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。
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
1.やさしい
Vs = 2 VR1 = 10 ΩR2 = 600 ΩR3 = 60 ΩR4 = 80 Ω
Va = V
2.やさしい
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
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
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
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
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. Va = 1.967 V
- 2. R3 = 128 Ω
- 3. Vab = 5 mV
- 4. Pg = 18.75 mW
- 5. Vo = 0.9375 mV
- 6. G = 6289
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