マルチメータとは何ですか？アナログおよびデジタルマルチメータの動作

マルチメータとは何ですか？タイプ、機能、アプリケーション

電気電子工学の学生、エンジニア、技術者は、さまざまな種類の測定デバイスを使用して、電圧、電流、導通、電力などの回路内のさまざまな電気量をチェックし、チェックしてテストしますダイオード、トランジスタ、リレー、コンデンサ、抵抗などのさまざまな電子部品。さまざまなテストと測定を実行できるマルチメータが、電気機器や機器の修理やトラブルシューティングのためにラボや業界で使用されています。

マルチメータとは何ですか？

マルチメータは、電圧、電流、抵抗、およびその他の電気的パラメータを測定するために使用される電気測定器です。マルチメータのタイプに応じて、「複数の」電気量を測定できます。

これらは、サイズ、精度、精度が異なるハンドヘルドデバイスです。これらは主に、電気技師、工学部の学生、愛好家が電気機器や回路のトラブルシューティングに使用します。

LCDまたはスケール、ダイヤル、テストプローブおよびポートがあります。 LCDまたはスケールは、測定値を表示するために使用されます。ダイヤルには、ノブを回して選択できる複数の機能があります。テストプローブは、メーターを回路に接続するために使用されます。ポートは、テストプローブをメーターに挿入するために使用されます。

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マルチメータの動作

マルチメータはアナログまたはデジタルのいずれかです。ただし、どちらのタイプのマルチメータも同じ作業手順です。

必要な測定値を選択するために使用されるダイヤルがあります。複数の測定記号が書かれています。ダイヤルを回して測定を選択します。また、測定に適切な範囲を選択することもできます。一部のメーターには自動範囲機能があります。

黒と白の2つのプローブがあります。測定によると、黒のプローブは常に黒の「COM」または共通ポートに挿入され、赤のプローブは他の赤のポートの1つに挿入されます。

プローブは、メーターを回路に接続するために使用されます。マルチメータの内部回路は、選択されたパラメータを測定し、その読み取り値をLCDまたはスケールに表示します。

ただし、マルチメータを回路またはコンポーネントに接続するために使用される注意事項と構成は、測定のタイプによって異なります。

関数

マルチメータには、マルチメータのタイプに応じて複数の機能があります。これらの機能は、選択ダイヤルといくつかのボタンを使用してアクティブにすることができます。その主な機能は、電流、電圧、抵抗を測定することです。マルチメータで使用できる機能の一部を次に示します。

機能	説明	記号
AC電圧	AC電圧を測定	V〜
DC電圧	DC電圧の測定	V⎓
AC電流	AC電流を測定	A〜
DC電流	DC電流を測定	A⎓
抵抗	回路またはコンポーネントの抵抗を測定する	Ω
頻度	信号の周波数を測定する	Hz
デューティサイクル	信号のデューティサイクルを測定します	％
ダイオードテスト	回路内のダイオードをチェックします
静電容量	マイクロファラッド、マイクロファラッドで静電容量を測定	μF
継続性	2点間の連続性を音声で示します。
トランジスタテスト	トランジスタの順方向電流ゲイン	hFE
相対モード	オフセット値を測定します。小さな値の正確な測定に使用されます	REL
温度	華氏または摂氏で温度を測定します	F ° 、C °

マルチメータの種類

マルチメータには、アナログマルチメータとデジタルマルチメータの2つの主要なタイプがあります。

アナログマルチメータ

アナログマルチメータは、マルチメータの最も古い形式です。目盛りに沿って回転する針があります。安いですが読みにくいです。ただし、デジタルマルチメータよりも感度が高くなります。読み取り値のわずかな変化でも感知できます。

2つの永久磁石の間に配置されたコイルでできています。針はコイルの上に置かれます。コイルに電流が流れると、永久磁石の磁場と相互作用する磁場が発生します。その結果、コイルが回転し、針が目盛りに沿って移動します。回転角は、コイルを流れる電流の量によって異なります。この構成は、検流計とも呼ばれます。抵抗が非常に小さいため、感度が高くなります。

同じ理由で、フルスケールたわみ（FSD）は避ける必要があります。電流がコイルのたわみの範囲を超え、コイルが燃え始め、メーター自体が破壊されるためです。したがって、マルチメータには複数の範囲があり、シャント抵抗を並列に使用して電流を分割し、より大きな値を測定します。

アナログマルチメータは、1つのダイヤルに複数の目盛りがあるため、初心者には読みにくいです。選択したスケールを見つける必要があり、場合によっては、より広い範囲の最終的な測定値を取得するために、読み取り値に10または100を掛ける必要があります。針は視差エラーを引き起こす可能性もあり、正確な読み取り値を取得するには、目盛りで正確に90度を見る必要があります。

利点

• 電圧と電流を測定するのにバッテリーは必要ありません。
• 非常に敏感です。
• 読み取り値の小さな変化をリアルタイムで検出できます。
• 導通または漏れをチェックするための応答時間が短縮されます。
• デジタルマルチメータよりも安価です。
• 電流と電圧の変動を示す可能性があります。

