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マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

単一のメータームーブメントを、異なる外部抵抗ネットワークに接続するだけでボルトメーター、アンメーター、オームメーターとして構成できることから、適切なスイッチと抵抗を備えれば、単一デバイスであるマルチメーターでこれら3機能をコンパクトに実現できます。

ほとんどの電子工作で、マルチメーターは必須ツールです。電圧、電流、抵抗など幅広い測定を、単一、安価、操作簡単、高信頼性のパッケージで提供します。固体技術の登場で、現代のマルチメーターは基本的なアナログ機器から高度なデジタル機器へ進化しましたが、核心原理は変わりません。

アナログマルチメーター

マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

上記の携帯型アナログマルチメーターは、電圧、電流、抵抗それぞれに独立したレンジを持ちます。各機能ごとにメータームーブメント上に専用スケールがあり、ロータリーセレクタースイッチで適切なレンジを選択。テストリードはメーター面下部の2つの銅ジャック(−TEST+ 黒、+TEST 赤)に挿入します。

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バーネットモデルは少し異なるアプローチ。ロータリースイッチのポジションは少ないが、テストリード用ジャックが多数あり、各ジャックにフルスケールレンジがラベル表示され、目的の測定に適した接続が一目で分かります。

デジタルマルチメーター

マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

アナログメーターと異なり、デジタルマルチメーターは針をグレーLCD数値表示に置き換えます。例示機はロータリーセレクタースイッチとテストリード用4ジャックを持ちます。黒リードは全機能共通、赤リードは電圧・抵抗用、電流用(A、mA、µA)の3ジャックのいずれかに挿入します。

電圧測定から電流測定へ切り替える際に赤リードをジャック間で移動させる仕様は、低入力インピーダンスの電流モードで誤って短絡させるのを防ぐ安全機能です。

アナログメーターと異なり、このデジタル機はオートレンジ機能を持ち、測定量に適したレンジを自動選択。手動レンジ切替が不要です。ただし全デジタルメーターがオートレンジ対応ではないため、機種ごとのマニュアル確認が必須です。

同一ブランド内でもモデルごとに操作が異なるため、取扱説明書の確認が自分の機器の正確な操作理解に不可欠です。

以下はシンプルなアナログボルト/アンメーター構成の回路図です:

マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

スイッチの反時計回り3ポジションでは、メータームーブメントがCommonとVジャック間で3つの直列抵抗(Rmultiplier1〜3)のいずれかを介して接続され、ボルトメーターとして機能。4番目ポジションではムーブメントがシャント抵抗と並列接続され、アンメーターになります。最後の時計回りポジションではスイッチを通じてムーブメントが短絡され、機械衝撃から針を保護する減衰効果を発揮します。

オームメーター機能を追加するには、電圧レンジの1つを以下のように置き換えます:

マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

電圧、抵抗、電流機能を備え、このデバイスはボルト・オーム・ミリアンメーター(VOM)とも呼ばれます。

複数レンジのアナログマルチメーター読み取りは難しく見えますが、ムーブメントには各レンジに対応する複数スケールが含まれます。バーネットメーターのスケールクローズアップ:

マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

3種類のスケールがあります:上部緑で抵抗、中段黒でDC電圧/電流、下部青でAC電圧/電流。DC/AC各セクションに0-2.5、0-5、0-10のサブスケールがあり、操作者は選択レンジとプラグ位置に合うスケールを照合して針を正しく読み取ります。

このメーターの典型的電圧レンジは2.5V、10V、50V、250V、500V、1kV。電圧レンジエクステンダーで5kVまで測定可能。例えば10Vジャック選択なら10スケールを直接読み、250Vジャックなら2.5スケールを読み100倍します。

電流測定時、赤リードを専用ジャックに挿し、ロータリースイッチでレンジ選択。以下は2.5mA設定時:

マルチメーター:アナログからデジタルまで包括ガイド

電流レンジは常に3メータースケール(2.5、5、10)の倍数。2.5mA設定では0-2.5スケールを直接読み。250µA、50mA、100mA、500mAなど他レンジでは、適切スケール読みに10倍または100倍して実値を得ます。

最高電流レンジはスイッチ2.5/10Aポジションで達成。2.5Aと10Aの違いは、通常電流ジャック隣の特別10Aジャックに赤リードを挿すかどうかで決まります。

抵抗は非線形「逆向き」スケールで、ゼロ(右側)から無限大(左側)まで。オーム測定用ジャックは1つのみで、レンジはロータリースイッチのみで設定。5つの倍率設定:Rx1、Rx10、Rx100、Rx1000、Rx10000。表示針値に選択倍率を掛けて真の抵抗を求めます。

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