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2016年02月18日の記事は以下のとおりです。

標準電圧発生器で遊んでみよう[測定編]

 前回紹介した標準電圧発生器ですが,こういうものを手に入れたらとにかく測定してみたくなるのが人情です。てなわけで,うちの測定器どもで手当たり次第に試してみることにします。

 まず最初に,この標準電圧発生器の,製造元での実測値を書いておきます。

2.50165V
5.00302V
7.50454V
10.00533V

 これとの比較を,私の手元にある電圧計の測定値で行います。数字は左から測定値,実測値との差分でmV,そして差分を%で表したものです。


・HP34401A(Hewlett-Packard,6.5桁1200000カウント)

 まず,うちの代表選手,HPの34401Aです。ジャンク品でしたから,全然信用出来ませんけど,そこは天下のHP,それなりにいい数字を出してくれていたので,どんなもんか気になっていました。

2.50165V    0mV    0%
5.00338V    0.36mV    0.007195654%
7.50529V    0.75mV    0.00999395%
10.00644V    1.11mV    0.011094087%

 お,いいじゃないですか。特に2.5Vなんて,ぴったり一致しています。他の電圧も,そんなにずれていませんし(でもスペックからは外れてます),10Vなんて1mVくらいの差しかありません。引き続きうちのキャプテンに残留決定です。


・DL2050(ケンウッド,5.5桁120000カウント)

 私が最初に買ったベンチ型のマルチメータ,ケンウッドのDL2050。計測器ランドでまともに買ったきちんとした計測器で,34401Aを手に入れるまでは「なんて素晴らしいんだろう」と思っていました。今は欠点ばかりが目立つ,かわいそうな子です。

 34401Aと違って1桁少ないマルチメータですので,そもそもの実力が違うと言えばそうなのですが,小数点以下4桁も出ていれば普通は困りません。

2.5012V    -0.45mV    -0.017988128%
5.0026V    -0.42mV    -0.008394929%
7.5041V    -0.44mV    -0.005863118%
10.005V    -0.33mV    -0.003298242%

 おお,いいじゃないですか。差分だけで見れば34401Aよりも小さいです。10Vで0.3mVしか差がありません。どの電圧でも常に0.4mV前後の差になっていることが少々気になるところですが,なんか,惚れ直しましたよ。よし,バンバン使おう。


・101(FLUKE,3.75桁6000カウント)

 次,うちのハンドヘルド型の常用機として購入した,フルークの101です。腐ってもフルーク,フルークを持ってないエンジニアは偽物とまで言われる極端なブランド信仰に屈して買ってはみたものの,こいつは値がずれているだけではなく,起動時に「Err」と謎のメッセージを表示するという体たらく。あてにしないで見てみましょう。

2.493V    -8.65mV        -0.345771791%
4.989V    -14.02mV    -0.280230741%
7.47V    -34.54mV    -0.460254726%
9.97V    -35.33mV    -0.353111791%

 うーん,微妙なところですね。例えば5Vですが,差分は-14mV。0.2%ほどのズレですので0.5%以内というスペックに入っていますし,実用上も全然OKといえばOKなんですが,でも5Vに対して4.9Vですから,シビアに使えないと判断せざるを得ない場合も出てくるレベルです。

 まあいいか,かわいいから許す。(結局それかい)


・STA55G(ソニーテクトロニクス,3.75桁4000カウント)

 お次はソニーテクトロニクスのSTA55Gです。あのテクトロニクスがソニーと一緒にやっていた時代の産物で,波形を見る事の出来るテスターとして登場したものの,オシロスコープとしては画面が小さく解像度が低く,しかも帯域1MHzで全く役に立たず,テスターとしても中途半端で,でかい,高価,単三電池が6本もいるのにすぐに電池が切れると,まさにいいことなしの黒歴史です。

 とはいえ,テスターは当時としては高性能の証であった4000カウント,TrueRMSで交流も実効値で測定可能,測定周期もとても高速で,2回/秒の更新が当たり前だった当時としては,第一印象でエンジニアの心を掴みました。

