テスターの基礎講座
2-1 テスター各部の名称と役割
■スマートフォンなどは、説明書を読まなくとも操作ができます。それは、スマートフォンで何をするのかが、解っているからできることです。たとえば、スマートフォンでメールするためにはメーラー、ネット(Web)するためにブラウザー、SNSなどには専用のアプリケーションを起動して、ほぼ統一されているタッチパネル操作で、直感的に使っているのではないでしょうか。ただし、WiFiの設定など知識が必要なものもあります。さて、テスターも何のために抵抗・電圧・電流を測定するのか解っていれば、直感的に操作ができるはずです。そこで、使う立場で何のために何を測定するのかを明らかにしてから、その測定に必要な各部の名称と役割を説明します。少しでも、テスターの理解につながればと思います。
■テスターは何かを測定するのですから、測定値を表示する部分(メーター)、測定モードを選択する部分(ファンクションスイッチ)、測定信号を入力する部分(テスト棒)から構成されています。スマートフォンで言えば、測定値表示は液晶パネル、測定モード選択はアプリケーションの選択、測定信号入力はマイクやカメラになります。

■たとえば、スマートフォンのヘッドホンから音が聞こえないときや充電ができない場合には、ケーブルが断線していることが考えられます。もちろん、スマートフォンに異常がある可能性もありますが、スピーカーから音が聞こえれば、また他のケーブルで充電ができるのであれば、原因はケーブルにあることになります。このような場合には、ケーブルが断線していないかを確認します。テスターの中央にあるロータリースイッチが、ファンクションスイッチです。抵抗・電圧・電流などの測定モードを選択することができます。また、同じ測定モード内で測定レンジの切り替えを行います。このファンクションスイッチを、抵抗測定モードに切り替えて、赤と黒のテスト棒で導通を検査します。メーターに測定した抵抗値が表示され、導通すると約0Ω(ケーブルにも抵抗あり)、断線していると無限大(∞)Ω(デジタル表示では「0.L」)となります。ところで、「1-4 アナログテスター」の抵抗測定で説明したように、テスト棒同士を接続すると0Ωのはずです。しかし、電流計の内部抵抗や測定レンジ切り替えの分流器などにより、バラツキが発生し0Ωになりません。そこで、アナログメーターの右下にあるツマミがゼロオーム(0Ω)調整器です。抵抗測定レンジを切り替える度に、バラツキを解消し0Ωにする役割があります。この調整器は、デジタルテスターにはありません。また、デジタルテスターには、導通を音で検査する導通ブザー検査モードを備えた機種もあります。
■次に、マウスのカーソルが動かなくなったときやLED懐中電灯が点灯しない場合には、電池が消耗していることが考えられます。そのために、ファンクションスイッチを直流電圧測定モードに切り替えて、電池の電圧測定を行います。このとき、アナログテスターでは、ファンクションスイッチで適切な測定レンジを選択します。一方、デジタルテスターでは、ファンクションスイッチの上にあるファンクションボタンで、小数点の位置を変更したり、値を保持(ホールド)することができます。また、最大値や最小値、平均値まで表示できる機種もあります。
■最後に、家庭のコンセントやテーブルタップに交流電源が来ていることを確認するには、ファンクションスイッチを交流電圧測定モードに切り替えて、電圧測定を行います。また、「4-7 一石低周波増幅回路のチェック」で解説しますが、設計通りに動作しているかを確認するために、直流電流を測定します。そのために、ファンクションスイッチを直流電流測定モードに切り替えて、電流測定を行います。
【参考文献】
内田 裕之、小暮 裕明 共著『みんなのテスターマスターブック』オーム社、2015年11月20日(第1版第2刷)
『テスターの基礎講座』の目次
第1章 テスターの概要
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1-1テスターとは何をするもの?多くの人は、テスターと言われると、店頭などで化粧品の特長や使用性を体感するためのお試し用店頭見本や、コンピューターのソフトウェアなどを動作検証する人を思い浮かべるのではないでしょうか。
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1-2テスターで何がわかるの?テスターで測れる基本的な値は、抵抗(導通)、電圧と電流です。いったい、それらを測定して、電気・電子回路の何がわかるのでしょうか。
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1-3テスターの種類テスターには、どのようなものがあり、何が測れるのでしょうか。まず、表示方式の違いでは、アナログメーターで表示するアナログテスターと液晶画面(LCD)で表示するデジタルテスターがあります。
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1-4アナログテスターの仕組みと構造アナログテスターは、測定値を「アナログメーター」で表示します。じつは、このアナログメーターが「直流電流計」そのものなのです。
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1-5デジタルテスターの仕組みと構造デジタルテスターは、測定値を「液晶ディスプレイ(LCD)」などに表示します。アナログテスターは「直流電流計」でしたが、デジタルテスターは「デジタル直流電圧計」なのです。
第2章 テスターの使い方
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2-1テスター各部の名称と役割スマートフォンなどは、説明書を読まなくとも操作ができます。それは、スマートフォンで何をするのかが、解っているからできることです。
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2-2テスト棒の使い方アナログテスターもデジタルテスターも、赤と黒のテスト棒をテスター本体の測定端子に差し込み使用します。
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2-3テスターの測定値の読み方アナログテスターでは、測定の前に零位調整とゼロオーム調整が必要なことは理解いただけたかと思います。
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2-4抵抗(導通)の測り方アナログテスターで導通検査や抵抗測定を行う場合には、スポーツと同じようにウォーミングアップ(準備体操)が必要となります。
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2-5電圧の測り方アナログテスターで電圧測定を行う場合には、前節の導通検査や抵抗測定とは異なりウォーミングアップ(準備体操)は必要ありません。
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2-6電流の測り方アナログテスターで電流測定を行う場合には、前節の電圧測定と同様ウォーミングアップ(準備体操)は必要ありません。
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2-7アナログ向きの使い方デジタルテスターは、測定モードによりテスト棒を当てたときに数字が細かく変化します。そのため、安定した表示に定まるまで少し時間がかかります。
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2-8デジタル向きの使い方デジタルテスターで測定を行う場合に、アナログテスターようなウォーミングアップ(零位調整やゼロオーム調整)は必要ありません。
