マルチメータ

異なる外部抵抗ネットワークに接続するだけで、一般的なメーターの動きを電圧計、電流計、または抵抗計として機能させる方法を考えると、多目的メーター（「マルチメーター」）を1つに設計できることは理にかなっています。適切なスイッチと抵抗を備えたユニット。

汎用の電子機器の作業では、マルチメータが最適な機器として君臨します。部品への投資が少なく、操作がエレガントなシンプルさで、これほど多くのことを実行できるデバイスは他にありません。エレクトロニクスの世界のほとんどのものと同様に、トランジスタのようなソリッドステートコンポーネントの出現は、物事のやり方に革命をもたらしました。マルチメータの設計もこの規則の例外ではありません。ただし、この章ではアナログ（「昔ながらの」）メーターテクノロジーに重点を置いているため、いくつかのプレトランジスタメーターを紹介します。

アナログマルチメータ

上に示したユニットは、電圧、電流、および抵抗の測定範囲を備えた、典型的なハンドヘルドアナログマルチメータです。ロータリースイッチで選択可能なさまざまな範囲と機能について、メーターの動きの表面にある多くの目盛りに注意してください。この機器を回路に接続するためのワイヤー（「テストリード」またはマルチメーターリード）は、メーター面の下部中央にある黒と赤の「-TEST +」とマークされた2つの銅ジャック（ソケット穴）に差し込まれます。

このマルチメータ（Barnettブランド）は、前のユニットとは少し異なる設計アプローチを採用しています。ロータリーセレクタースイッチの位置が前のメーターよりも少ないことに注意してください。また、テストリードを差し込むことができるジャックの数が多いことに注意してください。これらのジャックのそれぞれには、メーターのそれぞれのフルスケール範囲を示す番号が付いています。

デジタルマルチメータ

最後に、これがデジタルマルチメータの写真です。おなじみのメーターの動きが、空白の灰色の表示画面に置き換えられていることに注意してください。電源を入れると、その画面領域に数字が表示され、測定されている電圧、電流、または抵抗の量が示されます。この特定のブランドとモデルのデジタルメーターには、ロータリーセレクタースイッチと、テストリードを差し込むことができる4つのジャックがあります。 2本のリード線（1本は赤と1本は黒）がメーターに接続されて示されています。

このメーターを詳しく調べると、黒いテストリード用に1つの「共通」ジャックがあり、赤いテストリード用に他の3つのジャックがあることがわかります。赤いリード線が挿入されているジャックには電圧と抵抗の測定用のラベルが付いており、他の2つのジャックには電流（A、mA、およびµA）の測定用のラベルが付いています。これはマルチメータの賢明な設計機能であり、電圧測定から電流測定機能に切り替えるには、ユーザーがテストリードプラグをあるジャックから別のジャックに移動する必要があります。

入力抵抗が低いため、大きな電圧源に接続した状態でメーターを電流測定モードに設定すると危険です。セレクタースイッチを別の位置に切り替えるのではなく、テストリードプラグを移動する必要があります。メーターが意図せずに電流を測定するように設定されていないことを確認してください。

セレクタースイッチの電圧と電流の測定位置はまだ異なるため、ユーザーがこれら2つの測定モードを切り替えるには、赤いテストリードの位置を切り替える必要があります セレクタースイッチを別の位置に動かします。

また、セレクタースイッチもジャックにも測定範囲のラベルが付いていないことに注意してください。言い換えると、このメーターには「100ボルト」または「10ボルト」または「1ボルト」の範囲（または同等の範囲ステップ）はありません。むしろ、このメーターは「オートレンジ」です。つまり、測定される量に適した範囲を自動的に選択します。オートレンジはデジタルメーターにのみ見られる機能ですが、すべてのデジタルメーターに見られるわけではありません。

同じ会社で製造されている場合でも、マルチメータの2つのモデルがまったく同じように動作するように設計されていることはありません。マルチメータの動作を完全に理解するには、オーナーズマニュアルを参照する必要があります。