 何度も書きましたが,私はこれを計測器ランドの特売で購入,その足で友人とブルーノート東京に出向いて,クロークに計測器ランドの紙袋を自慢げに預け,友人に冷たい目で見られたという過去があります。

2.495V    -6.65mV        -0.265824556%
4.99V    -13.02mV    -0.260242813%
7.49V    -14.54mV    -0.193749384%
9.98V    -25.33mV    -0.253165063%

 お,購入からもう20年も経過しているのに,なかなかやりますね。101よりも整った値で,これくらいなら気にしないで使えそうです。


・RD-500(サンワ,3.5桁2000カウント)

 私が高校生の時に初めて購入したデジタルテスターです。テスターとしても2台目になるもので,非常に長い付き合いのあるかつての常用機でした。

この手のテスターは当時,同じデザインで色違いのものが,あちこちのメーカーから出ていたものです。デジタルテスターのワンチップLSIは,アメリカではインターシルが先行していたのですが,このLSIは9Vの電源が必要で,006Pか単三電池6本を使わざるを得ませんでした。

 そこへ,当時飛ぶ鳥を落とす勢いの日本が,3Vで動作する超低消費電力のLSIを開発,単三2本で動くテスターは言うまでもなく,ボタン電池搭載のカード型やペン型という多彩なバリエーションと圧倒的な低価格で市場を席巻しました。

 RD-500も,どっかのOEM(おそらく日置)だと思うのですが,30年もしぶとく私のそばにいてくれました。どれどれ・・・

2.45V    -51.65mV    -2.064637339%
4.93V    -73.02mV    -1.459518451%
7.41V    -94.54mV    -1.259770752%
9.89V    -115.33mV    -1.152685619%

 うーん・・・こりゃだめですね。実はRD-500は何度か修理をしていて,その度に適当に基板上の半固定抵抗をいじくっていたりしました。それで初期精度など全く出ていないんですが,それにしてもこれはいかん。いかに3.5桁とはいえ,2%もずれていたら苦しいです。

 これは,再度調整をして,リベンジさせたいです。

 ちなみに,こいつが優れているのは,導通チェッカーの反応速度が高速で,音だけ聞いていればすぐに判断出来たというのが理由です。このおかげでどれだけ作業が捗ったか知れません。


・DT3100(不明:ソアーのOEM)

 何度かここにも書いたと思うのですが,デジタルテスターなのにバーグラフ表示という,なんだかよく分からないテスターです。1980年代中頃にソアーから登場したものなのですが,数字表示とバーグラフ表示の悪いところを引き継いだ可愛そうな奴で,結局バーグラフが普通のデジタルテスターの表示に追加されるという,至極まともな進化を遂げて,絶滅しました。

 このテスターは私にとって3台目にあたるものです。一度完全に壊れたのを修理しました。ソアーのOEMで,輸出専用機です。

 デジタルテスターは数字で測定値を直読出来るのが最大のメリットなのに,それが出来ないなんて何のメリットがあるんだよ・・・誰か注意しなかったのでしょうか。

2.54V    38.35mV        1.532988228%
5.05V    46.98mV        0.939032824%
7.59V    85.46mV        1.138777327%
10.12V    114.67mV    1.146089134%

 バーグラフ表示とは言え,セグメント表示ですので,読み取る人によって結果が違うというアナログっぽいことは起こりません。誰が読んでも,数を正しく数えられる人なら,正確な値を読み取ることができます。

 で,この結果です。まあ,RD-500とそんなに時期的に変わりませんし,経年変化もあると考えればこんなものなのかも知れませんが,それにしても常用するには厳しい数字です。


・MT-2000(マザーツール,3.5桁2000カウント)

 昔,2代目シビックに乗っていた頃,突如やってくるバッテリー上がりに備えるためにテスターを常備する必要があって,購入した手帳型のポケットテスターです。LR44が2つで動くのですが,交換したのは購入後20年経過してからというのがすごいです。

2.47V    -31.65mV    -1.265164991%
4.97V    -33.02mV    -0.660001359%
7.46V    -44.54mV    -0.593507397%
9.96V    -45.33mV    -0.45305852%

