回路計/かいろけい

複数の事象を広範囲にわたって計測できます

回路計は、ロータリー(ダイヤル)スイッチやスライドスイッチ、近年は見かけなくなりましたがプラグなどによって内部の計測回路を切り替えることによって、直流および交流の電圧・電流など、複数の事象を広範囲にわたって計測できる保守点検用電気計測器です。マルチメータやテスター、回路試験器ともいいます。指針でアナログ表示するアナログマルチメータと、アナログ―デジタル変換してモニタに数字で表示するデジタルマルチメータがあります。

仕様

大型・精密の用途を除き、平坦な場所に置いた筐体を上から覗きメーターの指示値を読むようになっている形状が一般的です。測定に際してはテストリードを端子に接続し、スイッチ切り換えまたはテストリードの挿入端子を変更して目的の測定回路を選択します。一般に用いられているアナログマルチメータの測定範囲は、

直流電圧: 0.1~1000(または0.12~1200)V
直流電流: 50μA~10A(または60μA~12A)
交流電圧: 2.5~1000(または3~1200)V
抵抗: 1kΩ~20MΩ

異なるレンジで目盛りを共有するため、抵抗を除く各レンジは2.5, 5, 10または3, 6, 12の倍数、抵抗は10倍または100倍刻みに設定されています。ただし、交流電圧の最低のレンジに限り、整流器の特性の関係からゼロ付近が詰まった特別な目盛りになっていることが多いようでうs。後述のデジタルマルチメータのように自動でレンジが切り替わる製品も存在すします。電圧測定に関係する計器の内部抵抗はオーム毎ボルト[Ω/V] で表し、目盛り板の片隅に標示されています。この値が大きいほど回路に及ぼす影響が小さく精密な測定が可能です。一般には、2~50 kΩ/V 程度の製品がある。特に高い内部抵抗を必要とする場合には、入力段にFETを使用した高入力抵抗タイプのものか、デジタルマルチメータを使う方が望ましいようです。

使用方法

【電圧、電流の測定】
乾電池など、測定するおおよその値が既知である場合では、その値が測定可能で最も指針が大きく振れるレンジに切り換えます。次に、直流であれば赤のテストリードを測定物の+側、黒のテストリードをマイナス側に当てて、指針を読み取ります。交流を計測する場合はテストリードのプラス・マイナスの区別はありません。測定する値が未知である場合は、まず最大のレンジで目安的に確認して、それに合った低いレンジに切り換えて測定します。

【抵抗の測定】
測定前に、レンジを「抵抗」に切り換え、2本のテストリードの先端を強く接触させゼロオーム調整つまみを回して指針が 0Ωを指すようにします。その後で測定物にテストリードを当て、指針を読み取ります。


検流計/けんりゅうけい

電流を検出し測定する電気計器

検流計(ガルバノメータとも呼ばれます)は電流を検出し、測定するための機器です。コイルを貫流する電流に応じて、指針が回転して偏向を作り出して円弧を通して測定量を示す電気機械変換器、トランスデューサーのひとつ。最もよく知られ、使用されている検流計は、メーター型(可動コイル形指示計器)と呼ばれるアナログの測定器(アナログ指示器)。それは電気回路を通って電荷の流れを測定するために使用されます。そのような装置は永久磁石による磁場にワイヤーによる小さな回転する可動コイルと組み立てられます。コイルは目盛りの振られたスケールを横断する薄い指針に付けられます。小さなつる巻きバネはゼロの位置にコイルと指針を引っ張ります(これが制御力です)。いくつかのメーターはばねと同じ効果を得るために、磁場は鉄片に影響させます。直流(DC)がコイルを通して流れるとき、コイルは磁場を発生させます。この磁場は、永久磁石とともに作用います。磁場はばねを押して、コイルが旋回し、指針が動く(これを駆動力といいます)。指針は電流を示すスケールを指し示します。有用なメーターは、指針が滑らかに、余分な振動をせず(不足制動)に電流を追従する(臨界制動)ために、可動コイルおよび指針の機械共鳴を弱める為の準備を含んでいます。逆に振動を制動する力が大きすぎる状態を過制動といいます。制動力を負荷する一例として電磁制動があります。

定格値よりも大きな電流を測定したい場合のために、その大きさの電流が読めるようなメーターの目盛りが複数あります
。このように、より大きい電流を測定するためにと呼ばれる回路を使用します。分流器にはエアトン分流器や多レンジ方式などがあります。メーターは直流の電圧計としてコイルの抵抗にフル・スケールの流れを発生させるために必要な電圧を計算(オームの法則)によってあらかじめ知っていれば、電圧計の目盛りを付けることができます。定格値以上の電圧を読むためには、回路に倍率器と呼ばれる抵抗を挿入することで可能となります。抵抗を多レンジで構成することにより、数種類のレンジが作れ、測定に適したレンジを使用者が選択します。メーターの指針は、メーターの目盛にある小さい間隔の間を指す場合もあり、このような場合、測定者は視差による誤差が生じることがありますが、これを解消するため、いくつかのメーターには目盛りに沿って鏡が設置されています。指針の頭部と鏡に映る指針の反射が一直線上に並ぶような場所で、目盛りを読む事で、視差による誤差の影響を最小限にすることができます。

構造

正接検流計は円形の非磁気のフレームの上に巻き上げされた被覆銅線の円形コイルから成ります。フレームは基礎に基づいた水平になるねじと共に提供される水平の基礎に垂直に取り付けられます。コイルは、その中心を通り抜ける縦軸上で回転することができまうs。方位磁針の箱は円形のスケールの中心に水平に取付けられます。方位磁針の箱は円形をしています。それは、コイルの中心に旋回軸上に置かれた小さく強力な磁針から成ります。磁針は、水平面の中で自由に回転することができます。円形のスケールは4つの四分円に分割され、各四分円は0°から90°まで目盛りを付けられます。長く薄いアルミニウムポインターはその中心において、それに対して直角に指針が取り付けられ、視差による誤差を避けるために、平面鏡は磁針の下に取り付けられています。

種類

非常に敏感な測定をする設備として、指針の代わりに鏡を用いた鏡検流計を以前使用していました。鏡から反映された光のビームは、長く質量がないポインターの役割をしたそうです。そのような道具は、大西洋横断の早い電信通信システムのための受信機レシーバーとして使用されました。検流計のメカニズムはアナログ・チャート式記録計のペンの位置を決めるために使用され、心電図を作るために使用されそうです。