解答つきホイートストンブリッジとひずみゲージワークシート

無料で印刷できるホイートストンブリッジとひずみゲージのワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
+−2 VR1​ = 10 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 80 Ωab+−

図のブリッジで、Vs = 2 V、R₁ = 10 Ω、R₂ = 600 Ω です。負側の電源レールを基準とした節点 a の電圧 Va を求めなさい。

Vs = 2 VR1 = 10 ΩR2 = 600 ΩR3 = 60 ΩR4 = 80 Ω
Va = V
2.やさしい
+−5 VR1​ = 80 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = ?R4​ = 800 ΩabG0

図のホイートストンブリッジは R₃ を調整して平衡させます。R₁ = 80 Ω、R₂ = 500 Ω、R₄ = 800 Ω です。設定値 R3 を求めなさい。

R1 = 80 ΩR2 = 500 ΩR4 = 800 Ω
R3 = Ω
3.ふつう
+−5 V250 Ω250 Ω + ΔR250 Ω250 Ωab+−Vab​ = ?

4 つの辺がすべて 250 Ω のブリッジで、Vs = 5 V です。センサ R₂ が ΔR = 1 Ω だけ増加します。微小変化の近似を使って、出力 Vab を mV で求めなさい。

Vs = 5 VR = 250 ΩΔR = 1 Ω
Vab = mV
4.ふつう
+−3 V120 Ω120 Ω120 Ω120 Ωab+−

120 Ω のひずみゲージが、4 つの辺がすべて 120 Ω で励起電圧 3 V のブリッジの 1 辺(R₂)になっています。ゲージで消費される電力 Pg を mW で求めなさい。自己発熱が励起電圧を制限します。

Vs = 3 VR = 120 Ω
Pg = mW
5.むずかしい
+−2.5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

120 Ω の辺をもつブリッジに 2.5 V を加え、アクティブゲージ 1 枚(1/4 ブリッジ) とします。ゲージ率は 2、ひずみは 750 µε です。ブリッジの出力 Vo を mV で求めなさい。

Vs = 2.5 VGF = 2ε = 750 µε
Vo = mV
6.むずかしい
+−3 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​

1/4 ブリッジ(アクティブゲージ 1 枚、GF = 2.12)に 3 V を加えます。測定する最大のひずみは 1000 µε で、そのときアナログ–デジタル変換器の入力で 10 V にしなければなりません。増幅器のゲイン G を求めなさい。

Vs = 3 VGF = 2.12εmax = 1000 µεVFS = 10 V
G =

解答

  1. 1. Va = 1.967 V
  2. 2. R3 = 128 Ω
  3. 3. Vab = 5 mV
  4. 4. Pg = 18.75 mW
  5. 5. Vo = 0.9375 mV
  6. 6. G = 6289

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。