趣味の電気計測実験

1. 目次

1. 目次
2. アナログ直流電流計の校正
3. アナログ直流電圧計の校正
4. AV法・VA法による抵抗測定
5. 直流電位差計によるアナログ直流電圧計の校正
6. 直流電位差計によるアナログ直流電流計の校正
7. 直流電位差計による電気抵抗測定
8. ブリッジによる電気抵抗測定
9. 交流電圧の測定
10. 交流ブリッジによるLCの測定(信号源50Hz)
11. 交流電圧の測定(ACプローブ)
12. 周波数の測定(周波数ブリッジ)【工事中】
13. 交流ブリッジによるLCの測定(信号源1kHz)【工事中】
14. 位相測定【工事中】

2. アナログ直流電流計の校正

1. 実験の目的
アナログ電流計とディジタル・テスターとで種々の大きさの同一の
電流を測定し、その測定値を比較する。
この際、一応ディジタル・テスターの指示値が正しいものとして
アナログ電流計の補正率を求める。


2. 実験課題
アナログ電流計として、下記の二種類について校正を行う。

(1)可動コイル型直流電流計(50μA)
(2)テスターの直流電流レンジ:10mA


3. 実験回路

(1)可動コイル型直流電流計(50μA)の校正


(2)テスターの直流電流10mAレンジの校正




4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2013/12/07)




3. アナログ直流電圧計の校正

1. 実験の目的
アナログ電圧計とディジタル・テスターとで種々の大きさの同一の
電圧を測定し、その測定値を比較する。
この際、一応ディジタル・テスターの指示値が正しいものとして
アナログ電圧計の補正率を求める。


2. 実験課題
アナログ電圧計として、下記の二種類について校正を行う。

(1)可動コイル型直流電圧計(3V)
(2)テスターの直流電圧レンジ:2.5V


3. 実験回路



4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2013/12/16)




4. AV法・VA法による抵抗測定

1. 実験の目的
種々の値の固定抵抗器をAV法とVA法により測定し、測定器の内部抵抗が
測定値に及ぼす影響について考察する。


2. 実験課題
(1)アナログ直流電圧計の内部抵抗の測定
(2)固定抵抗器の抵抗値の測定
(3)乾電池の内部抵抗の測定


3. 実験回路
(1)AV法


(1)VA法




4. 実験の詳細
実験の詳細はこちら。(2014/05/11)


5. 直流電位差計によるアナログ直流電圧計の校正

1. 実験の目的
アナログ電圧計、アナログ・テスター、ディジタル・テスターと
直流電位差計により種々の大きさの同一の電圧を測定し、
その測定値を比較する。この際、直流電位差計の指示値が
正しいものとしてアナログ電圧計とディジタル・テスターの
補正率を求める。


2. 実験課題
アナログ電圧計として、下記の二種類について校正を行う。

(1)可動コイル型直流電圧計(0.5V, 1.0V, 3Vレンジ)
(2)テスターの直流電圧レンジ:2.5V


3. 実験回路



4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2019/07/16)




6. 直流電位差計によるアナログ直流電流計の校正

1. 実験の目的
アナログ電流計とアナログ・テスター、直流電位差計とで種々の大きさの同一の
電流を測定し、その測定値を比較する。
この際、直流電位差計の指示値が正しいものとして
アナログ電流計の補正率を求める。


2. 実験課題
アナログ電流計として、下記の二種類について校正を行う。

(1)可動コイル型直流電流計(50μA)
(2)テスターの直流電流レンジ:10mA


3. 実験回路<
(1)50μA直流電流計


(2)アナログ・テスター(10mAレンジ)




4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2019/07/20)




7. 直流電位差計による電気抵抗測定

1. 実験の目的
直流電位差計による電気抵抗測定の原理を理解するとともに
誤差5%のP型カーボン抵抗の抵抗値の測定結果から精密測定の誤差を
検討します。


2. 実験課題
下記の公称値のP型カーボン抵抗の抵抗値を直流電位差計により測定します。

(1)47Ω
(2)470Ω
(3)4.7kΩ
(4)47kΩ
(5)470kΩ


3. 実験回路




4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2019/12/03)




8. ブリッジによる電気抵抗測定

1. 実験の目的
ホイートストンブリッジによる 電気抵抗の測定の原理を理解するとともに
測定結果から測定誤差について考察します。


2. 実験課題
下記の精密抵抗器の抵抗値を測定します。

(1)100Ω (誤差0.1%)
(2)1kΩ (誤差0.1%)
(3)10kΩ (誤差0.1%)
(4)100kΩ (誤差0.1%)
(5)1MΩ (誤差1%)


3. 実験回路
1. 交流ブリッジによる測定
   
   
   
   
2. 直流ブリッジによる測定
   
   


4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2019/12/09)




