電圧の引き算

質問

はじめまして。
よろしくお願いします。

ーーー　やりたいこと　ーーー
車のソレノイドバルブ（電磁弁）の電圧（０～３Ｖ）をモニターするアクセサリーを付けたい。

ーーー　状況　ーーー
ソレノイドバルブからＡ線（＋）とＢ線（－）が出ていて、どちらも同じコントロールモジュールにつながってます。
アナログテスターで調べてみると、Ａ線にはバッテリー電圧（約１２～１５Ｖ）、Ｂ線にはバッテリー電圧から０～３Ｖ引いた値になりました。
ソレノイドバルブをはさむようにテスターの＋側をＡ線、－側をＢ線につなぐと０～３Ｖになりました。

ーーー　うまくいかない現状　ーーー
この０～３Ｖをモニターしたいのですが、うまくいきません。
電圧をモニターするアクセサリーは、モニターする配線の＋側を回路的にアースにつなげてしまうためか、テスターと同じように＋側をＡ線 －側をＢ線につないだらＡＢ間の電圧が大きく変化（約９Ｖ）してしまい、機器にエラーが出てしまいます。

ーーー　質問内容　ーーー
Ａ線の電圧からＢ線の電圧を引いた０～３Ｖを出力できる回路を作りたい（それを電圧をモニターするアクセサリーにつなげたい）のですが、簡単な方法（できればマイコンなどは使わない）でできるでしょうか？

ネットで検索してみるとオペアンプを使った減算回路が使えそうな感じですが、抵抗などの求め方が複雑すぎてちょっと理解できないことと、Ａ線Ｂ線共に電圧が変化する場合にも対応できるのかがわからなかったです。

よろしくお願いします。

回答No.2

KEN_2 · ベストアンサー

Ano.1 です。
順に回答します。
>図 3-4　減算回路にあるV1にＡ線、V2にＢ線という認識で良いでしょうか？
失礼しました。V1にＢ線、V2にＡ線を接続します。
VR2、VR1に相当するのが、ソレノイドバルブからＡ線（＋）とＢ線（－）に相当します。

>この回路的には15Vの電源がふたつ必要、ということでしょうか？
通常は、±15Vの電源を必要としますが、＋電圧の片側しか利用しない場合は片側電源で動作させることができます。＋0.2Vから＋13V程度の出力電圧範囲になります。

>回路図にはアースにつなげる箇所がいくつかありますが、このアースは15Vの電源のマイナス側につなげる、という考えでよいでしょうか？
そうです。
片側電源で動作させる場合は、－15V電圧ラインはアース側に接続します。
（当然－側の15V電池の部分はショートします。）

PS:
>ーーー　やりたいこと　ーーー
>車のソレノイドバルブ（電磁弁）の電圧（０～３Ｖ）をモニターするアクセサリーを付けたい。
車のエンジンルームはノイズだらけです。
１．Ａ線（＋）とＢ線（－）と、R1//R2 の接続線とオペアンプがノイズを拾いますので、接続の線はＡ線（＋）とＢ線（－）を撚り合わすのと、最短経路とします。
２．オペアンプの出力ラインは延長できますので、本回路をエンジンルームに置くのが望ましいです。
３．Rfに0.01μFのコンデンサを追加するとノイズが除去できます。
図 3-15　積分回路を参照してください。

お礼

詳しい解答、ありがとうございました。
がんばってみます。

回答No.1

KEN_2

>＜簡単な方法>ではオペアンプを使った減算回路が使えそうな・・・
その通りです。
マイコンなどは使わないでできます。

>ーーー　うまくいかない現状　ーーー
>
>・・・・機器にエラーが出てしまいます。
電圧をモニターするアクセサリーとアースにつなげてしまうためです。

考慮することは、オペアンプを使った回路の電源を別にしてアースを接続しても、機器に影響しないように工夫すると実現できます。

別電源で12V～15V程度の電源（電池でも可）が準備できますか？
＋12V電源でR1をＡ線、R2をＢ線につないだら実現可能です。
（-側は-12V不要でGNDとして、+12V電源でも動作可能です。）
図 3-4　減算回路
http://wave.iobb.net/doc/opamp/3.html#_Toc398540538

補足

ありがとうございます。

いくつか質問があるのですが、図 3-4　減算回路にあるV1にＡ線、V2にＢ線という認識で良いでしょうか？
この回路的には15Vの電源がふたつ必要、ということでしょうか？
回路図にはアースにつなげる箇所がいくつかありますが、このアースは15Vの電源のマイナス側につなげる、という考えでよいでしょうか？