テスターで抵抗値を測定できない！！！

Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍの小部屋

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抵抗値を測定できない！！！

　「ＨＰ－１２６使用電源トランス変換キット (K-15069)」のコンテンツ作成時に、トランスＨＰ－１２６の一次巻き線の抵抗値をデジタルマルチメータＭＥＴＥＸ社製「Ｍ－３８７０Ｄ」の抵抗レンジで測定しようとしたところ極性表示が－表示や＋表示に変動したり、数字自体もパラパラ変化してて測定できませんでした。

【　Ｍ－３８７０Ｄ測定時表示例　】

　「Ｍ－３８７０Ｄの調子が悪いのかな？」と深く考えずに、別のデジタルマルチメータＭＥＴＥＸ社製テスタ「Ｐ－１６」の抵抗レンジで測定を試みました。　しかし、こちらも表示が「ＯＬ」（オーバーレンジ）、「．０００」や「０．０」となり期待どおりの測定ができませんでした。

【　Ｐ－１６測定時表示例　】

　抵抗レンジにすれば簡単にＨＰ－１２６の１次巻き線の抵抗値を測定できると思い込んでいたのが大きな間違いでした。　長年、デジタルマルチメータとお付き合いしていますが、如何に物を知らない（計測原理を知らない）／知ろうとしない（取扱説明書を読まない）かを思い知らされました。

　解決策はとても簡単で、直流抵抗測定レンジを選択すれば済むだけでした。　Ｍ－３８７０Ｄの場合はΩ測定設定後に「ＤＣΩ」スイッチを押す、「Ｐ－１６」の場合はΩ測定設定後に「ＳＥＬ」スイッチを１～２回（測定レンジ変更）押すことで直流抵抗測定が可能になりました。　今まで「Ｈ（ヘンリー）」オーダーのインダクタンスの抵抗成分を測定したことがなく、直流抵抗測定レンジが必要であることを初めて理解（経験）しました。　何年電気に関わっているのかと、とても恥ずかしい思いをしました。

　今回の現象を理解するために抵抗値測定時におけるテスターのプローブの電圧・電流を調べましたので以下に紹介します。

－　調査測定器　－

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１．デジタルマルチメータ　Ｍ－３８７０Ｄ

　「通信機能付きディジタル式テスタのどれを選ぼうか？」で紹介した「Ｍ－３８７０Ｄ」です。　現在、メインで利用しています。　このデジタルマルチメータはデフォルトでは自動でレンジ切替えをします。

　ＨＰ－１２６の一次巻き線抵抗値測定時のプローブ電圧、電流の時間変化を測定した結果を下記に掲載します。　プローブ電流を測定するためにＨＰ－１２６の一次巻き線に電流計測用の１０Ω抵抗を直列接続していますので、電圧・電流波形は実際の測定とは若干異なりますが、どのような現象が生じているかは理解できそうです。

（注意：プローブ電流は対数軸となっています。）

【　一次巻き線抵抗値測定時のプローブ電圧、電流の時間変化　】

　抵抗値測定のために２５０ｍｓ間（上記グラフ５０ｍｓ～３００ｍｓ）電流を流しますが、インダクタンスの影響でプローブ電圧が急増して正常に測定できなくなっているようです。　また、２５０ｍｓ経過後（上記グラフ３００ｍｓ～）にプローブ電流が減少したためマイナス側の電圧が発生しています。　このような電圧波形のために測定結果の極性がプラス／マイナスとコロコロ変化しているようです。

　この波形より、測定開始後２５０ｍｓ経過してもプローブ電流を継続して流せば抵抗値を測定できそうです。　その方法はとても簡単で、Ω測定設定後に「ＤＣΩ」スイッチを押すだけです。　「ＤＣΩ」スイッチを押した際の測定状態、および、プローブ電圧、電流の時間変化を下記に掲載します。

安定した測定結果を得られました。

【　「ＤＣΩ」スイッチを押した際の測定状態　】

（注意：プローブ電流は対数軸となっています。）

【　「ＤＣΩ」スイッチを押した際のプローブ電圧、電流の時間変化　】

　上記現象はインダクタンスの影響でプローブ電圧が変化するのが原因ですが、これは定電流源（相当）で抵抗値測定をすることに起因していると推測されました。　そこで抵抗値とプローブ電流の関係を測定しました。　その結果を下記に掲載します。

