交流電圧計の回路図について

質問

交流電圧計の回路図を教えてください。
色々ネットで調べた所、直流に直してから、直流電流系で測定しているらしい所までは分かりました。
所が、オペアンプはまだ習っていないので、整流ブリッジを使った回路図で教えてください。お願いします。本当に困っています。どうかよろしくお願いいたします。

回答No.3

KEN_2 · ベストアンサー

再度補足説明と追加質問に回答します。
>脈流だと、直流電圧計で測ると値がコロコロ変わりそうですが、
>直流分だけ測れるのでしょうか。
まず、「図 3-16　ダイオードによる絶対値回路」の波形を見てください。
全波整流回路の出力は100Hzか120Hzになります。
交流電圧は50Hzか60Hzですよね？
交流電圧計は50Hzか60Hzに400Hzが測定周波数としています。
ところで、直流電圧計はメータの針の振れの追従は1Hz程度で、10Hz以上は追従しなくなり脈流の平均値に留まるのです。
特に平滑する必要はなくメータが平均化してくれるのです。

>また電解コンデンサとチョークコイルで平滑すると直流分(平均値)になるので、平均値電圧が測れるはずだと思うのですが、どこが間違っているのでしょうか？
交流の測定周波数範囲が広帯域になれば、C・Rで平滑したり、演算回路で実効値検波などしたりしています。
電源回路ではないので流石に「電解コンデンサとチョークコイルで平滑」などということは行いません。小容量のCと抵抗で充分なのです。
また測定器ですので、被測定回路に影響しないように高インピーダンスに設計されています。

追加質問
>直流電圧計って、大学で買わされた専門書では、抵抗と直流電流系の直列で出来たものって、図と文で説明されていたんですが、市販のものは、改良(進化)されているのでしょうか？
基本的には変化していません。
直流電流計に分圧器と言う抵抗で測定電圧範囲を拡大する方法は、昔から変わっていません。
メータ部分をデジタル化して小型・軽量にしたり、高精度・高機能にした製品は多数あります。

お礼

色々ご親切に教えてくださり、ありがとうございます。
僕自身、ネットで調べたのですが見つからず、本当に困っていました。
本当にありがとうございました。
これで目的の回路が分かりました。

回答No.2

KEN_2

補足説明しますが、
>なんとか絶対値回路理解できましたが、完璧な全波整流回路ってだけで、直流には出来ていませんよね、やっぱり直流にしてから、直流電圧計で測るってことで宜しいでしょうか？
完璧な全波整流の出力波形は脈流ですが、この電圧を直流電圧計で測定するのが交流電圧計なのです。
完全な直流にすると、ピーク電圧計になるので平滑しません。

交流の電圧に付いておさらいすると、
1.ピーク電圧（最高点の電圧）；実効値電圧の1.41倍（√2）
2.平均値電圧　←　電圧計の脈流波形に対する指示値
3.実効値電圧　←　交流電圧計の表示すべき電圧で平均値の1.1倍
ですので、絶対値回路の出力電圧を1.1倍にすると交流電圧計になるのです。

図 3-20　絶対値回路の実験参照

お礼

すいません、直流電圧計って、大学で買わされた専門書では、抵抗と直流電流系の直列で出来たものって、図と文で説明されていたんですが、市販のものは、改良(進化)されているのでしょうか？

補足

脈流だと、直流電圧計で測ると値がコロコロ変わりそうですが、
直流分だけ測れるのでしょうか。
また電解コンデンサとチョークコイルで平滑すると直流分(平均値)になるので、平均値電圧が測れるはずだと思うのですが、どこが間違っているのでしょうか？教えていただければ嬉しいです。お願いします。

回答No.1

KEN_2

ダイオードによる絶対値回路の出力を直流電圧計で測定するだけです。
ただダイオードの順方向電圧が影響を及ぼし出力電圧が歪んでしまうので、メータの目盛が低い処で直線では無くなるので目盛の校正が必要になります。

>オペアンプはまだ習っていないので、整流ブリッジを使った回路図で教えてください。
下のサイトを読んで見てください。
オペアンプを使った例もありますが、整流ブリッジを使った場合の問題点が解説されています。
絶対値回路
図 3-16　ダイオードによる絶対値回路

図 3-19　絶対値回路
http://wave.iobb.net/doc/opamp/3.html

補足

ダイオードは0.7V以上だから、歪むし、電圧が1.4V下がるし、って認識で良いでしょうか？
なんとか絶対値回路理解できましたが、完璧な全波整流回路ってだけで、直流には出来ていませんよね、やっぱり直流にしてから、直流電圧計で測るってことで宜しいでしょうか？