第1章電気工学の基礎１．１１．２１．３１．４１．５１．６電磁気学回路素子直流回路交流回路電気計測通信用電力１．５電気計測１．５．１倍率器と分流器１．５．２波形計測１．５．３測定値の処理および誤差１．５．１倍率器と分流器（１）電気計測器 ①主に電圧，電流，抵抗を測定する。 ②電圧計・電流計の使用が多い。電圧計・電流計では，可動コイル計測器が主流（フレミングの左手の法則を動作原理とする）測定最大目盛を拡大するために，倍率器・分流器が使われる。（２）倍率器電圧計の最大目盛がVのとき，n倍の電圧を測定したい。内部抵抗をriとする。 ri V nV V   nVri  V ri  RV  ri  RV ri V ri RV nV 流すことができる電流の大きさは同じ RV  n  1ri 電圧計と直列につなぐこの抵抗を倍率器という。（３）分流器電流計の最大目盛がIのとき，n倍の電流を測定したい。内部抵抗をriとする。 ri I I RAにI (n－1）の電流を流せばよい。 Iri  I (n  1) RA nI ri R A  n 1 ri 電流計と並列につなぐこの抵抗を分流器という。 RA （４）計算例内部抵抗10Ω，最大目盛指示時の電流10 mAの可動コイル形計器を最大目盛の値20Vの電圧計とするための倍率器の抵抗値最大指示目盛： 1010103  101  0.1 [V] 最大指示目盛値20Vとするには， 20 / 0.1  200 倍の倍率器が必要。したがって RV  (2001) 10  1,900  1.9k 内部抵抗9Ω，許容電流が1 mAの電流計で， 10 mAの分流器の抵抗。分流器の倍率は10であるから RA  9 1 10  1 １．５．２波形測定（１）オシロスコープによる測定 ①オシロスコープとは，縦（Y）軸に電圧目盛，横（X）軸に時間目盛のブラウン管 ②X・Y軸両方に電圧を加えて，位相差を読むこともできる。これをリサージュ図形という。（２）オシロスコープの読取り横軸山から山２目盛Ｔ＝２ｍｓ周波数＝１／Ｔ＝１／（２×１０－３）＝０．５×１０３＝５００Hz 縦軸振幅１目盛＝０．１Ｖ（P-P値で０．２Ｖ）横軸：１目盛当たり１ｍｓ縦軸：１目盛当たり０．１Ｖ（３）リサージュ図形周波数が等しく位相が異なる正弦波電圧を縦軸・横軸に加えると位相差を傾きとする楕円（リサージュ図形）となる。水平端子： E1 sin ωｔ垂直端子 : E2 sin（ωｔ + φ） E2 φ E1 １．５．３測定値の処理および誤差（１）測定値の処理（a）平均値（相加平均） 1 1 n 平均値： x  x1  x2    xn    xi n n i 1 （b）標準偏差と分散   1 1 n 2 2 2 分散： D  x1  x   x2  x     xn  x    xi  x 2 n n i 1 n 1 2 標準偏差：   D    x  x  i n i 1 （２）誤差測定値には必ず誤差が発生する。 M ：測定値   M T T ：真の値誤差率    T  M   真の値が得られないとき使うこともある。  T  ：誤差  ：補正  誤差百分率  T  100  を誤差率の代替として M （３）計算による誤差の例抵抗 R で消費される電力 P を P = I2R で求める場合， I および R の測定値にΔI≪I，ΔR≪Rの誤差があれば I  I  R  R  2  I 2 R  2I  IR  (I ) 2 R  I 2 R  2I  R  I  (I ) 2 R 2 これらのうち (I ) , I  R, (I ) 2 R は非常に小さいので  I 2 R  2I  IR  I 2 R  I  I  ( R  R)  I 2 R  2I  IR  I 2 R 2 P I  I  ( R  R)  I 2 R 2I  IR  I 2 R 2I R     2 2 P I R I R I R 2