単純なアナログボルト/電流計の回路図は次のとおりです。

スイッチの3つの低い（最も反時計回りの）位置では、メーターの動きは共通に接続されています および V 3つの異なる直列範囲抵抗（R _multiplier1 ）の1つを介してジャックします。 R _multiplier3 を介して ）、および電圧計として機能します。 4番目の位置では、メーターの動きがシャント抵抗と並列に接続されているため、コモンに流れる電流の電流計として機能します。 ジャックして A を終了します ジャック。

最後の（時計回りに最も遠い）位置では、メーターの動きはどちらかの赤いジャックから切り離されていますが、スイッチを介して短絡されています。この短絡により、針に減衰効果が生じ、メーターの取り扱いや移動時の機械的衝撃による損傷を防ぎます。

このマルチメータ設計で抵抗計機能が必要な場合は、次の3つの電圧範囲のいずれかに置き換えることができます。

3つの基本機能がすべて利用できるため、このマルチメータはボルト-オーム-ミリアンメータとも呼ばれます。 。

範囲が多数あり、メーターの動きが1つしかない場合に、アナログマルチメーターから読み取り値を取得することは、新しい技術者にとっては気が遠くなるように思えるかもしれません。アナログマルチメータでは、メータの動きはいくつかの目盛りでマークされており、それぞれが少なくとも1つの範囲設定に役立ちます。これは、このセクションで前述したBarnettマルチメータのスケールのクローズアップ写真です。

このメーター面には3種類のスケールがあることに注意してください。上部の抵抗を表す緑色のスケール、中央のDC電圧と電流を表す一連の黒色のスケール、下部のAC電圧と電流を表す青色のスケールのセットです。 。 DCスケールとACスケールの両方に3つのサブスケールがあります。1つは0から2.5の範囲、1つは0から5の範囲、もう1つは0から10の範囲です。メーターの表示を解釈します。

この特定のマルチメータには、2.5ボルト、10ボルト、50ボルト、250ボルト、500ボルト、および1000ボルトのいくつかの基本的な電圧測定範囲があります。マルチメータの上部にある電圧範囲エクステンダユニットを使用すると、最大5000ボルトの電圧を測定できます。メーターのオペレーターがメーターを「ボルト」機能に切り替え、赤いテストリードを10ボルトのジャックに差し込むことを選択したとします。

針の位置を解釈するには、数字の「10」で終わる目盛りを読む必要があります。ただし、赤いテストプラグを250ボルトのジャックに移動すると、「2.5」で終わる目盛りのメーター表示を読み取り、直接表示に100を掛けて、測定された電圧を求めます。

このメーターで電流を測定する場合、赤いプラグを挿入するための別のジャックが選択され、範囲はロータリースイッチを介して選択されます。このクローズアップ写真は、2.5mAの位置に設定されたスイッチを示しています。

すべての電流範囲が、メーター面に表示される3つのスケール範囲（2.5、5、および10）の10の倍数であることに注意してください。たとえば、2.5 mAなどの一部の範囲設定では、メーターの表示が直接読み取られる場合があります。 0から2.5のスケールで。他の範囲設定（250 µA、50 mA、100 mA、および500 mA）の場合、メーターの表示を適切な目盛りから読み取り、10または100を掛けて実際の数値を取得する必要があります。

このメーターで利用可能な最大電流範囲は、2.5 / 10アンペアの位置にあるロータリースイッチで得られます。 2.5アンペアと10アンペアの違いは、赤いテストプラグの位置によって決まります。通常の電流測定ジャックの横にある特別な「10アンペア」ジャックは、より高い範囲を選択するための代替プラグ設定を提供します。

もちろん、オーム単位の抵抗は、メーター面の上部にある非線形スケールによって読み取られます。これは、すべての電池式アナログ抵抗計と同じように「後方」であり、面の右側がゼロ、左側が無限大です。この特定のマルチメータには「オーム」用のジャックが1つしかないため、ロータリースイッチでさまざまな抵抗測定範囲を選択する必要があります。

スイッチで、抵抗を測定するために5つの異なる「乗数」設定（Rx1、Rx10、Rx100、Rx1000、およびRx10000）がどのように提供されているかに注目してください。ご想像のとおり、メーターの表示は、メーターの面に表示されている針の位置に、ロータリースイッチで設定された10の累乗の乗算係数を掛けることによって示されます。

関連するワークシート：

• 電流計-マルチメータワークシート
• 電圧計-マルチメーターワークシート