目 次


I²Cセンサとアナログ回路の得意/不得意をおさえる
Introduction　「測る」回路 超入門

第1部　まずはここから！ I²Cセンサでサッと測る回路

気温/湿度/気圧をワンチップでサッと
第1章　自然環境を測るI²Cセンサ回路
　[1] 湿度センサと温度センサが集積化されたワンチップ・センサIC SHT20
　[2] 警告信号の出力も可能な-40〜+150℃の温度センサIC LM73
　[3] 単3電池2本で2.25Vの低電圧まで動き続ける温度センサIC STTS751
　[4] 高度も深度も測れる高分解能0.01hPaの気圧センサ LPS25HB

加速度/角速度/動きをワンチップでサッと
第2章　力学的な動きを測るI²Cセンサ回路
　[1] 5kHzの高速データ・レート，±2〜±16gの3軸加速度センサIC LIS3DH
　[2] 角速度を測って姿勢がわかる3軸ジャイロ・センサIC L3GD20H
　[3] 16個のキーを読むタッチ・センサIC AT42QT2160
　[4] 変位や圧力による容量変化を検出する容量-ディジタル変換IC AD7745/7746

照度/近接/動き検知をワンチップでサッと
第3章　光/赤外線を測るI²Cセンサ回路
　[1] 光の強さを色別に測定できるカラー・センサIC S11059
　[2] 最大2mまでの距離が測れる赤外線測距センサIC VL53L0X
　[3] 静止物も検出できる4×4ピクセルのサーモグラフィ風 赤外線センサ D6T

電気信号や電力をワンチップでサッと
第4章　電圧/電流/電力を測るI²Cセンサ&ADC回路
　[1] 最大4個のセンサを同時につなげる12ビットA-DコンバータIC AD7991
　[2] 可変ゲイン・アンプ内蔵24ビットA-DコンバータIC NAU7802
　[3] 低雑音電圧源を内蔵した16ビットA-DコンバータIC MCP3425
　[4] 交流も測れるインテリジェント電流/電力モニタIC INA226


第2部　温度を測る回路

基礎知識から回路テクニックまで
第5章　安価で高感度な温度センサ「サーミスタ」回路
　サーミスタの基礎知識
　[1] 抵抗1本で作れるリニアライズ回路
　[2] サーミスタを複数本使ったリニアライズ回路
　[3] 0〜100℃の温度を誤差±4℃で測定できる温度測定回路
　[4] サーミスタのリニアライズ化が必要ない温度警報回路

基礎知識から回路テクニックまで
第6章　極低温〜超高温を測れる「熱電対」回路
　熱電対の基礎知識
　[1] 熱電対用非反転アンプ回路
　[2] 少ない部品点数で測れる熱電対専用ICを使った温度測定回路
　[3] 熱電対の温度誤差を補正するOPアンプを使ったリニアライズ回路

基礎知識から回路テクニックまで
第7章　0.1℃級の高精度向け 白金測温抵抗体
　白金測温抵抗体の基礎知識
　[1] 定電流ドライブによる温度測定回路
　[2] 定電圧ドライブによる3導線式温度測定回路
　[3] 定電流ドライブで使えるリニアライズ回路
　[4] 定電圧ドライブで使えるリニアライズ回路
　[5] 応用範囲の広い白金測温抵抗体用の温度表示回路
　[6] 熱電対効果をキャンセルする高精度温度測定回路

無調整で0.1%精度！ 温度センサ以外も応用OK！
Appendix 1　温度センサの抵抗値を高精度に測定する回路
　[1] 被測定抵抗に電流を流し電圧に変換して測定するテクニック
　[2] のこぎり歯状波発振回路に被測定抵抗を組み込み周期を測定するテクニック


第3部　光を測る/光で測る回路

微弱光から高速応答まで用途別に
第8章　定番光センサ「フォトダイオード」と回路
　フォトダイオードの基礎知識
　[1] フォトダイオードの出力電流が1μA以上のときに使う抵抗によるI-V変換回路
　[2] フォトダイオードの出力電流が1p〜1μA以下のときに使うI-V変換アンプ
　[3] フォトダイオードの出力電流がさらに微弱なときに使うチャージ・アンプ回路
　[4] フォトダイオード用バイアス電圧生成回路
　[5] 微弱な光を計測する高感度アンプと高速な光の変化を計測するアンプ

