情報電子実験Ⅰ-説明
測定器の使い方
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0. スケジュール
4/23 13:00~ 実験(場所:第1実験室)
4/30 レポートチェック(第1実験室) / プレゼン
グループ
A1,B1
A2,B2
A3,B3
13:0013:30
13:3014:00
14:0014:50
S2-10
レポート
チェック
プレゼン
ネット研*
レポート
ネット研*
プレゼン
チェック
プレゼン
第1実験室
レポート
プレゼン
チェック
15:0016:10
S2-10
共通
プレゼン
*ネットワーク工学研究室(第1実験室の近く)
持参するもの
1)レポート(印刷物), 2)発表スライドのデータ(USBメモリ),
3)発表スライドの印刷物(配布資料A4, 1ページあたり6スライド)
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1. 目的
基本的な測定器である電流計を用いて、電圧,
電流及び抵抗を測定することにより、測定器の
使い方及び使用上の注意を学ぶ。
例えば、長さをはかる道具もいろいろ…
3
2. 電流・電圧及び抵抗の測定
指示電気計器
形式
可動
コイル形
可動
鉄片形
整流形
測定
回路
直
動作原理
永久磁石の磁界とコイ 10-2-103 V
ルに流れる電流との相
-6-102 A
10
互作用
磁界内での鉄片に生
交・直
じる吸引,反発作用
交
測定範囲
10-103 V
10-2-102 A
整流器による整流作
1-103 V
用を利用し,可動コイル
-4-10-1 A
10
を駆動
周波数
[Hz]
DC
<500
10-106
4
可動コイル形計器
(電気電子計測テキスト p. 12, 13)
固定した永久磁石に可動コイルを吊り下げる。可動コイルに
電流が流れると、電流と磁界との間に働く電磁力(フレミングの
左手の法則)によって駆動トルクTdが働く。
Td=BwhN I
制御ばねの制御トルクをTc=kθとすると、
Td=Tcより
θ=BwhN/k・I=K I
(Kは感度係数)
Td:可動コイル駆動トルク, Tc:制御ばねの制動トルク
B [T]:永久磁石により生じる磁束密度, w [m]:可動コイルの幅
h [m]:可動コイルの高さTd:可動コイル駆動トルク
Tc:制御ばねの制動トルク, B [T]:永久磁石により生じる磁束密度
w [m]:可動コイルの幅, h [m]:可動コイルの高さ, N :可動コイルの巻数
k [Nm/rad]:制御ばねの制動トルクと回転角間の比例定数
I [A]:可動コイルに流れる電流, θ[rad]:可動コイルの回転角
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電流計と電圧計の内部抵抗
a) 電流計の等価回路
(電気電子計測テキスト p. 19, 20)
b) 電圧計の等価回路
・測定範囲を拡大
・測定回路(何処に接続?)
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電流計の測定範囲の拡大
フルスケールがI0 [A], 内部抵抗がr [Ω]である電流計
を用いてI [A]までの電流を測定するためには、下図の
ような抵抗RI を電流計と並列に接続すればよい。
このような抵抗RI を分流器という。
I0
RI

I
RI  r
RI 
r
I
1
I0
(1)
(2)
7
[予習1]
I0 =100mA , r =0.6Ω , I =0.5A
として、RI の値を求めよ。
* m=10-3
RI 
r
I
1
I0
(2)
分流器: ? [Ω]
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電流計を用いた電圧の測定
フルスケールがI0 [A], 内部抵抗がr [Ω]である電流計
を用いてE [V]までの電圧を測定するためには、下図
のような抵抗REを電流計と直列に接続すればよい。
このような抵抗REを倍率器という。
E
I0 
RE  r
(3)
E
RE 
r
I0
(4)
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[予習2]
I0 =100μA , r =1.8kΩ , E =2V として、
RE の値を求めよ。
E
RE 
r
I0
(4)
倍率器: ? [Ω]
10
電圧電流計法による抵抗の測定
どちらの測定回路を使うべきか?
E
測定回路(a)
測定回路(b)
11
実験手順1 機器・部品確認
E
測定回路(a)
12
電圧出力SW
出力電圧調整
電源SW
直流安定化電源
13
内側は5つの横穴が
繋がれている
外側の2列は縦で繋がっている
ブレッドボード
ブレッドボード・ジャンパワイヤ
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実験手順2 電流計の測定範囲の拡大
100mA ⇒ 0.5Aの電流計
15
実験手順3 電流計を用いて電圧計を構成
2Vの電圧計
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実験手順4 測定回路(a)をつくる
E
測定回路(a)
17
実験手順5 直流安定化電源を接続
E
測定回路(a)
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実験手順6 OpenOffice Calcを利用して表を作成
=D6/B6
=A6/100*0.5
=C6/100*2
=E6/(1-(E6/ ? )
1 1 1
 
Rv r R I
※注意
・同じシートに測定回路(a) と(b)の表を作成
・電流Iは、最大の目盛100で0.5Aとなるように換算
・電圧Eは、最大の目盛100で2Vとなりように換算
・回路(a)の補正値は(7)式、回路(b)の補正値は(8)式を利用
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実験手順7 測定(値の読み方)⇒表に記録
(電流計)
電流計側を
等間隔に設定
(電圧計)
最小目盛の1/10
まで値を読む
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実験手順8 測定回路(a)から(b)へ変更
※回路を変更する際、直流安定化電源の出力をオフにすること。
測定回路(b)
変更後、測定回路(a)と同様に測定を開始
(測定結果を表に入力)
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実験手順9 補正値を計算し、グラフの作成
OpenOffice Calc を利用してグラフ(散布図)を作成
RX
( b) の補正値
( a) の補正値
( b) の近似抵抗値
( a) の近似抵抗値
※1つのグラフに4つの
曲線を描くこと
I
X
電球の電流-抵抗曲線の例
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