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用語集 › 無線工学 › 電源・測定

測定器（テスタ・オシロスコープ・周波数カウンタ・電力計） そくていき

4アマ 3アマ 三陸特 二陸特 一陸技

無線機の調整や点検に使う計器。テスタは電圧・電流・抵抗、オシロスコープは波形、周波数カウンタは周波数、電力計・SWR メータ・ディップメータは送信系の状態を測る。何を測るかで使い分ける。

試験ではここ

「アナログテスタで直接測れないのは高周波電流（熱電対形電流計を使う）」「ゼロオーム調整は抵抗測定」「抵抗測定の手順はレンジ→テスト棒短絡→0Ω調整」「交流電圧はやや大きめの AC VOLTS レンジ」「電流計は直列、電圧計は並列、直流は極性に注意」「SWR メータは整合状態、ディップメータは共振周波数、周波数カウンタは一定時間内のサイクル数」「分流器 R＝r/4 で測定範囲 5 倍」。

測定器の問題は「この計器は何を測るか」と「どうつなぐか」の2つに尽きます。名前と測るものの対応を覚え、電流計は直列・電圧計は並列、直流は極性という接続の基本を押さえれば大半が解けます。

測定器と測るもの
測定器と測るものの対応

計器と測るもの

  1. テスタ（回路計） 直流電圧・直流電流・交流電圧・抵抗。高周波電流は直接測れない。抵抗を測るときだけゼロオーム調整が要る
  2. 熱電対形電流計 高周波電流。熱線の発熱を熱電対で電圧に変えるので周波数に関係なく測れる
  3. オシロスコープ 波形を目で見る。AM 波の包絡線の最大値 A と最小値 B から変調度 (A−B)/(A＋B) を求める
  4. 周波数カウンタ 基準周波数で一定の時間を区切り、その中の被測定信号のサイクル数を数えて周波数を出す
  5. 高周波電力計・擬似負荷 空中線電力。擬似負荷（ダミーロード）は 50〔Ω〕の無誘導抵抗で、調整中に電波を外に出さないためにアンテナの代わりにつなぐ
  6. SWR メータ 給電線上の進行波と反射波の比（定在波比）。アンテナと給電線の整合状態を調べる
  7. ディップメータ 同調回路（LC 回路）やアンテナの共振周波数。発振コイルを近づけ、共振点でメータの指示が落ち込む
  8. スペクトルアナライザ 周波数ごとのレベル。スプリアスや占有周波数帯幅の確認
  9. 標準信号発生器 既知のレベルの信号を出す。受信機の感度測定

電流計は直列、電圧計は並列

電流計は測りたい電流がそのまま流れるように回路に直列に、電圧計は測りたい2点間に並列につなぎます。電流計は内部抵抗が小さいので並列につなぐと大電流で壊れます。直流用の計器は＋端子を電源の＋側に向けないと針が逆に振れます。

電流計は直列、電圧計は並列
電流計は直列、電圧計は並列。直流は極性を合わせる
分流器による測定範囲の拡大
n = 1 + \dfrac{r}{R}

r は電流計の内部抵抗、R は並列につなぐ分流器の抵抗。R を小さくするほど倍率 n は大きい

倍率器による測定範囲の拡大
n = 1 + \dfrac{R_m}{r_v}

rv は電圧計の内部抵抗、Rm は直列につなぐ倍率器の抵抗。分流器は並列、倍率器は直列

分流器は並列、倍率器は直列
分流器は電流計に並列、倍率器は電圧計に直列

アナログテスタで抵抗を測る手順

順番を入れ替えた肢が出る

  1. 測定レンジを選ぶ Ω レンジのどれかに切り替える
  2. テストリード（テスト棒）を短絡する 2本の棒どうしを接触させる
  3. 0〔Ω〕調整をする 針がちょうど 0〔Ω〕を指すようにつまみを回す。レンジを変えたらやり直す
アナログテスタで抵抗を測る順番
アナログテスタで抵抗を測る3ステップの順番
ディップメータで共振周波数を測る
ディップメータの使い方。共振周波数でメータの指示が落ち込む

典型問題の解き方

電流計の内部抵抗 r の 1/4 の分流器 R を並列につなぐと、測定範囲は何倍か

  1. 式を書く n＝1＋r/R
  2. 代入する R＝r/4 なので r/R＝4
  3. 答え n＝1＋4＝5 倍。電流計に 1 流れるとき分流器には 4 流れ、合計 5 と考えてもよい
  4. ひっかけ r/R の 4 倍をそのまま答えにしない。電流計自身に流れる 1 を足す
ひっかけ

「テスタで高周波電流が測れる」「電流計を並列につなぐ」「交流を測るとき極性に注意」「SWR メータで共振周波数（または寄生発射）を調べる」「ディップメータで SWR を測る」は誤りです。極性に注意するのは直流だけです。

看板「電流計は直列、電圧計は並列
先生の一言。電流計は直列、電圧計は並列

この用語を押さえる問題

二陸特 ・ 日本無線協会 令和元年6月期 無線工学 問18

一般に使用されているアナログ方式の回路計（テスタ）で、直接測定できないのは、次のうちどれか。

正答: 高周波電流

一般のアナログテスタの整流回路と可動コイル形計器は高周波に追従できず、高周波電流は直接測定できません。高周波電流の測定には熱電対形電流計などの専用の計器を使います。

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三陸特 ・ 日本無線協会 令和2年2月期 無線工学 問18

アナログ方式の回路計（テスタ）で直流抵抗を測定するときの準備の手順で正しいのはどれか。

正答: 測定レンジを選ぶ→テストリード（テスト棒）を短絡する→0〔Ω〕調整をする。

正しい。アナログテスタの抵抗測定では、まず測定レンジを選び、次にテストリードを短絡して、針が0Ωを指すよう0Ω調整つまみを回します。0Ω調整はレンジごとに内部電池の状態に応じて変わるため、レンジを切り替えるたびにやり直す必要があります。

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4アマ ・ 日本無線協会 CBT例題 無線工学 No.3 問24

図に示すように、破線で囲んだ電流計 A₀ に、A₀ の内部抵抗 r の 4 分の 1 の値の分流器 R を接続すると、測定範囲は A₀ の何倍になるか。

正答: 5 倍

電流計 A₀ に分流器 R を並列に接続したときの測定範囲の倍率は n＝1＋r/R である。R＝r/4 なので n＝1＋r/(r/4)＝1＋4＝5 倍。電流計に 1 の電流が流れるとき、抵抗が 1/4 の R には電圧が等しいので 4 倍の電流が流れ、全体では 5 倍になると考えてもよい。

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二陸特 ・ 日本無線協会 令和3年2月期 無線工学 問18

次の記述の ［ ］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。 回路の ［Ａ］ を測定するときは、測定回路に直列に計器を接続し、 ［Ｂ］ を測定するときは、測定回路に並列に計器を接続する。また、特に ［Ｃ］ の場合、極性を間違わないよう注意しなければならない。

正答: Ａ=電流　Ｂ=電圧　Ｃ=直流

電流計は測りたい電流がそのまま流れるように回路に直列に接続し、電圧計は測りたい2点間に並列に接続します。直流は + と − の極性があるので、計器の端子の極性を間違えると指針が逆に振れて計器を傷めるおそれがあります。

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問われた問題 40

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