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非反転増幅回路に生じる謎の逆起電力について
2023/10/21 02:19
- 回路作成初心者が非反転増幅回路で生じる謎の逆起電力について困っています。
- リード線を導入すると逆起電力が発生し、アンプからの出力電圧が下がってしまいます。
- 逆起電力の原因が手の温度ではないかと予想していますが、リード線の材質から考えるとゼーベック効果が働く可能性は低いです。
非反転増幅回路に生じる謎の逆起電力について
2022/08/19 18:10
回路作成初心者のものです．添付図のような，センサ（K型熱電対）から出力された信号をオペアンプ（ゲインが１０００倍）で増幅し，マイコンで増幅後の電圧を所得する回路を作成しています．作成中に私の力では解明できない問題が出てきてしまったので詳しい方がいたら教えてください．
まず，アンプには入力オフセットをかけて，増幅曲線の直線性が保たれている区間のみを使用しています．ここで，熱電対の代わりに，リード線（導線）をこの回路に導入したとき，アンプに入力される電圧は，入力オフセット電圧のみになるはずです．ただ，このリード線に手を近づけると何らかの逆起電力が働きアンプからの出力電圧が下がってしまいます．現在予想していることは，手の温度によるものではないかということです．ただ，リード線は単種金属でできていますし，ゼーベック効果が働くことは考えにくいです．
この逆起電力の原因が分からず困っています．どなたか，ご存じの方いらっしゃいましたら教えてください．よろしくお願いします．
回答 （8件中 1～5件目)
逆起電力では無いです。
オペアンプ（ゲインが１０００倍）なら手を近づければ体に乗ってる電気を増幅してしまいます。当たり前の現象です。これを防ぎたいならLとCで或いはRとCでフィルターを作る、更には線のインピーダンスを下げ、入力を安定させる為に抵抗を接地します。
タッチスイッチ或いは非タッチスイッチとかはこの手の電気を感知して動かしてます。交流電源の波形がオシロスコープで見れます。
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直接の回答でなくて申し訳ありませんが、幾つか質問させてください。
0) ご提示の回路は、貴殿の発想による設計ですか／出典がありますか？出典があれば、出典を教えてください。
1) オペアンプで増幅し，マイコンで増幅と記載なさっていますが、マイコンで増幅とはどのような動作を指しているのでしょうか？
2) アンプには入力にオフセット電圧をかけて，増幅曲線の直線性が保たれている区間のみを使用と説明なさっていますが、ここでいう直線性とは、熱電対の温度－起電力特性の直線性のことですか？／オペアンプの入出力特性の直線性のことですか？
3) オペアンプの出力端子の波形を観測なさっているでしょうか？
ご提示のオペアンプ回路は、増幅度が高く、入力側は極めて高感度であって、外部からの雑音に対してセンシティブであることは間違いありません。また、アンプの直線性を保つにはオフセット電圧を加えているとのことですので、もともとのアンプは非線形動作しているといると考えられます。両者を総合すると、手が近づくことによって銅線に発生した静電誘導電圧が、非線形回路で増幅された結果、検波されてDC成分が出力に現れたのように説明することができるかもしれません。あてずっぽうの推測ですが・・・・。
実用的な回路設計を目指すのであれば、熱電対の発生する微小な直流電圧に重畳する交流成分である誘導電圧を抑制するために、アンプの入力に厳重なフィルター回路を設ける必要がありそうに思います。
