二つの分圧器、一つの差

小さな変化を見つけるブリッジ

ホイートストンブリッジは四つの抵抗からなる二つの分圧器で、それぞれ電源電圧の一部を作ります。中点電圧を比べて抵抗変化を見つけ、調整抵抗で釣り合わせます。キロオーム（kΩ）は1000オーム、ミリボルト（mV）は1000分の1ボルトです。

実験台

回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。

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動作の仕組み

無負荷の理想ブリッジで、上の二抵抗は各10 kΩです。測定増幅器の負荷、温度ドリフト、抵抗から力への換算は扱いません。

Vsは電源、Rsはセンサー抵抗、Rtは調整抵抗です。Vleft = Vs × Rt/(10000 + Rt)、Vright = Vs × Rs/(10000 + Rs)、抵抗値はオームです。差 = Vright − Vleft。ゼロは釣り合いを表し、電源オフではありません。

難易度

組み立て · 組み立てる
5 V、センサーと調整抵抗を各10 kΩにして電源を入れ、差0 Vを得ます。
ヒントを見る
Vs = 5 V; Rs = Rt = 10 kΩ → 0 V
探究 · 一つ変える
5 Vと調整10 kΩを保ち、センサーを15 kΩにします。差+0.50 Vを読み取ります。
ヒントを見る
Vs = 5 V; Rs = 15 kΩ; Rt = 10 kΩ → +0.50 V
自力で解く · 課題を解く
5 V、センサー7 kΩで、差の絶対値が5 mV以下になるよう調整します。
ヒントを見る
Vs = 5 V; Rs = Rt = 7 kΩ → 0 V

追加の読み物と回路レシピ

釣り合いでは両中点が2.5 Vでも差は0 Vです。差を測るだけでは共通の電圧は見えません。

実際のブリッジセンサーは伸びや温度を抵抗変化に変えます。小さな差を読むために増幅器を使うことがあります。

ブリッジの差がゼロでも、四つの抵抗を流れる電流はゼロではありません。

詳しく読む

両中点の電圧は同じ倍率で増え、等しいままなので、差はゼロです。