GUIDE / MEASUREMENT-AMPLIFIER計測用増幅器とは？
計測用増幅器とは？ひずみアンプ・アイソレーションアンプ・差動アンプ・広帯域アンプの違いと、利得・周波数帯域・雑音・絶縁の選び方
研究・試験・検査で
この
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計測用増幅器とは
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比較ページには、
3つの種類
- ひずみアンプ
（ストレンアンプ）は、 ひずみゲージや ロードセルの ブリッジに 電源を かけて、 出てくる 電圧を 増幅します。例は 共和電業 の DPM-911B、 ミネベアミツミ の DAS-406C、 ユニパルスの AM32AZ、 エー・アンド・デイの AS2503 です - アイソレーションアンプ
（絶縁アンプ）は、 入力と 出力の グラウンドを 切り離して 増幅します。例は 共和電業 の DA-710A、 エー・アンド・デイの AL1201A、 エヌエフ回路設計ブロック の 5325A です - 電圧アンプ
（差動・広帯域）は、 絶縁を せずに 電圧を 持ち上げます。例は タートル工業の 差動入力アンプ T-01MGAZ と、 広帯域アンプ T-WBA01Z です
交流型と直流型のひずみアンプ
- 共和電業の
解説では、 ブリッジ電源が 交流の 動ひずみ測定器は 小さな ひずみを 高い 精度で 測るのに 向き、 直流の シグナルコンディショナ は 大きな ひずみに 向きます - 応答の
速さも 違います。 交流型の DPM-911B は DC〜2.5kHz、 直流型の DAS-406C は DC〜200kHz、 AS2503 は DC〜500kHz までです - 直流型で
ケーブルを 長く 延ばすときは、 定電流方式が 向くと 共和電業は 案内しています - 共和電業の
アンプと ひずみゲージを つなぐには、 ブリッジ ボックス か ブリッジ アダプタ を 別に 用意します
利得と周波数帯域の決め方
- 利得は、
記録計や A/D コンバータの 入力 いっぱい （たとえば±10V）に 届く 倍率にします。 AM32AZ は 最大10000倍、 AL1201A は 1〜2000倍、 5325A は1〜1000倍です - 利得を
測定の 途中で 変えるなら、 切替の ある 型を 選びます - 帯域は、
測りたい 信号の いちばん速い 成分より 広くします。ただ、 エヌエフ回路設計ブロックの 解説の とおり、 帯域の 広いアンプは ノイズも 多くなります - この
ページの 帯域は、 DA-710A の DC〜10kHz から、 T-WBA01Z の DC〜約20MHz まであります。 ローパス フィルタ で 余分な 帯域を 切れる 型が 多く あります
雑音を見る
- 入力換算雑音は、
アンプの 中で 出る ノイズを 入力の 所に 置きかえた値です。 これが 信号と 同じくらいだと、 信号は ノイズに 埋もれます - 小さな
信号を 何段かで 増やすときは、 初段に 低雑音の アンプを 置きます。 後ろの 段では 初段の ノイズも 一緒に 増えるからです - 5325A の
入力換算雑音は 15nV/√Hz typ.、 AM32AZ の ノイズは 全帯域で 30μVp-p RTI以内です
絶縁と差動入力の使い分け
- センサと
測定器の グラウンドの 電位が 違う ときや、 大きな 電流が 流れる 装置の 近くで 測る ときは、 アイソレーションアンプ を 使います - 絶縁の
強さは 型で 大きく 違います。 DA-710A は 入力と 出力の 間が AC1kVで 1分間、 AL1201A は AC2.3kVで 1分間、 5325A は 7000Vpeakで 1分 間・ 2800Vpeakで 連続です - 入力が
グラウンド から 浮いた 電位を 持つだけなら、 差動入力で 打ち消せます。 選ぶときは 同相信号除去比 （CMRR）を 見ます。 AL1201A と DA-710A は、DC〜60Hzで 120dB以上です - インバータの
近くで 波形が 乱れるなら、 共和電業 の DPM-951A・ DPM-952A のような ノイズに 強い型も あります
値段
- 値段を
公式に 出しているのは、 タートル工業 の T-01MGAZ が 26,000円、 T-WBA01Z が 29,800円 （どちらも税別）、 エヌエフ回路設計ブロック の 5325A が 377,000円 （税抜）です - 共和電業・
ミネベアミツミ・ ユニパルス・ エー・アンド・デイの 製品は、 見積もりを 取って 買います
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