整流器型儀器
定義
整流素子を使用して電圧と電流を測定する計器は、整流計器と呼ばれます。整流素子は交流（AC）を直流（DC）に変換し、その後、DC応答メーターで表示されます。永久磁石動コイル（PMMC）計器が一般的に表示装置として使用されます。
整流計器は動コイル計器や電動計器よりも感度が高く、電流と電圧の測定に適しています。以下の図は、整流素子として機能する4つのダイオードを特徴とする整流計器の回路配置を示しています。
乗数抵抗 Rs は、PMMC計器の定格を超えないように電流を制限するために使用されます。
整流素子
整流素子は交流（AC）を直流（DC）に変換し、PMMC計器を通る一方向の電流を確保します。整流素子に一般的に使用される材料には、酸化銅、セレンセル、ゲルマニウムダイオード、シリコンダイオードがあります。
整流素子は順方向バイアス状態ではゼロ抵抗、逆方向バイアス状態では無限大の抵抗を示す特性を持ち、これは整流に重要な性質です。
整流素子の特性曲線
整流回路の特性曲線は以下の図に示されています。理想的には、整流素子は順方向では電圧降下がなく、逆方向ではすべての電流をブロックします。
しかし、実際にはこれが可能ではありません。以下の図に示されている整流素子の実際の特性曲線です。
半波整流回路
以下の図は半波整流回路を示しています。整流素子は電圧源、抵抗乗数器、および永久磁石動コイル（PMMC）計器と直列に接続されています。ダイオードの順方向抵抗は無視できるほど小さいと仮定します。
この回路に直流電圧源が適用されると、Im の電流が流れ、その大きさは V/(Rm + RS) になります。この電流により、計器は全範囲偏向します。
同じ回路に交流電圧が適用されると、整流素子は交流電圧を一方向の直流電圧に変換し、計器を通じて整流された出力を生成します。PMMC計器は平均電流に基づいて偏向し、これは交流電源の平均電圧に依存します。
電圧の平均値
上記の計算によれば、交流に対する計器の感度は直流の電流感度の0.45倍です。
全波整流計器
以下の図は全波整流回路を示しています。
この回路に直流電圧が適用されると、PMMCメーターは全範囲偏向します。メーターに適用される正弦波電圧は以下の式で表されます。
同じ電圧値の場合、交流の平均値は直流の0.9倍です。つまり、交流での計器の感度は直流の90%です。
全波整流計器の感度は半波整流計器の感度の2倍です。
整流計器の感度
計器の感度は、入力から出力までの測定量の変化を示しており、例えば整流計器の直流感度などがあります。
交流整流型計器の感度は、回路に使用される整流素子の種類によって異なります。
整流型計器の性能に影響を与える要因
以下は、交流を使用する場合の計器の性能に影響を与える要因です。
波形の影響
整流計器は電圧と電流の有効値（RMS）に基づいて校正されます。半波および全波整流計器の形状係数は、校正されたスケールに対して固定されています。異なる形状係数を持つ波形が適用されると、波形の不一致による読み取りエラーが発生します。
温度変化の影響
整流素子の抵抗は温度によって変化し、これにより計器の測定に誤差が生じます。
高周波電流の影響
整流計器は不完全な容量特性を持っているため、高周波電流が通過し、読み取りに影響を与えます。
感度の低下
整流型計器の交流操作時の感度は、直流操作時よりも低いです。
整流計器の利点
広い周波数範囲：20 Hz から高周波範囲まで動作します。
低消費電流：ボルトメータの場合、他の交流計器よりもはるかに低い電流範囲で動作します。
均一なスケール：広い測定範囲で均一なスケールを提供します。
中程度の精度：通常の動作条件下で ±5% の精度を達成します。
整流計器の応用
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