クランプメーターの機能原理とマルチメーターの違い
マルチメーターで電流を測定する場合、テスト対象の回路を切断し、マルチメーターを直列に接続して電流を測定する必要があります。マルチメーター内の電流検出回路を見ると、電流レベルは実際にはマルチメーター内の非常に小さな抵抗器であり、この抵抗器に電流が流れると、抵抗値が決まるため抵抗器に電圧降下が発生することがわかります。また、抵抗器の電圧を測定すれば、抵抗器を流れる電流を式に従って計算できます。この抵抗器は回路内で直列に接続されているため、この抵抗器を流れる電流が測定対象回路の電流になります。
そのため、マルチメーターの電流測定回路は、多くのメーターの電流測定回路を含め、抵抗器シャントによって電流を電圧に変換して電流を測定します。この抵抗器の抵抗値の選択も必要です。抵抗値が大きすぎると、抵抗器を流れる電流の電圧降下が大きくなるため、一方ではより多くの電圧に分割され、測定負荷の正常な動作に影響します。他方では、抵抗器の値が大きいほど、同じ電流でも消費される電力も大きくなり、抵抗器が発熱します。したがって、この 2 つの問題を考慮すると、抵抗器は小さいほど良いです。
ただし、抵抗値は小さすぎてもいけません。抵抗が小さすぎると、電流が流れるときに発生する電圧降下が小さくなり、その背後にある測定回路に特定の要件が課せられます。低すぎる電圧は回路で検出される前に増幅する必要があるためです。
マルチメーターで電流を測定する際の欠点
マルチメータの電流検出方法と原理からわかるように、電流の測定は測定対象の回路にマルチメータを直列に接続する必要があるため、電源なしでは測定できない回路には適していません。もう 1 つのポイントは、マルチメータの電流測定範囲です。通常、マルチメータの電流の最大測定範囲は 10A または 20A であり、内部の電流検出抵抗の加熱を防ぐために、マルチメータは長時間使用できません。内部の電流検出抵抗器が加熱するのを防ぐために、マルチメータは長時間大電流を測定することができず、一般的なマルチメータで大電流の測定を実現することは容易ではありません。
クランプメーターの電流測定原理
クランプメーターの電流測定原理と万能ペンの電流測定原理は、実際には基本的に同じですが、違いは、クランプメーターがシャント抵抗の電圧を直接検出するのではなく、変流器を使用することです。 変流器は実際には変圧器の応用であり、電流を一定の割合で変換します。 変流器が負荷に入った後、その一次側は1回の巻き数に相当し、二次側もクランプメーター内部の巻き数が多いため、電流は一定の割合に応じて小さくなります。そのため、変流器は昇圧変圧器にも相当し、クランプメーターの内部回路は変圧器の二次側の電圧を検出することにより、測定電流を計算できます。
そのため、クランプメーターはマルチメーターと比較して、電流測定においてラインを変更せずに、モーターやその他の誘導負荷の電流など、より大きな電流を測定できます。ただし、クランプメーターは内部に変流器を使用しているため、変流器の動作原理に従ってDC電流を流すことはできません。では、クランプメーターは本当にDC電流を測定できないのでしょうか？実際には、クランプメーターはDC電流を測定できますが、変流器を使用していません。
直流電流を測定するクランプメーターの原理
DC は磁束の変化を生じないため、電流トランスを使用したクランプメーターは DC 電流を測定できません。AC 電流を測定するには、電磁トランスと呼ばれるトランスを使用しますが、DC 電流を測定するクランプメーターは、ホールセンサーという別の種類のセンサーを使用します。
ホールセンサーを使用して直流電流を測定する原理は、電流が電線を流れるときに磁場（電磁石に類似）が発生し、この磁場が電流の大きさに比例することです。クランプメーターのキャリパーは、キャリパーの収束によって生成された磁場がホール素子検出部にあります。ホール素子は磁気に敏感な部品であり、磁場電圧信号出力に変換されます。この電圧信号は回路増幅処理後に負荷電流を表示できます。現在、多くのクランプメーターはACとDCの両方に使用でき、内部に電磁トランスとホールセンサーが組み込まれており、AC電流とDC電流を検出します。
