が働きアンプからの出力電圧が下がってしまいます．現在予想していることは，手の温度によるものではないかということです．ただ，リード線は単種金属でできていますし，ゼーベック効果が働くことは考えにくいです．
この逆起電力の原因が分からず困っています．どなたか，ご存じの方いらっしゃいましたら教えてください．よろしくお願いします．

回答No.8

iq001

逆起電力では無いです。
オペアンプ（ゲインが１０００倍）なら手を近づければ体に乗ってる電気を増幅してしまいます。当たり前の現象です。これを防ぎたいならLとCで或いはRとCでフィルターを作る、更には線のインピーダンスを下げ、入力を安定させる為に抵抗を接地します。

タッチスイッチ或いは非タッチスイッチとかはこの手の電気を感知して動かしてます。交流電源の波形がオシロスコープで見れます。

回答No.7

sa----m

電圧をオシロで見ましたか？

回答No.6

sa----m

ハムでは
電源周波数

回答No.5

sa----m

OPAMPの型名は？

回答No.4

ohkawa3

直接の回答でなくて申し訳ありませんが、幾つか質問させてください。
0) ご提示の回路は、貴殿の発想による設計ですか／出典がありますか？出典があれば、出典を教えてください。
1) オペアンプで増幅し，マイコンで増幅と記載なさっていますが、マイコンで増幅とはどのような動作を指しているのでしょうか？
2) アンプには入力にオフセット電圧をかけて，増幅曲線の直線性が保たれている区間のみを使用と説明なさっていますが、ここでいう直線性とは、熱電対の温度－起電力特性の直線性のことですか？／オペアンプの入出力特性の直線性のことですか？
3) オペアンプの出力端子の波形を観測なさっているでしょうか？

ご提示のオペアンプ回路は、増幅度が高く、入力側は極めて高感度であって、外部からの雑音に対してセンシティブであることは間違いありません。また、アンプの直線性を保つにはオフセット電圧を加えているとのことですので、もともとのアンプは非線形動作しているといると考えられます。両者を総合すると、手が近づくことによって銅線に発生した静電誘導電圧が、非線形回路で増幅された結果、検波されてDC成分が出力に現れたのように説明することができるかもしれません。あてずっぽうの推測ですが・・・・。

実用的な回路設計を目指すのであれば、熱電対の発生する微小な直流電圧に重畳する交流成分である誘導電圧を抑制するために、アンプの入力に厳重なフィルター回路を設ける必要がありそうに思います。

回答No.3

nowane4649

この場合だとリード線とアンプをつなぐ2つの接点間に温度差が生じればゼーベック効果でアンプ出力電圧が変わります。(中間金属の法則)

また、オフセット電圧を作り出す可変抵抗の回路が熱輻射の影響を受けている可能性もあり得ます。

回答No.2

kantaro1985

まず、逆起電力という言葉の使い方を間違っています。
そういう原因で発生した電圧の事を、逆起電力とは呼びません。

逆起電力
https://analogista.jp/counter-electro-motive/

その点は置いておいたとしても、この回路が熱電対を使う回路として、正常に動作しそうな気はしないのですが、それもまた横に置いておくとして、質問に対する回答を。

手を近付けて電位が変わる理由は、おそらく静電容量式タッチパネルと同じような現象が起きているのではないでしょうか？
近付けた手と電線の間の僅かな静電容量によって、体が持っている電位の影響を受けていると思います。
想像ですけど。

回答No.1

TIGANS

この回路構成ではもともと正常動作は望めないかと。
OPアンプ入力端子がほとんどマイナス電源端子を同電位ですよね
こういう回路構成にすると殆どの場合正常動作が望めませんよ。

そういう増幅が可能なOPアンプもありますが
とりあえず部品名も記載してない回路図出してくるあたりで
やる気が感じられないのでまずは自分で勉強してみてくださいね。