人感/生体/エンコーダ…用途いろいろ
第9章　動き検知によく使う赤外線センサ回路
　[1] フォトダイオードより高感度！フォトトランジスタの基本回路
　[2] 赤外線フォトダイオードを応用した脈波センサ回路
　[3] マウス・ホイールの光学式エンコーダに使われているフォトインタラプタ回路
　[4] センサ・ライトに使える赤外線センサ回路
　[5] セキュリティ・システムに使える多チャネル焦電型赤外線センサ回路


第4部　力やひずみや振動を測る回路

出したり受けたり…これから期待の世界
第10章　超音波センサと圧電素子
　圧電素子の基礎知識
　[1] 振動センサの出力インピーダンスをほぼゼロにできるバッファ・アンプ回路
　[2] 振動センサの静電容量が測定精度に与える影響をなくせるチャージ・アンプ回路
　[3] 自励発振型と他励発振型の超音波センサ駆動回路
　[4] 超音波センサが出力するmVオーダの信号を100倍以上に増幅する
　[5] 物体の有無を超音波で検知してLEDの点灯状態で知らせる回路
　[6] たった1個のシュミット・トリガでできる発振回路
　[7] 大きな送信出力が得られるマルチバイブレータによる発振回路

回路技術で差がつきやすい
第11章　力/ひずみセンサと回路
　目に見えないほど微小な変形を測定するひずみゲージの使い方
　[1] ホイートストン・ブリッジの出力信号を増幅するひずみゲージ用計装アンプ
　[2] 検出時だけ励起電圧を印加するセンサ用ブリッジ回路
　[3] はかり用ロード・セルを使った1kgfまで計れる高精度力検出回路
　[4] 900〜1100 hPaを分解能0.38 hPaで測定できる圧力センサを使った気圧計測回路


第5部　電流を測る回路

非接触AC電流センサ カレント・トランスと回路
第12章　ありがたーい非接触電流測定入門
　カレント・トランスの基礎知識
　[1] OPアンプを使った電流-電圧変換回路
　[2] 空芯型AC電流センサ用の積分回路
　[3] 空芯型AC電流センサの感度のばらつきを補正する回路
　[4] AC-DC変換回路
　[5] モータの回転数を検出する回路
　[6] フェライト・コアを使ったAC100Vラインの交流電流測定回路

DCからACまで非接触で測定できる
第13章　名前をよく聞くホール素子型電流センサ
　直流磁界を検出できるホール素子を使った電流センサの基礎知識
　[1] サーボ式DC電流センサ回路
　[2] サーボ式DC/AC電流センサ回路

流れる電流を直接測る！ パターン電流も測れる
第14章　パワエレでよく見る電流検出用シャント抵抗
　電流検出用低抵抗「シャント抵抗」の基礎知識
　[1] シャント抵抗を使った電流測定回路
　[2] シャント抵抗を実装するプリント・パターン回路のテクニック

あなたの知らない1Ω以下の微小抵抗の世界
Appendix 2　ミリオーム抵抗値を測る回路


第6部　測るための汎用回路あれこれ

精度良く増幅するアンプ回路のテクニック
第15章　測るための汎用回路あれこれ
　[1] 4端子センサが出力する微弱なアナログ信号を増幅する差動アンプ回路
　[2] 差動アンプも抵抗も使わず同相電圧をゼロにする同相電圧除去回路
　[3] センサ出力を誤差少なく増幅して高精度でマイコンに取り込む計装アンプ回路
　[4] ±1Vの信号を正電圧へレベル・シフトする高速A-Dコンバータ用差動プリアンプ
　[5] 1kVまでの高電圧を高精度に測定する回路テクニック
　[6] ブリッジ・センサ入力の2線式4〜20 mAトランスミッタ
　[7] 入力バイアス電流1 pA，GB積6 GHzのコンポジット・アンプ
　[8] 1〜1000倍の低ノイズ可変ゲイン・アンプ
　[9] 正負入力信号を扱える単電源高速アンプ回路
　[10] アナログ・スイッチを使わない高速ゲイン切り替え回路
　[11] 入力保護ダイオードのリーク電流を補正したハイ・インピーダンス・アンプ
　[12] AC入力用高インピーダンス・バッファ回路
　[13] 1μ〜3Vの入力信号を誤差0.1μVで増幅する対数アンプ回路


付録

付け足し簡単！ ICとICをつなぐならコレで決まり
2線シリアル・インターフェース I²C詳解
　基礎知識
　仕様(1)通信時の信号レベルや送受信の手順
　仕様(2)電気的特性
　行き詰まったときの攻略法


※ 本書は「トランジスタ技術」誌に掲載された記事を元に再編集したものです．