「テスター/デジタルマルチメータ/計測方法」のご紹介｜「電子工作/修理/メンテナンス」

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今回は、「デジタルマルチメータ/計測方法」をご紹介します。

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デジタルマルチメータ(DMM)は、いわゆるテスターと同じで、電圧、電流抵抗などの基本的な測定機能を1台にまとめた汎用デジタル測定器です。最近はこれに加えて、温度、周波数カウント、コンデンサ容量、トランジスタ増幅率、コイルインダクタンスなどの測定機能や信号出力機能までも含まれた高機能なものが非常に安価に入手できるようになりました。

ここでDMMの仕様の見方で安定度と確度および温度係数についてご紹介します。

通常「±◯◯%ofreading + △△digits」で記されています。

• 第1項は読み値に対する誤差で入力の大きさに比例します。
• 第2項は入力によらない一定の値の誤差で表示のディジット数(下一桁)で表される(上表では第2項を省略しています)。

ある期間内の相対的な変動を示します。切り替えスイッチには記号で測定対象の種類を示していますが、通常は下記のような意味になっています。

実際にデジタルマルチメータ(DMM)を使うときの注意事項や測定方法についてご紹介します。

自分の行いたい測定にあわせ、「切り替えつまみ」を回して測定内容を決定します。まず測定内容が、電圧か電流か、あるいは抵抗かなどにより、さらに電圧や電流の場合には、直流か交流かにより切り替えが必要です。

つぎに、測定値を予測し、この中からレンジの決定をします。実際にはほとんどオートレンジになっていますので、この選択は必要ないことが大部分です。

電圧測定の基本は、対象の回路に並列に接続して測るということです。また、直流回路の場合は極性(プラス、マイナス)に注意が必要です。下図に測定のためのDMM接続例を示します。このプラス、マイナスは間違っても壊れることはなく、表示の+と-が逆になるだけです。

電流測定の基本は、対象の回路に直列に挿入して測るということです。また、直流回路の場合は極性(プラス、マイナス)に注意が必要です。逆に接続しても表示の+とが逆になるだけですので問題ありません。

下図に測定のためのテスター接続例を示します。図のように電流を計測するためには、回路を切断してその間に直列にDMMを挿入することになります。

このときDMMを挿入したことにより、DMMの内部抵抗が回路に直列に挿入されたようになりますが、DMMの電流測定レンジでの内部抵抗は非常に小さく、0Ωとみなして構いません。つまり回路には影響を与えないということです。

例えば電源の電圧を測定しようと思って、電流測定状態にしたままテストピンを当てると、電源を直接ショートしてしまうような接続となってしまうので、思わぬ大電流がDMMに流れてしまう。そのような時のために安全ヒューズがついていますが、危険なことには変わりはないので注意して下さい。

抵抗測定は電圧測定と同じ要領で対象に並列に接続して測りますが、問題があります。それは、回路が接続された状態で測定すると、接続されたもの全ての抵抗の合成値を測ることになってしまうことです。

つまり下図のようにして抵抗測定すると、実際には、電源を経由してトランジスタや電源の内部抵抗など、いろいろなものの合成した結果の抵抗値を測定してしまうことになるわけです。抵抗値を測定するときは、必ず周りの回路を切り離した単体の状態で測定するようにして下さい。

テスターの抵抗測定機能の応用として、ダイオードの極性がよくわからない場合にテスターを使って知ることができます。ダイオードには、一方の極(A:アノード)から、他方の極(K:カソード)へ向かっては、電流が流れやすく、その逆は、電流が流れにくいという性質があります。

一方、テスターを抵抗測定とした場合、マイナス端子(黒のテストリード)と、プラス端子(赤のテストリード)の間で、一方向に向かって電流が流れる回路となっています。

したがって、あらかじめ方向がわかっているダイオードで確認してから、わからないダイオードの抵抗値を測定すれば向きを知ることができます。

交流電圧測定も直流電圧測定と同じ接続方法で測定できます。しかし交流の場合には、低電圧の交流測定(100mV以下)では外部ノイズによる影響に注意が必要です。

露出した測定リードがアンテナの役割を果たして、電磁波や商用電源からの誘導ノイズが測定値に誤差を生じさせる場合があるので、シールド線の使用や測定系全体のシールドが必要になります。

さらにDMMで交流測定をする場合には、DMMの保証周波数範囲に注意が必要です。通常は数10Hzから数kHz程度が多いのですが、この範囲外の周波数の測定では誤差が大きくなりますので注意が必要です。

交流の場合も直流と同じ方法で電流を計測できます。この電流の場合も、微小な電流測定の場合には、外部ノイズによる誤差に注意が必要です。

容量の大きなコンデンサの場合には、長めのリード線で接続しても誤差の心配はありませんが、数100F以下の容量を計測するときは、リード線間の浮遊容量による誤差が加わりますので、できるだけ短いリード線で計測した方が誤差が少なくなります。

パターンや回路チェックのために、接続されているかどうかを抵抗値を計ることで確認できます。数10Ω以下の抵抗値であればその間は配線されているとみなし、ブザーで知らせます。

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