 意外や意外,結構頑張ってます。どの電圧でも40mV前後の誤差となっているので,低い電圧の測定ほど誤差が大きくなっていますが,10Vで0.5%以内ですから,なんとかなんとか踏みとどまっているという感じでしょうか。


・P-16(秋月電子,3.75桁6000カウント)

 みんな大好き秋月電子のオリジナルで,性能とお値段から考えるとこれ以上の選択肢を考える必要がないとさえ思われる,P-16です。まさかの6000カウントで多機能,安くて小さくて電池も長持ちと素晴らしいテスターなんですが,その安さ故に測定結果を信用してもらえないという不運がつきまといます。

2.502V    0.35mV    0.013990766%
5.004V    0.98mV    0.019588169%
7.51V    5.46mV    0.072755958%
10.02V    14.67mV    0.146621851%

 おいおいちょっとまて,なんという精度ですか,これは。2.5Vではまさかの0.014%ですよ。たった0.35mVのズレですよ。それも,桁数が少ないから出たズレで,桁数にあわせて丸めると,ドンピシャじゃありませんか。フルークなんて目じゃないっす。

 いやはや,これはもう誤差なしといってもいいくらいです。問題は,どれを買ってもこの精度かどうかわからないという,ばらつきの問題があるわけですけど,こうやって基準となる電圧を持っている人なら,P-16はお得なテスターだと思います。

 残念なのは測定周期が長いことで,測定のレスポンスを期待する人は買ってはいけません。というか,もう売っていないんですね,これ。


・P-10(秋月電子,3.75桁4000カウント)

 かつて一世を風靡した名機中の名機,P-10です。今はディスコンになっていますが,登場時は高性能,多機能,高速レスポンス,しかも1000円という低価格で,騙されてもいいからお布施と思って買って,いつの間にか常用機にしてしまったひと仮続出しました。

 およそ老若男女,みんな使っていたテスターだと思うのですが,後継のP-16の登場で惜しまれながら消えていきました。

 P-10はP-16に比べてカウント数は少ないのですが,バッテリーチェッカーがとても便利ですし,測定周期が短いのでテンポ良く測定が出来ます。しかもデフォルトでオートパワーオフが無効になっており,いつの間にか消えているという面倒なことがありません。それでも電池はとても長持ちなので,良い設計だなあと思います。

2.475V    -26.65mV    -1.065296904%
4.97V    -33.02mV    -0.660001359%
7.46V    -44.54mV    -0.593507397%
9.94V    -65.33mV    -0.652951977%

 カウント数が少ないので誤差が大きくなる傾向はあるのですが,それでも1%未満です。とはいえ,ズレは結構大きいですから,まあ特別高精度だという物でもないでしょう。

 購入から時間が経過しているし,酷使しましたからこれくらいのズレで収まっているなら,よく頑張ったということでしょうか。


・BX85TR(サンワ,アナログ)

 参考までに,アナログテスターも調べてみます。私が持っている唯一のアナログテスターにして,私が最初に購入したまともなテスター1号機,そして今もって私の宝物である,サンワのBX85TRです。

 こいつはね,いいテスターですよ。センターメーターとかロジックアナライザとか,そういうのはどうでもいいんです。とにかく精度やレスポンスが,メーターの性能に完全に依存するアナログテスターは,もうメーターが命です。

 桁数とか測定周期とか,そういうのと無縁なアナログテスターはどんな結果になるんでしょう。

2.51V    8.35mV        0.333779705%
5.01V    6.98mV        0.139515732%
7.49V    -14.54mV    -0.193749384%
10.0V    -5.33mV        -0.053271606%

 最初にことわっておきたいのは,アナログテスターですので,値を読み取るときにも誤差が出てしまうので,測定者によって値が変わってきますという事です。それに,目盛りと目盛りの間を10分割するなんて無理で,4分割くらいがいいところでしょう。相当丸め込まれていますが,それにしてもなかなかの精度じゃないですか,これ。

