オシロスコープによる観察（ホイートストンブリッジ）

質問

こんばんは。早速ですが，よろしくお願いします

　＋－－－R1－－－B点－－－R1－－－＋
　｜　　　　　　　　　　　　　　　　｜
A点　　　　　　　　　　　　　　　　　D点
　｜　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　＋－－－R1－－－C点－－－R1－－－＋

上記のブリッジにおいてA,D間に２Ｖの電圧をかけます。
電源は直流安定化電源です。
抵抗はすべて同じです。

電圧レベルの確認にオシロスコープを使用しました。
AやDにプローブのグランドを接続してB,C点を観察すると
測定値のレベルは±の1V，振れ幅は10mv程度です。
しかしBやC間にプローブのグランドを接続してAやDを観察すると
50MHZ程度の周期的な波形が観察されます。
B,C間の波形も同様です。
（グランドがオープンの時と同じような現象です）
振れ幅も80mV程になります。
ブリッジでなく，２つの抵抗でもこのような現象になります。
商用電源の影響なのでしょうが，

(1)なぜこのような結果になってしまうのでしょうか？

(2)２点間ＢＣの値をA/D変換器に入力する場合,当然上記の影響が出てしまうと思われますが対策はありますでしょうか？

以上，ご回答よろしくお願いします。

回答No.1

nrb · ベストアンサー

(1)なぜこのような結果になってしまうのでしょうか？

直流安定化電源のリップル率が悪いからですね

http://www.kikusui.co.jp/knowledgeplaza/powersupply1/powersupply1_j.html

５のリップルノイズ参考

http://www.orixrentec.co.jp/tmsite/know/know_dcps46.html

リップルノイズ参考

(2)２点間ＢＣの値をA/D変換器に入力する場合,当然上記の影響が出てしまうと思われますが対策はありますでしょうか？

http://www.orixrentec.co.jp/tmsite/know/know_dcps46.html

リップルノイズ参考

及びリップルノイズの少ない電源を使う
ノイズレスプリレギュレータ方式で低リップル（500μV以下)、
http://www.takasago-ss.co.jp/dc/dc_menu.htm
NLシリーズ　見たいな電源を使う

補足

ご回答ありがとうございます

リップルは考えたのですが、A-D間で見えないレベルのものが、
Ｂ－Ｄ間で見えることはどのように説明できるのでしょうか？

そこまでわかると幸いです。
よろしくお願いします

回答No.3

microham2

質問者さんのスキルがわからないので、エキスパートならご容赦を。

AD間でオシロ測定したときの波形はどんなですか？
R1は何オームくらいを使ってますか?
波形は綺麗な正弦波ですか？三角波の形ですか?

三角波ならリプルでしょう。
電源容量に比べて電流を流しすぎると安定化電源はリプルがでます。
推測するに、R1に1Ωとか使ってませんか?
R1に10kΩとか100kΩとか使えば、そんなにリプルは出ないんじゃないかと思います。

50Hz正弦波のノイズなら、電源ノイズかプローブの断線/不良かな。

お礼

みなさまご回答ありがとうございました。

いろいろ実験してみましたが，どうやら測定器のフレームグランドが
フローティングだったようで，きちんと接地したら良くなりました。
測定ノウハウが不足していたようです。
お騒がせしました。

ご回答いただいたみなさまには，この場を借りてお礼申し上げます。
またよろしくお願いいたします

補足

ご回答ありがとうございます
説明不足ですいません。

Ｒ１は１２０オーム（歪みゲージを想定）です。
Ａ－Ｄ間は２ＶのＤＣ波形で、オシロの波形が１０ｍｖ幅で推移している状態です。

リプルは考えたのですが、Ｂをグランドにした時にのみ表記の現象が出現する理由がよくわかりません。

そこまでわかりましたらよろしくお願いします。

回答No.2

fjnobu

電源を、直流安定化電源でなく乾電池にしてみると、完全な直流になるはずです。
でも、そうはならないとすれば、抵抗値がそのオシロスコープの入力インピーダンスより抵抗値が大きすぎて、外部の電気ノイズを拾っています。
通常は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚですが、高周波ミシンなどの信号原があれば、その信号がオシロスコープに現れます。
電気は、理論計算通りになるものです。そうならないときは、十分な条件を計算に入れていないからです。良く観察してください。

補足

ご回答ありがとうございます

おっしゃるとおり乾電池で試した場合は、Ｂをグランドにした場合も
８０ｍｖ、５０ＭＨｚの波形は観察されません。
１０ｍｖのふれ幅の波形です。