短所

• フルスケールのたわみまたは「過負荷」は、アナログマルチメータに損傷を与える可能性があります
• アナログスケールから読み取るのは困難です。
• 読み方にはさまざまな不確実性があります。
• 視差エラーを引き起こす可能性があります。
• 物理的にはそれほど強くありません。
• デジタルマルチメータなどの追加機能はありません。
• 負の値を表示できません。
• 入力インピーダンスが低く、負荷効果により回路に影響を与えます。
• 針を調整するには「ゼロ調整」が必要です。

デジタルマルチメータ

デジタルマルチメータまたはDMMは電気量を測定し、LCD画面に表示します。読み取り値をデジタルで計算し、読みやすいデジタル画面に表示します。一方、アナログマルチメータは計算なしで読み取り値を表示するため、応答時間が短くなります。

LCD、ダイヤル、複数のポートがあります。ダイヤルには、同心リングのトレースを介して接続されている内部回路が含まれています。ノブは、特定の測定のために回路をアクティブにするために使用されます。

デジタルマルチメータには、読み取り値を計算するためのマイクロプロセッサが含まれています。ただし、入力電圧または電流はアナログ形式です。したがって、ADC（アナログ-デジタルコンバーター）が含まれており、読み取り値を変換してLCD画面に表示します。 LCDにより、アナログマルチメータの目盛りとは対照的に、測定値が読みやすくなります。

ダイヤルは、シャント抵抗が異なる複数の範囲から選択するためにも使用されます。測定値が範囲を超えると、マルチメータが過負荷になります。したがって、過負荷保護があります。一部のDMMには、過負荷を回避するために測定に適切なシャント抵抗を自動的に選択する自動範囲機能があります。

利点

• 測定値はLCDディスプレイから簡単に読み取ることができます
• 測定値はより正確です。
• 不確実性が少なく、視差エラーがありません。
• 入力インピーダンスが高く、回路に影響を与えません。
• 物理的に堅牢です。
• 正と負の両方の測定値を表示できます。
• 静電容量、周波数、温度測定などの追加機能があります。
• ゼロ調整の要件はありません。
• 読み取り値の最小値と最大値を記録および表示できます。
• 自動範囲機能により、測定に適した回路を選択し、メーターへの潜在的な損傷を回避できます。

短所

• あらゆる種類の測定にはバッテリーが必要です。
• アナログマルチメータよりも高価です。
• 読み取り値の変動を検出できません。
• 計算のため、応答時間が遅くなります。
• 敏感な電子回路のために電圧制限があります。

マルチメータの条件

マルチメータに使用されるいくつかの用語は、マルチメータの信頼性を定義します。

感度

マルチメータの感度は、マルチメータによるフルスケール偏向のボルトあたりに提供される抵抗として定義されます。その単位はオーム/ボルト（Ω/ V）です。

感度は、メーターの内部抵抗を示します。メーターの感度が高いと、内部抵抗が高くなります。このようなメーターは、電圧測定用の回路には影響しません。回路から電流は流れません。

解決策

マルチメータの分解能は、検出および表示できる電気的パラメータ（電流、電圧、抵抗など）の最小の変化として定義されます。

たとえば、400mAの範囲で1mAの分解能は、マルチメータが読み取り値の1mAの変化を検出できることを意味します。

解像度が低く、読み取りがより正確なマルチメータ。

範囲

マルチメータの範囲は、メータの回路が測定できる最大値です。これは、マルチメータの分解能に関連しています。範囲が狭い場合は、解像度が低くなります。解像度は範囲とともに増加します。

測定値が範囲を超えると、マルチメータが過負荷になります。したがって、メーターに過負荷をかけることなく、最低範囲で最良かつ正確な読み取り値が得られます。

精度

マルチメータの精度は、測定で許容される最大の誤差として定義されます。これは、読み取り値が実際の測定値にどれだけ近いかを示しています。 ％で表されます。

たとえば、精度が±1％のマルチメータの読み取り値は100オームです。その場合、実際の読み取り値は99オームまたは101オームになります。

マルチメータの精度が低い場合は、より正確な読み取り値が得られます。

精度

マルチメータの精度は、同じ条件下で測定を繰り返したときに測定がどれだけ近いかを示します。マルチメータが信頼でき、測定値が変わらないかどうかを示します。

精度は、補正可能なマルチメータのエラーパターンも識別します。

プローブ

マルチメータのプローブは、メータを回路またはコンポーネントに接続するために使用されます。それらの一端はバナナジャックと呼ばれるメーターのポートに挿入されます。もう一方の端はプローブチップと呼ばれる回路に接続されており、さまざまなタイプにすることができます。

