歪ゲージの５V励起

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圧力センサ（トランスデューサ）からアナログ入力する為の構成を検討しています。
組み合わせとして、MシリーズのDAQボードに信号調節用としてシールドキャリア（SC-2345）と
ひずみ入力モジュール（SCC-SG04かSCC-SG24）を使用することを考えています。
この場合励起電圧が2.5Vか10Vとなり今回使用する圧力センサの推奨電圧5Vに合いません。
他のフォーラムを検索してみた所SC-2345キャリアの５V端子を利用する案があったのですが
これはおそらく５V電源端子ではないかと思うのですがこの電圧の精度がそのまま測定値に
影響してしまうのではないかと懸念しています。
電源電圧の精度が５％であれば測定の精度も５％まで落ちてしまうのではないかと思うのですが
どうなんでしょうか？
励起電圧が目的のセンサに合わない場合みなさんはどのように対処されているのでしょうか
教えていただければありがたいです。

[K.Saha]

平素よりNI製品をご利用頂きまして誠に有難うございます。
日本ナショナルインスツルメンツ技術部のサハと申します。

SCC-SG04及びSCC-SG24のBuilt-in励起電圧はそれぞれ２．５V及び１０．０Vでございますが、励起電圧を外部から与えることも可能です。励起電圧を外部から接続することに関して弊社のウエブサイトにはSCC-SG04及びSCC-SG24のユーザマニュアルがございますので、そちらをご参照ください。

SCC-SG04及びSCC-SG24のユーザマニュアル：
http://www.ni.com/pdf/manuals/371073b.pdf

LabVIEWにはSCC-SG04を利用可能なサンプルプログラムがございます。LabVIEWのヘルプ→サンプルを検索→ハードウエア入力と出力→DAQｍｘ→アナログ信号測定→ひずみ→Cont Acq Strain Samples.viを参照して頂ければ、フロントパネルにある「Bridge Parameters」内のExcitation　SourceをExternalにし、外部から接続する電圧を設定しますと、お客様のご希望のプログラムが可能になります。

以上の内容で、何かご不明な点がございましたら、ご連絡いただければと思います。
今後ともよろしくお願い申し上げます。

日本ナショナルインスツルメンツ株式会社　技術部　サハ

[小澤＠東北大学電気通信研究所]

＞電源電圧の精度が５％であれば測定の精度も５％まで落ちてしまうのではないかと思うのですが
＞どうなんでしょうか？

ちょっとアドバイスを。

はい。そのとおりです。

NIのボードについている5V出力は、PCIバスから得ている電圧です。または、それを定電圧ダイオードで簡易的に安定化しています。

安定性はパソコンの電源性能に依存しますので、安定性を求めるならば、別途、レギュレータ電源（スイッチング電源は駄目です）を用いることをお勧めします。

[K.Saha]

平素よりNI製品をご利用頂きまして誠に有難うございます。
日本ナショナルインスツルメンツ技術部のサハと申します。

励起電圧として外部電源を使用する場合、電源電圧の精度は測定精度にどのぐらい影響するかを正確に求めることはできません。これは、お客様がお使いの圧力センサ（歪ゲージ）は励起電圧にどのように反応するかによって違ってきますので、お客様がお使いの歪ゲージのメーカ様にお問い合わせ頂くようお願い申し上げます。

以上の内容で何かご不明な点がございましたら、ご連絡いただければと思います。

今後とも宜しくお願い申し上げます。

日本ナショナルインスツルメンツ株式会社　技術部　サハ

[小澤＠東北大学電気通信研究所]

まだまだ一般的に用いられている歪ゲージは、薄膜化された抵抗体が物理的に形状を変化したときの電気抵抗の変化を検出する方法を用います（私の好きな磁歪の方法もあります）。
その検出方法としては、ブリッジによる方法が多用されます。
ちょっと説明が難しくなりますが、詳細を述べます。

ブリッジ回路では4つの抵抗体があり、その4つの抵抗体の関係が平衡であるとき、
ブリッジ電圧差はゼロとなり、ブリッジ回路による平衡条件は電源電圧に依存しなくなります。
しかし、ここで外部からの応力により、変形を受けると抵抗体の電気抵抗が変化して、平衡状態がやぶれます。
このときの電圧差は大きく、添付したファイルのように電源電圧に依存した値を出力します。
したがって電源電圧は可能な限り安定性に優れたものを使用します。

なお、電圧は推奨された5Vを用いたほうがいいでしょう。
10Vを用いた場合は、流れる電流により、抵抗体にジュール熱が発生し、発熱します。
その発熱は、熱雑音となり、不要なノイズを上昇させる原因を招きます。
（熱雑音は、電子の複雑な移動により発生するもので、ボルツマン係数と温度で一意に決定し、この世の回路設計で避けられない要素です。）
したがって、大きすぎる電圧はノイズの上昇を招きます。
また、2.5Vを用いた場合は、熱雑音が少なくなりますが、信号が小さくなるために、外乱ノイズに弱く、これまたSN比が悪化します。
この兼ね合いがよいところが推奨する5Vなのです（エルゴード性になる）。

是非、推奨された電圧を使うようにしましょう。