[中間試験問題解答]

1.
(1) 指示計器（偏位法）の長所短所

長所：電圧を直読することができる。測定時間が短い。

短所：指示値の読み取り誤差、指示量と測定量の比例関係（測定電流と可動コイルの回転角の比例関係）が正確でないことによる誤差の影響を受ける。負荷効果による誤差を受ける、などの理由により精度は劣る。

　 電位差計（零位法）の長所短所

長所：測定精度は、検流計の感度と標準電圧（基準量）の正確さで決まる。平衡したとき、被測定回路から電流をとらないため、負荷効果がゼロの測定ができる。以上のことから測定精度が良い。

短所：平衡をとる操作が必要、測定に時間がかかる

(2)電流が電気量の基本単位として使われている理由

測定方法：無限小の円形断面をもつ無限長の２本の導線を１ｍの間隔で平行に配置する。２本の導線に電流を流した時、導体の１ｍ当たり、２×10^-7Nの力を及ぼし合う電流を１[A]と定める。
理由：単位は、基本となる単位（時間、長さ、質量、力）から出発して、他の単位を順番に定めていかなければならない。電流は力学系の基本となる単位（長さと力）だけをもとにして電流を定めることができる（このような測定を絶対測定という）。すなわち、電気量の単位を使わなくて測定できる）。このために、電気量の基本単位として使われている

２．
　(1)Rg=(2//2)+1=2 ｋ Ω　 Es=10x2/(1.5+2+0.5)=5V
　　

　(2) 測定電圧：V= V0×10/12=5/6=4.17V
　　　誤差　ΔV＝V−V0=4.17-5=-0.833 V
　　　誤差率　ε=| (V- V0)/ V0|=| (1-10/12) |=16.7%

３．

(1) 図の通り。

(2) 外部雑音：�@漏れ電流雑音（導電電流：漏れ抵抗を解して混入）、�A静電誘導雑音（静電界：浮遊容量を介して混入）、電磁誘導雑音（�B近傍電磁界：漏れインダクタンスを介して混入、�C遠方電磁界：電磁波の混入）、
内部雑音：�@抵抗の熱雑音、�A半導体のショット雑音、�B熱起電力、�C接触電位差

(3) �@シールド（静電シールド、磁気シールド、漏れ電界、漏れ磁束の混入を防ぐ）、�Aアース（コールド端子の電位を等しくすることによりコモンモード雑音をなくす）、�B漏磁界の混入を防ぐための信号線の工夫（より線、同軸ケーブル）

４．
　(1)(a)反転増幅回路
　 I₁＝V_i / R₁, Vo = I₂R₂, I₂ = I₁より、
　
(b)積分回路
　 I_i=V_i/R 、V_o= (1/C_f)∫I_f dt、I₂ = I₁より
　
(c) ボルテージフォロア
　
(2)

(a)反転増幅回路: 入力電圧を反転させて所定の倍率（-R₂/R₁倍に）で増幅する。
(b)積分回路：入力電圧の積分結果を出力する
（二重積分型AD変換回路のような積分演算が必要な回路に使われる）。
(c)ボルテージフォロア：高インピーダンスを低インピーダンスに変換する（例えば、電源に負荷抵抗を接続したときの影響（負荷効果）をなくすためにボルテージフォロアを間に入れることにより、負荷の影響を受けない。あるいは、雑音の影響を小さくするために低インピーダンスに変換する目的で使う。）

５．
　(1) 下図のとおり。
　












(2)
�@ 最初のT1秒の間：+Es 側にSWを入れる。
�A その後、-Es 側にSWを入れる。同時に、カウンタのカウントを開始する。
�B 積分器の出力が0になったら、カウンタをストップする。
�C カウンタの値から T2　を求める。式(1)から、Exを求める