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守谷定吉が造ったレイリー型電流天びん

-コイルの間に働く力の大きさから電流の大きさを決める。1936年に旧電気試験所でこれを用いて電流の絶対測定が行われた。電流値の測定精度の限界は10万分の1。-

Rayleigh-type current balance made by Sadakichi Moriya

守谷定吉が造ったレイリー型電流天びん

計量計測データバンク編集部

守谷定吉が造ったレイリー型電流天びん 計量計測データバンク編集部

守谷定吉が造ったレイリー型電流天びん 計量計測データバンク編集部

守谷定吉が造ったレイリー型電流天びん-計量計測データバンク編集部-



(本文)

レイリー型電流天秤

守谷定吉造
 コイルの間に働く力の大きさから電流の大きさを決める装置です。1936年に旧電気試験所でこれを用いて、電流の絶対測定が行われました。電流値の測定精度の限界は、10万分の1です。1981年に科博へ移管されました。(提供:産業技術総合研究所)

 解説
  コイルの間に働く力の大きさから電流の大きさを決める。1936年に旧電気試験所でこれを用いて電流の絶対測定が行われた。電流値の測定精度の限界は10万分の1。

 異常は国立科学博物館のレイリー型電流天秤に関する説明である。

[計量計測データバンク編集部による解説

守谷定吉が造ったレイリー型電流天秤 AI による説明の概要

[説明 その1ー]

 守谷定吉が製作したレイリー型電流天びんは、コイル間に働く力を測定して電流の絶対値を決定する精密測定装置です。1936年に旧電気試験所にて本装置を用い、電流の絶対測定が実施されました。
詳細な特徴は以下の通りです。

用途: 電流の絶対測定
製作: 守谷定吉
用途: 1936年、旧電気試験所で電流の絶対測定に使用
測定原理: 電流天秤(コイル間の電磁力)
この機器は、国立科学博物館の理工電子資料館に登録されています。

[説明 その2ー]

 守谷定吉(もりや さだきち)が製作したレイリー型電流天びんは、電流の絶対単位(アンペア)を決定するために作られた精密な測定装置です。

 1936年に当時の逓信省電気試験所(現在の産業技術総合研究所の前身の一つ)において、この装置を用いた電流の絶対測定が行われました。

主な特徴と歴史的意義仕組み
 二つの固定コイルの間に可動コイルを配置し、それらの間に働く電磁力(磁気的な力)を天びんで精密に計測することで、電流の値を物理的な定義に基づいて決定します。

高精度な測定
 当時の日本における電気単位の標準を確立するために使用され、その測定精度は非常に高いものでした。重要文化財としての価値: この装置は日本の計量標準の歴史において極めて重要な役割を果たしたことから、現在は国立科学博物館に所蔵・展示されており、物理学および電気工学の歴史を伝える貴重な資料となっています。現在、実物は国立科学博物館の理工電子資料館などでその姿を確認することができます。

[説明 その3ー]

AI による概要

 レイリー型電流天びんは、コイル間に働く電磁力(アンペア力)を精密な天びんで測定することで、電流の大きさを絶対測定する装置です。1936年に旧電気試験所で電流の絶対測定に用いられ、その精度は10万分の1に達しました。

主な特徴と歴史
用途:電流の絶対測定
測定原理:コイルに流れる電流によって生じる物理的な力を、天びんを用いて重力とつり合わせて測定。
歴史的背景:日本の度量衡(電流標準)を確立する上で重要な役割を果たし、国立科学博物館にその資料が保存されている。
技術的意義:銀クーロメーターと共に、昔の電気標準として位置づけられている。
この技術は現代のデジタル電子天びん(ALE3202など)の物理的基礎となる精密測定技術の一種です。

[説明 その4ー]

レイリー型電流天びん

 レイリー型電流天びん(Rayleigh current balance)は、コイル間に働く磁気的な力と分銅の重力(質量)を釣り合わせることで、電流の絶対値を極めて精密に測定する装置です。

主な特徴と原理絶対測定の手段:
 電流の単位(アンペア)を、長さ・質量・時間といった基本物理量に基づいて決定するための「絶対計器」として用いられます。

 動作原理:固定された二つの大きなコイルの間に、天びんの腕に吊るされた可動コイルを配置します。これらに電流を流すと、コイル間に電磁気的な吸引力または反発力が発生します。この力によって天びんが傾こうとするのを、反対側の皿に乗せた精密な分銅の重さで相殺し、平衡状態にします。コイルの寸法や配置などの幾何学的条件と、分銅の質量、重力加速度から、流れている電流の正確な値を算出します。

[説明 その4ー]
新光電子(ViBRA)のALE3202

 新光電子(ViBRA)のALE3202は、ひょう量3200g・最小表示0.01g(10mg)の高精度な電子天びんで、高速応答を実現する音叉式力センサとコンパクトなボディが特長です。8種類の計量モードと30種類の機能を搭載し、3電源方式(AC、乾電池、USB)に対応した実用的なベーシックモデルです。
 ALE3202(ベーシックタイプ)の特長・仕様高精度・高速応答: 新開発の音叉式力センサにより安定所要時間を従来比約1/2に短縮。
 コンパクト設計:クラス最小サイズのコンパクト設計で、設置場所を選びません。多機能: 個数、%、比重測定、動物、統計など8つの計量モードを搭載。3電源方式: ACアダプター、単3乾電池、USBバスパワー(PC接続)に対応。
 基本仕様:ひょう量:3,200g。

