電子電圧計

電子電圧計の定義と動作

定義：電子電圧計は、増幅器を使用して感度を高めたタイプの電圧計です。交流（AC）および直流（DC）デバイスの電圧測定に設計された多目的な計測器です。高い入力抵抗により、電子電圧計は正確な電圧値を提供できるため、さまざまな電気・電子アプリケーションで選択されることが多いです。

従来の動コイル式電圧計は、低電圧信号の検出に苦労することがあります。電子電圧計はこの制限を効果的に克服します。その高い入力インピーダンスにより、非常に弱い電気信号を感知し、正確な測定が可能になります。高いインピーダンスは、電圧計が入力供給に対して大きな抵抗を示すことを意味し、テスト中の回路への負荷効果を最小限に抑えます。

電子電圧計は、トランジスタまたは真空管をアクティブコンポーネントとして使用することができます。トランジスタ型電圧計（TVMs）は通常、高い抵抗特性を有しており、直接電流測定には適していません。一方、真空管型電圧計（VVMs）は相対的に低い抵抗を持ち、電圧測定だけでなく特定の電流測定タスクにも適しています。

電子電圧計の動作

電子電圧計の基本的な動作原理は、測定された電圧の大きさが計器上の指針の偏角に比例することに基づいています。指針は校正された目盛りに取り付けられており、その偏角は入力電圧の大きさを正確に示します。

動コイル式電圧計とは異なり、電子電圧計は測定回路から比較的大きな量の電力を消費せず、回路負荷による誤差を効果的に解決します。その高インピーダンス設計により、テスト中の回路からの電力抽出が最小限に抑えられ、幅広いアプリケーションでの正確かつ信頼性の高い電圧測定が可能になります。

電子電圧計：動作と分類

電子電圧計では、指針の偏角は補助増幅器回路によって駆動されます。この増幅器の出力電圧は、テスト回路の電圧レベルを忠実に反映します。重要なのは、追加の電力がほとんど偏角メカニズムを通らないことです。この設計特長により、メーターは非常に正確な読み取りを提供でき、電力関連の干渉や測定中の回路への負荷効果による誤差の可能性を減らします。

電子電圧計の種類

電子電圧計は主に以下の2つの異なるタイプに分類できます：

アナログ電子電圧計

アナログ電子電圧計は、指針の偏角によって出力が表示される特徴があります。このタイプの電圧計は、高インピーダンスを持つことで、測定対象の回路への影響を最小限に抑えます。電子増幅器を使用して入力信号を効果的に制御および処理します。

アナログ電子電圧計は、測定する電圧の種類によってさらに細分化できます：

• ACアナログ電子電圧計：交流電圧の測定に特別に設計され、変動するAC信号を正確に捉え、目盛り上の対応する指針の偏角に変換します。

• DCアナログ電子電圧計：直流電圧の測定に最適化されており、一定の電圧レベルを安定かつ信頼性高く示します。これにより、幅広いDC電源の電気システムや部品に適しています。

デジタル電子電圧計と電子電圧計の利点

デジタル電子電圧計

デジタル電子電圧計は、測定された電圧を数値形式で表示するタイプの計測器です。指針の目盛り上の解釈の必要性を排除することで、デジタル電子計測器は人間による誤差、特にパララックス誤差を効果的に削減します。読み取りが直接数字として表示されるため、より高い精度と明瞭さを提供し、より正確で一貫した電圧測定を確保します。

電子電圧計の利点

電子電圧計は、電気・電子測定において不可欠なツールとなるいくつかの重要な利点を提供します：

• 低レベル信号の検出：増幅器を装備した電子電圧計は、負荷誤差を最小限に抑えるように設計されており、非常に弱い電気信号を検出できます。これらの増幅器は、約50μAの電流を生じる信号まで検出できるほど敏感です。このような低レベル信号の検出能力は、ノイズや他の干渉によって真の電圧値が隠される可能性のあるアプリケーションで、正確かつ信頼性の高い測定を行う上で重要です。この感度により、最も小さな電圧変動も正確に測定でき、電気回路の挙動に関する貴重な洞察を得ることができます。

• 低消費電力：電子電圧計は、増幅特性を持つ真空管またはトランジスタを組み込んでいます。これらは、測定された電圧だけではなく、補助電源を使用して指針の偏角メカニズムを駆動します。測定された電圧の大きさがセンシング要素の偏角を制御することで、テスト中の回路からの電力消費を減らします。結果として、電子電圧計回路全体の消費電力は非常に低くなります。このエネルギー効率の高い設計は、計測器の寿命を延ばすだけでなく、測定中の回路への影響も最小限に抑え、省電力が重要なアプリケーションでも適しています。

• 広い周波数範囲：トランジスタの使用により、電子電圧計の動作は特定の周波数範囲に制限されません。これらの多目的な計測器は、非常に低い周波数から非常に高い周波数まで、広いスペクトルで正確に電圧を測定できます。この広範な周波数能力により、電子電圧計は、電力システムの分析、信号処理回路、高速デジタル電子機器など、さまざまなアプリケーションで使用できます。ゆっくりと変動する直流成分から急速に振動する交流信号まで、電子電圧計は信頼性と精度の高い電圧読み取りを提供し、さまざまな電子分野で働くエンジニアや技術者にとって不可欠なツールとなっています。

電子電圧計は、回路が閉じて電流がメーターを通過している場合にのみ電力を測定できるという点に注意が必要です。この動作要件は、これらの計測器を使用して正確な電力測定を行うために、適切な回路構成と接続が必要であることを強調しています。