こんにちは。
長さの測定では何らかの拡大を行っている場合がほとんどです。電気的に拡大を行っている長さの測定器を電気マイクロメータと呼んだりします。
今日は電気マイクロメータの中で差動変圧器と呼ばれるタイプのものについて記述していきます。
差動変圧器はインダクタンス変換式のマイクロメータとも呼ばれるので､インダクタンスとは何か確認します。
インダクタンスとは
導線をコイル状に巻いたものは磁気エネルギーを蓄える性質がある。この物体をインダクタ（inductor）とよび、その性質をインダクタンス(inductance)と呼びます。
ヘンリーとは
インダクタンスの式で出てくるヘンリーと何なのでしょうか？
1秒間に1アンペアの割合で変化する電流が流れるときに1ボルトの誘導起電力を生ずるコイルのインダクタンスをあらわします。
インダクタンスの単位 Hは、アメリカの物理学者Joseph Henryにちなむものなので、大文字のHで書きます。
レンツの法則
レンツの法則（Lenz’s Law）は、電磁誘導の原則を述べる法則の一つです。ハインリッヒ・レンツ（Heinrich Lenz）によって提唱されました。この法則は、電磁誘導により生じる電流が、その変化に対抗する向きで生じることを述べています。
具体的には、電磁誘導によって生じる電流は、その誘導を引き起こす変化に対して、その向きが変わることなく、その変化に対抗する向きを持つという法則です。これにより、電磁誘導による現象がエネルギー保存の法則に従うことが示唆されます。
差動変圧器
差動変圧器（Differential Transformer）は、変圧器の一種であり、主に変位や変形の検出に使用されるセンサーです。この装置は、入力信号（変位や変形）に対する微小な変化を電気信号に変換します。一般的には非常に高い感度を持ち、微細な変化を検出するために使用されます。
以下は、差動変圧器の基本的な原理と構造についての説明です：
- 構造:
- 差動変圧器は通常、コイルやトランスデューサと呼ばれる変圧器の巻線が組み合わさった構造を持っています。一般的に、主なコイル（プライマリーコイル）に入力信号が供給され、セカンダリコイルには出力信号が得られます。
- 動作原理:
- 入力信号による変位や変形により、プライマリーコイルに誘導される電圧が変化します。この変化した電圧がセカンダリコイルに誘導され、出力信号が得られます。差動変圧器の特徴的な点は、入力信号と出力信号の差（差動信号）が重要であり、共通信号がほとんど影響を与えないように設計されています。
- 感度と精度:
- 差動変圧器は高い感度を持ち、微小な変化を検出できるため、精密な計測や検出が可能です。また、共通信号に対する抵抗が高いため、共通ノイズの影響を最小限に抑えることができます。
- 応用分野:
- 差動変圧器は、物理的な変位や変形を検出する際に使用されます。例えば、機械部品の微小な変位、圧力センサーやアクチュエータの位置制御、地震計などのセンサ応用で利用されます。
- ブリッジ回路との組み合わせ:
- 差動変圧器は、ホイートストーンブリッジ回路などと組み合わせて使用されることがあります。これにより、非常に微小な変化を高い精度で測定することが可能です。
差動変圧器は、その高い感度と低ノイズ特性から、科学研究や産業用途で広く使用されています。