 アナログテスターは,メーターが命だと言いましたが,もっというと読み取りをする人のスキルにも精度が依存します。自慢をするわけではないのですが,そこらへんのデジタルテスターが真っ青になるような値を最終的に読み取れているというのは,なかなか驚きです。

 今回,久々にアナログテスターを引っ張り出しましたが,デジタルテスターとはもう完全に別物ですね。脳みその別の部分が働いているのがわかります。


・M4650CR(METEX,4.5桁20000カウント)

 秋月で20年以上前に買った,当時の秋月としては高級機に分類される多機能テスターです。今でもMETEXという韓国のメーカーは存在しますが,値段があわなくなってきているのか,存在感が薄くなっています。

 国内メーカーのものよりはるかに安価で,多機能という事で買いましたが,導通テスターのレスポンスがあまりに遅くて使い物にならず,ほとんど使わずに放置していました。

2.502V    0.35mV    0.013990766%
5.004V    0.98mV    0.019588169%
7.506V    1.46mV    0.01945489%
10.007V    1.67mV    0.016691104%

 げ,すごいじゃないですか。これ,丸め込んだらほぼ誤差ゼロですよ。20000カウントでよくぞここまで頑張った!

 しかも多機能でhFEもコンデンサの容量も周波数も測定出来ます。表示も大きいので見やすいのですが,測定周期の遅さなど世代の古さは拭えず・・・まあ電池くらいは入れておきましょうか。


・10XL(Wavetek,3.5桁2000カウント)

 日本ではあまり知られていないと思いますが,海外では非常に有名なWavetekの製品で,ベストセラーである10XLがなぜか私の手元にあります。電気工事など強電の人向けに作られた堅牢性と安全性がとてもしっくりくるいいテスターではあるのですが,さすがに設計の古さは否めません。

2.49V    -11.65mV    -0.465692643%
4.99V    -13.02mV    -0.260242813%
7.48V    -24.54mV    -0.327002055%
9.98V    -25.33mV    -0.253165063%

 なかなかやりますね,低めに出る傾向がありますが,0.3%程度のズレであれば問題のない凡庸なレベルという感じでしょう。ただ,他に魅力のあるテスターではないので,やっぱり使い道がないなあと思います。

 ところで,10XLって販売期間が長いせいか,いろいろな色のものがあるようです。うちのはネイビーブルーです。


・MS2008A(HYELEC,3.5桁2000カウント)

 すっかり忘れていたのですが,2014年に買ったクランプメーターにも電圧測定機能がありました。メーカーはHYELECとあるのですが,型番からMASTECHのものであることは明白です。というかOEMなら型番くらい変えて下さい。

 電圧測定機能はどっちかというとおまけのようなもので,今さら2000カウントです。ですが,ないとあるとでは大違いという事で,早速試してみましょう。

2.50V    -1.65mV    -0.065956469%
5.00V    -3.02mV    -0.06036354%
7.51V    5.46mV    0.072755958%
10.02V    14.67mV    0.146621851%

 おお,これはいい。2.5Vと5Vはどんぴしゃ,7.5Vも無視できるレベルで,10Vも問題なしです。すごいです。

 これ,安かった割には良く出来ていて,クランプと画面の両方にライトがついているし,クランプを使わない測定機能だとクランプ側のLEDが消えるとか,細かいところまで作り込まれています。

 小さいですが持ちやすく,画面も見やすいし,立派なキャリングケースもあるしで,MASTECHなかなかいいですよ。今はちょっと高くなっていますが,私が買ったときも3000円ほどだったとおもいます。

 今さらですが,クランプで測定出来る電流が交流だけなのが残念で,こんなにクランプメーターが便利なんだったら,直流も測定出来るものを(少々高くても)買っておくんだったと後悔しています。

 今から買うか!


