ホイートストンブリッジ計算機は、回路の平衡条件に基づく未知抵抗の算出と、不平衡状態における差動出力電圧(Vout)の計算の両方に対応したオンラインシミュレーションツールです。
ホイートストンブリッジ計算ツールの使い方
- 計算モードを選択 — 「平衡状態(未知抵抗を算出)」または「不平衡状態(出力電圧Voutを算出)」を選択します。
- 抵抗値を入力 — 各アームの抵抗 R1、R2、R3、および(必要に応じて)R4 / 未知抵抗 Rx を入力します。
- 励起電圧(電源電圧)を入力 — 不平衡モードで出力電圧を求める場合に電源電圧 Vs を入力します。
- 計算結果を確認 — 平衡モードでは未知抵抗の値、不平衡モードでは出力電圧 Vout と平衡状態の判定結果が表示されます。
ホイートストンブリッジの計算公式と理論
平衡条件: R1 / R2 = R3 / R4 (または R1 · R4 = R2 · R3)
未知抵抗の導出: Rx = R3 · R2 / R1
不平衡時の出力電圧: Vout = Vs · ( R2 / (R1 + R2) − R4 / (R3 + R4) )
ホイートストンブリッジ回路の主な用途
- ひずみゲージ(Strain Gauge) — 応力による微小な抵抗変化を測定可能な電圧信号に変換。
- 温度センサー — RTD(測温抵抗体)やサーミスタを用いた高精度な温度測定回路。
- 精密抵抗測定 — 3つの既知抵抗を基準にして、未知抵抗の値を正確に測定。
- 電気回路の学習 — ブリッジ回路の対称性や平衡条件の仕組みを体験的に理解。