【　抵抗値　ｖ．ｓ．　測定電流　】

　上記結果より、抵抗値測定電流は３種類となっているようです。　また、抵抗値測定電流を切替えるしきい値にはヒステリシスを持たせているようです。　参考までに３４０Ω（＝３３０Ω＋１０Ω）の抵抗測定時のプローブ電圧・電流の時間変化を下記に掲載します。

【　３４０Ω測定時のプローブ電圧・電流の時間変化　】

　測定開始時（上記グラフ５０ｍｓ～）は約０．０４～０．０６ｍＡ流れていますが、２５０ｍｓ経過後（上記グラフ３００ｍｓ）に０．５ｍＡに増加しています。　この変化が１次巻き線測定時にプローブ電圧急増を招いているようです。

　Ｍ－３８７０Ｄはインダスタンスも測定できます。　今回の測定にあわせてインダクタンス測定時のプローブ電圧を観測しました。　インダクタンス測定時の測定状態、および、プローブ電圧の時間変化を下記に掲載します。　

【　インダクタンス４０Ｈレンジ測定時　】

【　インダクタンス４０Ｈレンジ測定時プローブ電圧の時間変化　　】

　予想外の電圧波形でした。　上記電圧波形からはどのようにしてインダクタンスを計測しているのか理解できませんでした。

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２．デジタルマルチメータ　Ｐ－１６

　持ち運び用として利用しているデジタルマルチメータ「Ｐ－１６」です。　このデジタルマルチメータはデフォルトでは自動でレンジ切替えをします。　何故かプローブ先端金属部が頑固な酸化をしており使い辛いことろがありますが、小型軽量／最大「５９９９」表示できるなど使いやすい点も多く、それなりに気に入っています。

　ＨＰ－１２６の一次巻き線抵抗値測定時のプローブ電圧、電流の時間変化を測定した結果を下記に掲載します。　Ｍ－３８７０Ｄと同様に電流を測定するためにＨＰ－１２６の一次巻き線に電流計測用の１０Ω抵抗を直列接続しています。

（注意：プローブ電流は極性を反転しています。　また、対数軸としています。）

【　一次巻き線抵抗値測定時のプローブ電圧、電流の時間変化　】

　抵抗値測定では赤色プローブがマイナス電圧となっていました。　上記グラフでは電流を対数表示するため電流の極性を反転（実測マイナス極性→グラフ上はプラス極性）しています。　Ｍ－３８７０Ｄと同様にインダクタンスの影響でプローブ電圧が急増／急減していました。　抵抗値測定方法として、Ω測定設定後に「ＳＥＬ」スイッチを１～２回（抵抗レンジ変更）押すことで直流抵抗測定が可能になりました。　「ＳＥＬ」スイッチを押した際の測定状態、および、プローブ電圧、電流の時間変化を下記に掲載します。

安定した測定結果を得られました。

【　「ＳＥＬ」スイッチを押した際の測定状態　】

（注意：プローブ電流は極性を反転しています。　また、対数軸としています。）

【　「ＳＥＬ」スイッチを押した際のプローブ電圧、電流の時間変化　】

　次に抵抗値とプローブ電流の関係を測定しました。　その結果を下記に掲載します。　

【　抵抗値　ｖ．ｓ．　測定電流　】

【　３４０Ω測定時のプローブ電圧・電流の時間変化　】

　３４０Ω測定時のプローブ電圧・電流の時間変化からはプローブ電流を４通りに切替えているように見えています。　　「抵抗値　ｖ．ｓ．　測定電流」グラフでは最大４０ｋΩまでの測定でしたが、さらに高い抵抗値ではもっと小さい電流で測定していると推測しています。

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３．デジタルマルチメータ　ＤＴ３８０Ｂ

　「日経Ｌｉｎｕｘラズパイマガジン２０１８年６月号企画部品セット (K-13281)」に含まれていた「デジタルマルチテスター　ＤＴ－８３０Ｂ」です。　このテスタの抵抗レンジは手動切替えです。

　ＤＴ８３０Ｂを用いるとＨＰ－１２６の一次巻き線抵抗値を問題なく測定できます。　測定時の測定状態、および、プローブ電圧、電流の時間変化を下記に掲載します。　なお、電流を測定するためにＨＰ－１２６の一次巻き線に電流計測用の５１Ω抵抗を直列接続しています。　今回のプローブ電流測定では電流計測用抵抗１０Ωではノイズが大きかったため５１Ωに変更しました。　波形測定は、負荷（一次巻き線＋５１Ω）を接続した状態で電源スイッチをＯＦＦ→ＯＮ（グラフ時間軸１０ｍｓ）しました。