9. 交流電圧の測定

1. 実験の目的
同一の交流電圧を複数の交流電圧計で測定し、指示値の差を比較します。
この際、ディジタル・テスターの指示値が一応正しい値であるものとみなし
他の交流電圧計を校正します。
整流型交流電圧計については原理を確認するために、ダイオードにて整流した
脈流電圧を直流電圧計で測定し、理論値と実測値の差を比較します。
また整流型交流電圧計の内部抵抗についても測定します。


2. 実験課題
(1)アナログ・テスターの交流レンジ(10V)の校正
(2)半波整流回路と直流電圧計による交流電圧測定
(3)ブリッジ(全波整流回路)と直流電圧計による交流電圧測定
(4)交流電圧計の内部抵抗の簡易測定


3. 実験回路
(1)アナログ・テスターの交流レンジ(10V)の校正、半波整流回路による交流電圧測定


(2)ブリッジ(全波整流回路)による交流電圧測定


(2)交流電圧計の内部抵抗の簡易測定(原理図)



4. 実験の詳細
実験の詳細はこちら。(2021/10/18)




10. 交流ブリッジによるLCの測定(信号源50Hz)

1. 実験の目的
交流ブリッジを使用した電気容量(キャパシタンス)、インダクタンスの
測定原理を理解するとともに、精度が保証されているコンデンサー、
インダクターを交流ブリッジを使用して測定し、どの程度の測定精度が
出るのかを確認します。
今回使用する交流電源は50Hzの正弦波を使用します。


2. 実験課題
1. コンデンサーの容量測定
下記の校正用コンデンサーの静電容量を測定します。


(1)0.1μF 　(誤差1%)
(2)0.01μF　(誤差1%)
(3)1000pF　(誤差1%)
(4)100pF　　(誤差5%)
(5)10pF　　(誤差±0.5pF)



2. インダクタンスの測定
下記の校正用インダクターのインダクタンスを測定します。


(1)10mH　　(誤差5%)
(2)1mH　　　(誤差5%)
(3)100μH　(誤差10%)
(4)10μH　　(誤差10%)
(5)1μH　　(誤差30%)



3. 実験回路
(1)コンデンサーの容量測定


(2)インダクタンスの測定




4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。 (2023/11/07)(2023/12/07追記)




11. 交流電圧の測定(ACプローブ)

1. 実験の目的
まず、プローブ方式での交流電圧測定回路について、直流電圧計のレンジを変えて
交流電圧と整流直流電圧との誤差の違いを比較・検討します。

次に、整流方式を検討する際、問題となるのが交流電圧の値が小さくなると(約1V以下？)、
ダイオードの順方向電圧が誤差として無視できなくなることです。
測定周波数が低周波であれば、演算増幅器(オペアンプ)などを使用すると、
この誤差を補正することは容易ですが、今回はプローブ方式の整流回路について、
増幅器を使用しないで補正できないかを検討し実験します。


2. 実験課題
1. 交流電圧を補正しないで測定
まずは、比較のために補正をしないでフルスケール1V、5V、10Vの直流電圧計で
整流電圧を測定したの場合の結果を確認します。


2. 交流電圧を補正して測定
ダイオードの順方向電圧の電圧降下により発生する誤差をアナログ的に補正する案の
回路を付加した場合について測定します。


3. 実験回路
1. 実験回路(1)
直流電圧計：10Vレンジ



2. 実験回路(2)
直流電圧計：5Vレンジ



3. 実験回路(3)
直流電圧計：1Vレンジ




4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(2024/07/26)




12. 周波数の測定(周波数ブリッジ)【工事中】



1. 実験の目的



2. 実験課題


(1)
(2)


3. 実験回路
(1)

(2)



4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(工事中)




13. 位相測定【工事中】




14. 交流ブリッジによるLCの測定(信号源1kHz)【工事中】

1. 実験の目的
交流ブリッジを使用した電気容量(キャパシタンス)、インダクタンスの
測定原理を理解するとともに、精度が保証されているコンデンサー、
インダクターを交流ブリッジを使用して測定し、どの程度の測定精度が
出るのかを確認します。
今回使用する交流電源は1kHzの正弦波を使用します。


2. 実験課題
1. コンデンサーの容量測定
下記の校正用コンデンサーの静電容量を測定します。


(1)0.1μF 　(誤差1%)
(2)0.01μF　(誤差1%)
(3)1000pF　(誤差1%)
(4)100pF　　(誤差5%)
(5)10pF　　(誤差±0.5pF)



2. インダクタンスの測定
下記の校正用インダクターのインダクタンスを測定します。


(1)10mH　　(誤差5%)
(2)1mH　　　(誤差5%)
(3)100μH　(誤差10%)
(4)10μH　　(誤差10%)
(5)1μH　　(誤差30%)



3. 実験回路
(1)コンデンサーの容量測定


(2)インダクタンスの測定




4. 実験の詳細

実験の詳細はこちら。(工事中)




15. L測定【やめる方向、または高周波測定器に移動】