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ホイートストンブリッジとは?

ほいーとすとんぶりっじ

ホイートストンブリッジとは、4つの抵抗をブリッジ状に接続し、未知の抵抗値を高精度に測定するための計測回路です。

ホイートストンブリッジは、4つの抵抗(R1、R2、R3、Rx)をダイヤモンド形(ブリッジ形)に接続した回路です。対角の頂点に電源を接続し、もう一方の対角の頂点間(検流計を接続する点)の電位差がゼロになる平衡条件(R1/R2 = R3/Rx)を利用して未知抵抗Rxを求めます。

19世紀にサー・チャールズ・ホイートストンが広めたことからこの名がついています(考案者は別のクリスティという人物とされます)。平衡状態では検流計にほとんど電流が流れないため、高感度かつ高精度な測定が可能です。

現代における主な応用分野は次のとおりです。

  • ひずみゲージ:荷重・圧力・トルクセンサーとしてブリッジ回路を構成し、抵抗変化を電圧として検出
  • 温度センサー(測温抵抗体RTD)の精密測定
  • 圧力センサー・加速度センサー
  • 医療機器・産業用計測機器

特にひずみゲージセンサーは4枚のゲージでフルブリッジを構成することで温度ドリフトをキャンセルし、微細なひずみを高精度に検出できます。現代の計測・制御システムにおいて不可欠な基礎回路のひとつです。

使い方・例文

はかりやロードセルの内部では、ホイートストンブリッジ回路を使ってひずみゲージの抵抗変化を電圧信号に変換し、重量を計測しています。

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