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2-9機種によって違う測定機能これまでは、テスターの基本機能である電圧・電流・抵抗の測定について、テスターの仕組みと構造を交えて解説してきました。
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2-10テスターでやってはいけないことアナログテスターとデジタルテスターに共通する最大の御法度は、ファンクションを電流測定モードにして電圧を測ることです。
第3章 テスターの測定方法
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3-1導通の測定デジタルテスターには、導通検査ファンクションを持っているものが多くあります。
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3-2人体の抵抗測定人体の抵抗を測ってみたことはありますか。
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3-3電池の電圧測定「1-2 テスターで何がわかるの?」では、電池が消耗していると、豆電球が明るく点灯しないことを説明しました。
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3-4家庭用電源の電圧測定家庭用コンセントに供給されている電気は、交流電圧100Vの電源です。
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3-5カーバッテリーの電圧測定電気自動車やハイブリッドカーなど、車の進化とともにカーバッテリーも大きく進化を遂げています。バッテリーはエンジンの始動など、ランプ系(ヘッドライト、ブレーキランプなど)、電装系(パワーウインドウ、ワイパー、カーオーディオやカーナビなど)に電力供給をしています。
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3-6抵抗器の測定電子部品である抵抗器には色々な種類があります。
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3-7コンデンサーの測定日本ではコンデンサー、欧米ではキャパシターと呼ばれている電気を充放電する電子部品で、色々な種類があります。
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3-8コイル・トランスの測定コイルはインダクターとも呼ばれ、線材をらせん状にクルクルと巻いた構造をしています。
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3-9ダイオードの測定ダイオードを測定するためには、その特性を知っておく必要があります。
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3-10バイポーラトランジスターの測定最近の電子機器には、トランジスター等を内部に形成したICなどのモジュールが多く搭載され、3本足のトランジスターは見かけなくなりました。
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3-11電界効果トランジスターの測定「3-10 バイポーラトランジスターの測定」では、動作に関わるキャリアが2種類あるバイポーラトランジスターをご紹介しました。
第4章 テスターの活用法
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4-1ケーブルの断線チェックケーブルには、電源ケーブル、ステレオミニプラグケーブル、USBケーブルなど多くの種類があります。
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4-2電池ボックスのチェック電子機器には電源が必要不可欠ですので、色々な電池が使われています。
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4-3ACアダプターのチェックACアダプターのチェックをする場合には、短絡することもあるため、ケーブルを前後左右に折り曲げることをお勧めしません。
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4-4USB機器のチェックUSBは、ユニバーサル・シリアル・バス(Universal Serial Bus)の略称で、コンピューターに周辺機器を接続するためのシリアルバス規格の一つです。
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4-5スピーカーとイヤホンのチェックスマートフォンやパソコン、テレビやオーディオ機器の音の出口として、スピーカーやヘッドフォン、イヤホンなどがあります。ラジオを聞くにも欠かせない、音の出口となる部品の一つです。
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4-6オーディオアンプのチェック電子工作には欠かせない、あると便利なのがオーディオアンプです。
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4-7一石低周波増幅回路のチェックラジオは方式にもよりますが、同調・高周波増幅・中間周波増幅・検波・低周波増幅・周波数変換・局部発振など、高周波から低周波までの多くの回路から構成されており、チェックするにはそれなりの知識と経験が必要です。
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4-8さらにテスターを活用する方法(LEDチェッカー)LEDは色々なところに利用されていて、もはや生活には無くてはならない電子部品のひとつです。
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4-9さらにテスターを活用する方法(磁気チェッカー)磁石は身近にあり多くの電子機器にも利用されています。
第5章 使用上の注意点、トラブル対応
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5-1初心者が扱うと危険な測定大切なテスターを壊す最大の原因は、直流電流測定モードで電圧を測ってしまうトラブルです。
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5-2テスターの故障確認方法テスターも電子機器ですので、使用していると「測定値がおかしい」、「指針が振れない」、「電源が入らない」などの故障をすることが当然あります。
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5-3テスターとオームの法則「オームの法則」とは、電圧(V)[V] = 電流(I)[A]×抵抗(R)[Ω]の関係式です。
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5-4テスターの保守方法テスターは測定器ですので、安全と確度の維持のために1年に1回以上は、保守と校正の点検を行うことをお勧めします。
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5-5テスターの管理方法テスターは、測定に使っているとパネルやケースがどうしても汚れてきます。その汚れを落とそうと、シンナーやアルコール等で拭くことはしないでください。