ディジタル計器の仕組みと特徴

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ディジタル計器の仕組みと特徴

ディジタル計器は、アナログの測定量をディジタル(数値)に変換して表示する計測器のことです。

 

一般的なディジタル計器は、次のような回路で構成されています。

 

1.入力信号変換器
入力信号変換器は、次段のA/D変換器で扱えるレベルの直流電圧に変換しています。

 

2.A/D変換器
アナログ信号をディジタル信号に変換する役目をする回路で、ディジタル計器の最も重要な回路になります。

 

3.表示器
A/D変換器でディジタル信号に変換された測定量を、表示素子(LCDやLED)を用いて表示する回路です。

 

 

各種測定値の測定方法

測定対象の電圧や電流等を適正な値の入力に変換し、次段のA/D変換器でディジタル信号に変換後、表示器で計測値を表示する仕組みです。

 

直流電圧の測定
入力信号変換器により、入力電圧が低いときは増幅器により適正な値にし、入力電圧が高いときは抵抗で分圧して適正値に変換してA/D変換器の入力としている。

 

交流電圧の測定
入力信号変換器により、適正なレベルに電圧を調整したあとに、整流して実効値に比例した直流電圧に変換してA/D変換器の入力としている。
電流の測定
電流を測定するには、入力信号変換器の回路にあるシャント抵抗(測定電流検出用の抵抗)の電圧降下を測定して、計測電流を測定しています。
交流電流の場合は、この電圧を整流して測定電流を計測します。

 

抵抗値の測定
測定する抵抗に一定電流を流したときに、発生する電圧降下を利用して抵抗値を測定しています。

 

 

ディジタル計器の特徴

  • ディジタル計器は、入力インピーダンスを非常に高くできるので、測定回路から計器に流れ込む電流が少ないので、測定回路に影響を与えることがないので高精度の測定をすることができる。
  • 測定値が数値で表示されるので、個人差による読み取りの誤差は起こらない。
  • 測定したデータがディジタル信号になっているので、他の電子機器やコンピュータなどにデータを入力することができる。
  • ディジタル周波数計には、測定対象の波形をパルス列に変換し、一定時間のパルス数を計数して周波数を表示する方式のものがある。

 

ディジタルマルチメータ

図のような、切り替えスイッチを使用し、直流電圧・電流、交流電圧・電流、抵抗値などを測定する計器をディジタルマルチメータといいます。

ディジタルマルチメータは、これ一つで電気回路の主な測定をすることができるので非常に便利なものです。

 

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