 最小表示:0.01 g。

 計量皿寸法:180×160 mm。

 ALE3202とALE3202R(校正分銅内蔵型)の違い

 ALEシリーズには、外部校正分銅(別売)を使用する「ALE3202」と、内蔵校正分銅により半自動でスパン調整が可能な「ALE3202R」があります。型番特長ALE3202ベーシックモデル。高耐久・高精度ALE3202R校正分銅内蔵型。ボタン操作で手軽に校正可能購入情報 (2026年5月時点)価格帯: ALE3202(通常モデル)は約66,000円〜98,500円。販売サイト: Amazon、アスクル、計量器専門店(はかりの三和屋など)で購入可能。関連型番: 300g/0.001gの「ALE323」などもシリーズとして展開。高精度な測定と、高速な安定速度を求める研究・製造現場に最適な一台です。

ALE3202新光電子(ViBRA)が提供する高精度電子天びんの人気モデル

「ALE3202」は、新光電子(ViBRA)が提供する高精度電子天びんの人気モデルです。独自の音叉式力センサを搭載しており、高い耐久性と長期安定性が特徴です。

主要スペック(ALE3202)
ひょう量(最大計量):3200g。
最小表示:0.01g。
安定所要時間:従来比で約1/2に短縮(高速応答)。
電源:ACアダプター、単3乾電池(4本)、USBバスパワーの3電源方式。
計量皿寸法:180×160mm。

バリエーションと選び方用途に合わせて以下のモデルが展開されています。
ALE3202(ベースモデル): 外部分銅による手動校正が必要な標準タイプ。
ALE3202R(校正分銅内蔵型):内蔵分銅で簡単にスパン調整が可能。

 日常的な校正が必要な現場に向いています。ALE3202H(特定計量器・検定品):取引・証明用に使用可能。法的な計量が必要な場合に必須です。主な販売店と価格帯(2026年5月時点)トラノテ:約72,105円。はかろうネット(Yahoo!ショッピング):約69,300円。Amazon.co.jp:約79,750円。モノタロウ:仕様により約130,900円(校正証明書付など)。

[説明 その5ー]

計量計測データバンク編集部による説明と解説

 工業技術院が筑波に移転して、その後に産業総合研究中所に組織替えした。

 工業技術院計量研究所は使わなくなった計量標準設備やほかの計測機器の保管を考えて国立科学博物館にこれを移管した。日本計量新報記者はこの連絡を受けて国立科学博物館に異動されたそれら器物の写真撮影をした。国立科学博物館の職員は器物がどのような意味を持つのか理解できなかったであろう。1970年代の後半のことであった。

 その後に電気試験所がらみの器物が移管され、このなかに守谷定吉が造ったレイリー型電流天秤が含まれていることになる。1980年を起点にすると2026年はそれから46年の月日が経過したことになる。

 電流の絶対測定が化学天びん形式のハカリによって実施されたことの記述が上記で取り扱った国立科学博物館の説明と守谷定吉が造ったその天びんである。守谷定吉は天才天びん製作者である。

 基準天びんは分銅を計るための天びんである。その昔、販売店であっても基準天びんを一台売ればそれで一月の売り上げを満たした。

 守谷定吉の会社の天びん技術者の話である。守谷では気分がのらなければ仕事をしなかった。優雅なものですねと、後に尋ねると、気分がのらないときの仕事はろくなことにならない。エッジを削るなどの天びん製造には人の神経の全てを注がなければならないのだという。守谷がアサノ精機になったあとに残っていた職人に聞いたことである。

 守谷定吉が造ったレイリー型電流天秤はコイルに働く電流によって生じる電磁力を比較する方式の計測器である。現代の電磁力平衡方式の天びんは測定対象とそれに均衡する電磁力を発生させて釣り合いを取って質量を測定する。釣り合わせるということでゼロ位法の優位性を持つ。釣り合わせるときの電流量から質量を求める。レイリー型電流天秤にゼロ位法の電子天びんの原理を見ることができる。

 電流と質量ということでは、先に変更された質量の単位であるキログラムの定義の決定に際して、シリコン球を元にしての物質量のモルを基にする方式と、電流を基にする方式が比較検討されたのであった。結果は物質量のモルによって質量が定義された。しかしこの先のことについては、このことが固定しているのではなく状況によっては質量が電流によって定義されるかもしれないのである。精密さを少し脇に置くと、手軽さと確実さということでは電流による質量の定義が勝るのである。

 技術の原理というものは時代が進んでも重要度が経ることはなく、巡り巡って元に戻ることが少なくない。


理工電子資料館:3種のものさし
理工電子資料館:レイリー型電流天秤
理工電子資料館:計測・度量衡資料

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[資料など]

絶対測定とは(絶対測定と相対測定の説明) 計量計測データバンク編集部

SI(国際単位系)の7つの基本単位とは 計量計測データバンク編集部

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