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オシロスコープの負荷効果による測定不正確性と解決方法
- オシロスコープで電気信号を測定する際、負荷効果によって正確な測定ができない場合があります。
- このような場合には、10:1のプローブを使用するか、オシロスコープの入力インピーダンスを高く設定することで解決することができます。
- 国家検定の問題においても、この問題が出題されました。答えがわからない場合は、この要点を理解することで問題を解く手がかりとなります。
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「負荷効果の影響が大きくて」という言葉が理解できませんが、 ここに目をつぶれば○と思います。 プローブは微少な電流が流れるよう高い直流抵抗を持ってます。 通常1:1プローブは1MΩ、10:1は10MΩです。 下図の回路のR2両端電圧を測るとします。 信号源の電圧をV(t)とすると、R2両端電圧は1/2V(t)ですが、 1:1プローブ（1MΩ)で測定するとR2と並列に1MΩを接続する ことになりますので、R2両端電圧は1/3V(t)となってしまい、 本来の信号よりかなり小さく見えてしまいます。 10:1プローブであれば、10/21V(t)となり若干本来の信号より 小さくはなりますが、1:1プローブより本来に近くなります。 Ｒ１＝Ｒ２＝１ＭΩ 信号源 ┌──┐ ┌──┐ └──┤Ｒ１├───┤Ｒ２├────┐ └──┘ ↑ └──┘ ↑ グランド │ │ │ ┌──┐ │ └─┤Ｒｐ├─┘ └──┘ Ｒｐ：プローブの抵抗値 オシロのプローブは容量成分もあるので、交流信号では上記の ように単純ではなく、周波数が高い回路ではむしろ容量の方を 気にしますが、容量成分も1:1プローブより10:1プローブの方が 一般的には小さいので元の信号に影響を与えにくく容量で 考えても○です。 いずれにしても今週金曜日には答えがHPに掲示されるようなので、 正解はそちらで。もし×だとしたら「負荷効果の影響」という言葉を 正しく理解しなければならないということですね。 合格してるといいですね。
その他の回答 (2)
被測定回路に測定器を繋いだ時、被測定回路の動作が変化してしまい、 正常な状態で測定出来ない事を、測定器の負荷効果と呼びます。 テスタにしろオシロにしろ、入力抵抗（容量も含む）を持ちますので、 負荷効果をゼロには出来ません。問題は測定精度をどの程度まで許容するか です。そうしないと無闇に高価な測定器を選択することになります。 あとは（２）の回答のとおりです。 下記ＵＲＬに詳細な解説がのっています。参考まで、 http://www.orixrentec.jp/cgi/tmsite/knowledge/know_zin19.html テスタなどは一般的に、被測定回路の抵抗の10倍以上の内部抵抗が有れば 十分といわれます。（昔の話）オシロなどのＦ特でＤＣ～１００Ｍｈｚなどカタログに有っても１００Ｍｈｚまで測定出来ると思ってはなりません。 １００Ｍｈｚはー３ｄｂですから、電圧比で70％になります。ＡＣ結合であれば低域も同じです。それらを頭に入れて測定することが大切です。
お礼
ご回答有難うございました。 とても勉強に成りました。
意地悪をするつもりはありませんが、うちの会社では1:100なんてプローブも使うことがあります 理由はオシロの説明書にも書いてあるくらい一般的なお話ですから、折角の機会だと思って調べましょう
お礼
お返事有難うございます。そうですよねー！しかし、昨日試験が終って全ての問題の答えを出すのに、ほとんど寝らずにやってますがあと数問ハッキリしないものが有ります。自宅で調べるのは限界であとは図書館でも行きましょうかねー！
お礼
ご回答有難うございました。 とても助かりました。 自己採点では、合格まであと１問なんです。 内、答えがハッキリしないのが２問です。 このオシロの問題が○ならば一応ギリギリセーフです。 （合格してるといいですね。）という この言葉、すごく嬉しかったです＾＾！