マルチメータプローブのヒントの種類

マルチメータプローブには、その形状と機能に基づいて分類されるいくつかのタイプがあります。ただし、主な機能はメーターを回路に接続することです。

黒と赤のプローブ

プローブは、主に黒と赤のプローブに分類できます。黒いプローブは、メーターの「COM」または共通ポートに挿入されます。低電圧ポイントで接続されています。

電圧、電流、抵抗などの選択した測定値に応じて、赤いプローブが他のポートの1つに挿入されます。回路のより高い電圧ポイントに接続されています。

尖ったプローブ

これらは最も一般的なタイプのプローブであり、すべての中で最も安価です。それらは一般的にあらゆる種類の読書に使用されます。すばやく頻繁に使用するのに適しています。

ワニ口クリップ

ワニ口クリップまたはワニ口クリップは、ワニ口のように顎に似た鋸歯状の歯を持つバネ仕掛けの金属クリップであるため、その名前が付けられています。それはしっかりした接続を作り、ワイヤーを保持します。長期的なテストに適しています。

ワニ口クリップの欠点は、先端が広く、開くと幅が広くなることです。隣接するワイヤに接触したり、短絡したりする可能性があります。そのため、回路基板やICなどの狭いスペースでの使用には適していません。

格納式フッククリップ

JフックまたはICテストリードとも呼ばれる格納式フックには、ヒント用のフックがあります。先端が細く、格納式です。狭い場所での安全な接続に使用されます。フックを使用すると、密集した小さなワイヤーやピンを簡単につかむことができます。

ピンセットプローブ

名前が示すように、このようなプローブはピンセットの形で設計されています。これらは、SMD（表面実装デバイス）などの間隔の狭いポイント間のテストに使用されます

クランププローブ

クランププローブは導体の周りをクランプし、導体に物理的に触れることなく導体を流れる電流を測定します。クランププローブは、回路内の電流を安全に測定するために使用される周辺機器です。電流を電圧に変換し、変換比を使用して測定値を計算します。

クランプメーター 電流を直接測定し、LCDに電流値を表示するために使用されるクランププローブが組み込まれています。

マルチメータの使用方法

マルチメータ（デジタルまたはアナログマルチメータ）を使用して、多くの電気量を測定し、さまざまな電気部品およびデバイスの分析とトラブルシューティングを行うことができます。マルチメータを使用して特定の量とデバイスをテストおよび測定する方法を示すガイドと図によるチュートリアルをすでに共有しています。

• マルチメータを使用して静電容量を測定する方法
• デジタルおよびアナログマルチメータを使用してコンデンサをテストする方法
• マルチメータを使用して周波数を測定する方法
• デジタルおよびアナログマルチメータを使用して電力を測定する方法
• デジタルおよびアナログマルチメータを使用して抵抗を測定する方法
• デジタルおよびアナログマルチメータを使用して電圧を測定する方法
• デジタルおよびアナログマルチメータを使用して電流を測定する方法
• デジタルおよびアナログマルチメータを使用してダイオードをテストする方法
• リレーをテストする方法は？ SSRとコイルリレーをチェックしていますか？
• マルチメータ（DMM + AVO）でトランジスタをチェックする方法
• マルチメータを使用して電気部品の導通テストを実行するにはどうすればよいですか？
• マルチメータを使用した電気および電子部品とデバイスのテスト

安全上の注意

マルチメータを使用する場合は、事故を防ぐために次の注意事項に従う必要があります。

• 測定中はテストリードの先端に触れないでください。
• 壊れたテストリードを使用しないでください。
• 電流測定用の回路にメーターを並列に接続しないでください。
• プローブがアンペアソケットに接続されている場合は、メーターを電圧源に接続しないでください。
• 抵抗測定のためにメーターを電源の入った回路に接続しないでください。
• 充電されたコンデンサをメーターに接続しないでください。
• ガイドに記載されている電圧よりも高い電圧にマルチメータを使用しないでください。
• ディスプレイに電池残量が少ないことを示したら、電池を交換してください。
• 使用後は必ずテストプローブを取り外すか、電圧測定ポートに配置してください。

マルチメータのアプリケーション

数ドルから数千ドルの範囲のさまざまな種類のマルチメータがあります。マルチメータが高価であるほど、より多くの機能があります。マルチメータの基本的なアプリケーションのいくつかは次のとおりです。

• 電圧を測定するため。
• 電流を測定します。
• 抵抗を測定するため。
• 回路の導通をテストします。
• 温度を測定します。
• 信号の周波数を測定するため。
• コンデンサの静電容量を測定します。
• ダイオードのテスト、トランジスタのチェック、リレーのトラブルシューティング、その他の電子部品のテスト。

マルチメータのこれらの基本機能は、

などのあらゆる種類の電気回路のトラブルシューティングに使用されます。

• 電圧測定は、バッテリーの状態を知るために使用されます。
• これは、コンセントまたはスイッチが正しく機能しているかどうかも示します。
• 現在の測定値は、負荷の状態を示します。通常の電流が流れているか、多すぎます。
• 導通テストまたは抵抗テストにより、接続またはケーブルの破損が検出されます。