Labviewとは，こういうことでしょうか

質問

こんにちは，Labviewについて興味がありますが，いまいち私がそのありがたみを理解しているか不安です．

例えば，電気化学の実験をするとしますと，
定電位・定電流電源装置（ポテンシオスタット），
関数発生器（ファンクションジェネレーター）
オシロスコープ

などが必要となりますが，

LabviewとPCとデータ収集ボードがあり，
これらでバーチャル計測機を構成すれば，
以上の装置は要らないで済むとういことでしょうか？

けれども，ここで新たな疑問が・・・・

例えば定電位実験ならば，
ポテンシオスタットが　絶えず電位をモニターして，
一定の電位に保ってくれるわけですが，
そのポテンシオスタットの中には，定電位制御するための
抵抗やらオペアンプやらの実際の回路物が入っているわけですよね．

LabviewとPCとデータ収集ボードでバーチャルな計測器を
作るわけですが，その場合，実際の回路なしに，どうやって
定電位制御するのでしょうか？

何かとんでもない誤解をしているかも知れず，
不安です．お教え頂ければとても助かります．

よろしくお願いします．

回答No.4

K_azumi

通常の計測は他の方が回答されていますので，電気化学系のみ。

ポテンショスタットは，常に参照電極電位を設定電位と比較しています。通常これはオペアンプというアナログICが行っています。動作としては，負帰還（Negative Feed Back ループ）となります。

LabViewとマルチファンクション計測ボード（AD, DA含む）を使ってこれを行う場合，参照電極電位をAD入力から読み，設定電位と比較し，DA信号を対極から出力する，というループを組みます。

原理的にはこれで動作しますし，実際の使用例も散見されます。が，実際には目的に応じて以下の点に留意する必要があり，必要なら外部回路が必要です。

(1) 入力インピーダンス　参照電極のインピーダンスは極めて高いので，DAQボードの入力インピーダンスが高くなければならない。1GΩ位は欲しい。

(2) 出力電流　DAQボードの出力電流以上必要な場合，外部にバッファが必要です。電気化学センサならOKだが，電解じゃ力不足，という感じ。

(3) 応答速度　上述ループの速度が遅いと，電極電位を一定に保てず，電位がふらつきます。LabView上でファイル操作など他の操作を始めると，応答性が低下してしまい，電位制御が保てなくなるかもしれません。

(4) ノイズ　これが一番問題だと思います。電極電位制御では目的にもよりますがノイズは10μV程度に抑えたいところです。が，参照電極系のインピーダンスが高いので，いい加減な配線だと簡単に数10mVオーダーのノイズが乗ってしまいます。この状態で電位制御を行うと，ノイズに対して制御が行われてしまい，まともな測定ができません。

(5) 応用　電気化学計測では，電位掃引することが多いですが，電位制御しながら電位掃引を行うのはそれなりにテクニックが必要です。

ということで，原理的はLabView+DAQボードだけでも可能だが，実用を目指すなら，アナログ回路／デジタル回路／プログミングを極め，必要な外部回路を設計・追加して，というのが現実解かと思われます。例えば上述の電位制御ループを，外部に追加したオペアンプでまかせるだけで，システム構築は随分楽になると思います。

取り急ぎ，経験者より。

お礼

お礼が遅くなりましてすみません．
これはとても勉強になりました．
ありがとうございます．