電流検出のためのマルチメーターとクランプメーターの原理と違い
クランプメーターの主な機能と動作原理
クランプメーターの最大の特徴は、前面に開くことができるノギスです。簡単に電線に挿入して回路の電流を測定できます。この方法では、元の回路を破壊したり変更したりする必要がなく、大電流を測定できます。マルチメーターにも電流測定機能がありますが、電流を測定するクランプメーターとの違いは何でしょうか。まず、マルチメーターの電流検出とクランプメーターの電流検出の原理と違いをそれぞれ理解しましょう。
マルチメーターはどのようにして電流を測定するのでしょうか?
マルチメーターで電流を測定するときは、測定対象の回路を外し、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。マルチメーターの内部電流検出回路から、電流範囲は実際にはマルチメーター内の非常に小さな抵抗値を持つ抵抗器であることがわかります。この抵抗器に電流が流れると、抵抗値が決まっているため、抵抗器に電圧降下が発生します。抵抗器の電圧を測定すれば、式に従って抵抗器を流れる電流を計算できます。この抵抗器はループ内で直列に接続されているため、そこを流れる電流が測定対象のループの電流になります。
そのため、多くの計測器の電流測定回路を含むマルチメータの電流測定回路は、抵抗器シャントを介して電流を電圧に変換することによって測定されます。 この抵抗器の抵抗値の選択にも要件があります。 抵抗値が大きすぎると、電流が抵抗器を通過するときに発生する電圧降下が大きくなります。 一方で、より多くの電圧が分配され、測定負荷の正常な動作に影響を与えます。 一方、抵抗値が大きいほど、同じ電流で発生する電力消費が大きくなり、抵抗器が加熱されます。 したがって、これら2つの問題を考慮すると、抵抗値は小さいほど良いです。
ただし、抵抗値は小さすぎることはできません。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、低すぎる電圧は回路で検出する前に増幅する必要があるため、後続の測定回路に特定の要件が課せられます。
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、電流を測定するときは、マルチメータを測定対象回路に直列に接続する必要があることがわかります。これは、電源をオフにしないと測定できない一部の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、マルチメータの最大電流測定範囲は、一般的に10Aまたは20Aです。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はできません。通常のマルチメータでは、大電流を測定するのは簡単ではありません。
クランプメーターが電流を測定する仕組み
クランプメーターの電流測定原理は、実際には多目的ペンの電流測定原理と基本的に同じです。違いは、クランプメーターはシャント抵抗器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、一定の割合で電流を変換できます。変流器を負荷に接続すると、その一次側は1ターンに相当し、二次側（クランプメーター内のターン数）は大きくなります。これにより、一定の割合で電流が小さくなるため、変流器は昇圧変圧器に相当し、クランプメーター内の回路は変圧器の二次側の電圧を検出することで測定電流を計算できます。
したがって、マルチメーターと比較して、クランプメーターは電流を測定するときに回路を変更する必要がなく、モーターなど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直流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、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。