・FD-730C(サンワ,4.5桁20000カウント)

 おまけで,会社で使っているテスターも調べてみました。私はカスみたいな出がらし底辺エンジニアですので,会社から支給された測定器って,これだけです。とほほ。
       
2.504V    2.35mV    0.093938001%
5.008V    4.98mV    0.099539878%
7.512V    7.46mV    0.099406493%
10.016V    10.67mV    0.106643159%

 買ってから15年は経過していると思うのですが,なかなかいいですね。使い勝手も良くて電池も長持ち,同僚達はこれ見よがしに肩で風を切りながらフルークを使ってブイブイいわしてますが,この結果をみるとフルークなんぼのもんじゃい,と思います。個人的にも1つ買っておけば良かったかなあ。

 ----

 と,うちにあるテスターを手当たり次第に調べてみました。まあ当たり前の事なのですが,どうにもならないくらいずれてしまった物はなく,テスターっていつからこんなに安く高精度で,長持ちする物になったんだろうなあと感じました。

 今回,こういうことを手間をかけてやってみたわけですが・・・

(1)アナログテスターは結構すごい

 デジタルテスターと違って,測定者が値を読み取るときの誤差が存在するのは避けようがありませんが,実際に読んでみるとその誤差の小ささに驚きます。

 考えようによっては,アナログテスターと値を読んで数字で書いてくれる人がワンセットになって箱に入った物がデジタルテスターなわけで,値を読んで数字を書いてくれる人の読み取り精度も,デジタルテスターの性能の一部なんですね。

 そこを人間がやるアナログテスターは,訓練次第で誤差を小さく出来ると言う話ですから,これは面白いですよ。

(2)桁数が少なくてもいい場合がある

 桁数が多い=いいものだ,と直感的に考えてしまう我々ですが,例えば5.012Vが真の値だとして,これが3.5桁のテスターなら5.01Vと出ればドンピシャとなります。ですが,これが4.5桁のテスターで5.014Vと表示されてしまうとドンピシャではなくなります。

 3.5桁は5.010Vから5.014Vまでの範囲のどれか,という言い方をしているに過ぎませんのでドンピシャではないのですが,それを言い出したらきりがありませんし,そもそも普通我々が実験をしていて,5.01Vで足りない事ってあんまりありません。

 そんなわけなので,桁数が多い方がいいものだ,という考え方ではなく,自分に取ってどれくらいの性能が必要になっているのかをよく考えて選ぶのが正しいと思いました。

 ついでに言うと,桁数を切り替えられるベンチ型のテスターでも,桁数を減らせば高速動作が可能になりますので,測定対象に応じて適切に選びましょうねというお話です。

(3)でもカウント数は大事かも

 (2)と矛盾するように思うかも知れませんが,表示桁数を気にするよりも,カウント数の方が実際には影響が大きいと思います。例えば真の値が5.012Vの場合,同じ3.75桁のテスターであっても,4000カウントだと5.01V,しかし6000カウントでは5.012Vとなってしまいますからね。

 これ,表示桁数が1つ減るという問題は実は些細なことで,1つのレンジで測定出来る範囲が狭いか広いか,と言う話が大事です。出来るだけ小さいレンジで測定するのが誤差を小さくするための鉄則と,皆さんも習ったと思いますが,まさにこの話です。

 4000カウントだと,3.999Vを越えると次のレンジ(例えば39.99Vまで)に切り替わってしまうのですが,6000カウントなら5.999Vまで同じレンジで動いてくれます。

 まあ,レンジごとに誤差が違っているし,小さいレンジの方が誤差が大きい場合もあったありするので,一概には言えないというのもまた事実なんですが・・・

(4)もう桁数はどうでもいい

 桁数というのは,内部表現であるBCDで考えた場合,4bitで一桁と数えます。ですから一番左側になる桁が-1から1までを表現するためには2bit必要です。4bitのうち2bitしか使っていないので,これを1/2桁と書くようになりました。

 -3から3までを表現するには3bit必要ですから,4000カウントのテスターを3/4桁というのですが,6000カウントのテスターについても,1桁に満たないという意味で3/4桁と書いてあるケースが散見されます。

 桁数とカウント数が一致していた時代なら別に良かったのでしょうが,もう桁数があてにならない以上,もう桁数を語るのはやめましょう。


 あー,疲れた。

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