- ベストアンサー
ひずみゲージの電圧をブリッジ回路で計測したい
- ひずみゲージで生じる電圧をブリッジ回路で計測する方法を知りたい。
- 差動増幅器を使用してひずみゲージの電圧を増幅しようとしたが、オペアンプ電源による飽和が起きてしまい正確な計測ができなかった。
- ひずみゲージの電圧の変化を観測するためには、回路にどのような変更を加えれば良いのか知りたい。
- 開発
- 回答数3
- ありがとう数2
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
>直流安定電源 ２～４V 、ひずみゲージ １２０±０．３Ω 、ゲージ率 ２．０８ 、他の抵抗 １００Ω で１ゲージのブリッジ回路を組みました。 ブリッジ回路のバランスは対辺の積が等しい時バランスし、出力が零となります。 上記のようにブリッジ回路を組むと、１２０Ω×１００≠１００Ω×１００Ω でバランスしません。 このため、ａｍｐで１００倍も増幅すると飽和します。 解決法としては、残りの抵抗もすべて歪ゲージを用いて１２０Ωにする。この時、歪ゲージに歪を加えないようにフリーの板等に貼り付ける。 このようにしても、ブリッジ回路は完全にバランスが取れないと思いますので、２辺の抵抗に１００～１０００倍程度の可変抵抗器をパラに接続して調整するようにします。詳しくは歪ゲージのバランス回路を調べて下さい。 歪と抵抗変化の関係は ΔＲ／Ｒ＝Ｋεで、Ｒ＝１２０Ωの場合、歪１００μｓｔでブリッジ電圧１ｖの場合、５０μｖの出力となります。したがって１００倍増幅しても５ｍＶにしかなりませんので、ブリッジ回路のバランスを調整しないとすぐ飽和します。 ダブって２回登録しました。
その他の回答 (2)
回路は、参考URLの差動増幅回路かインスツルメンテーションアンプの どちらでしょうか？ 計測なら後者を選択すると思いますが ブリッジに与える電圧は一定にしてください。 その際、ひずみゲージに流れる電流が規定の値になるように 他の抵抗を選択します。 抵抗は、ブリッジがバランスするように配置しますが 必ず抵抗値に誤差がありますので一個所にVRをおいて 0点（差動電圧が0Vになる）調整が出来るようにしましょう。 出力電圧は、差動電圧Ｘ増幅率ですから、極端に倍率を上げても だめだと言うことは分かると思います。 オペアンプの電源電圧は、出力電圧より高めを選び固定しておきます。 例えば、出力が5Vで制御用に±12Vがあれば±12Vで大丈夫です。 ここを変化させる意味はありません。 http://www.national.com/JPN/ds/LM/LM324.pdf ↑ ここの16ページ下側の回路が参考になります。
お礼
インスツルメーションアンプでなく差動増幅器を組みました。安く単純にがコンセプトなので。 非常に参考になりました。ありがとうございます。
>直流安定電源 ２～４V 、ひずみゲージ １２０±０．３Ω 、ゲージ率 ２．０８ 、他の抵抗 １００Ω で１ゲージのブリッジ回路を組みました。 ブリッジ回路のバランスは対辺の積が等しい時バランスし、出力が零となります。 上記のようにブリッジ回路を組むと、１２０Ω×１００≠１００Ω×１００Ω でバランスしません。 このため、ａｍｐで１００倍も増幅すると飽和します。 解決法としては、残りの抵抗もすべて歪ゲージを用いて１２０Ωにする。この時、歪ゲージに歪を加えないようにフリーの板等に貼り付ける。 このようにしても、ブリッジ回路は完全にバランスが取れないと思いますので、２辺の抵抗に１００～１０００倍程度の可変抵抗器をパラに接続して調整するようにします。詳しくは歪ゲージのバランス回路を調べて下さい。 歪と抵抗変化の関係は ΔＲ／Ｒ＝Ｋεで、Ｒ＝１２０Ωの場合、歪１００μｓｔでブリッジ電圧１ｖの場合、５０μｖの出力となります。したがって１００倍増幅しても５ｍＶにしかなりませんので、ブリッジ回路のバランスを調整しないとすぐ飽和します。
お礼
アドバイスありがとうございます。 ブリッジの変化幅が知りたいだけでしたが、やはり平衡もとらないといけないのですね。参考になりました。