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技術コラムを連載でお届けいたします。
「ケースレー428−PROG型電流電圧変換アンプのエミュレーション・モード搭載したA4280高速電流電圧変換アンプ」の開発現場より、不定期でお送りします。
技術コラム : DMMとデーターロガー
投稿日時: 2019-12-20 10:47:31 (220 ヒット)
長時間データを取る場合、最初に思いつくのがデータロガーです。ただ、最新のDMMは長時間測定に対応するもの出てきています。
ここで、使い勝手から比較をしてみます。
1.分解能
DMMのスペックは、
5.5 桁とか 6.5桁 高分解能で 7.5桁 8.5桁と桁数で表現されます。先頭の数字1の部分が、
0と1もしくは、0 1 2 というように10進数すべてを表示できないので 
0.5桁と言います。そろばんで、縦の棒を桁と言います。 
このイメージで言うとDMMの最大桁は、珠が1個もしくは2個しかない。
(そろばんで電圧が測定できたら、1.5V表示 おそらく世界最古のデジタル表示)

6.5桁というと 100万分の1の分解能 ADにして21bit分解能(±も含め)です。
測定速度は、桁数が少なければ速くなります。
このコラムでも、何度か取り上げていますが測定速度は、積分時間PLCで決まります。
電源ラインの1周期が 1PLC(20ms) 高速のDMMであれば1秒間に50回データが読めます。
更に、高速にサンプリングできるオプションもあり、4桁半であれば0.001PLC(20μs)で計測できます。

データ・ロガーも、高分解能16bitくらいで長時間捕捉が可能ですが
測定対象が、電圧と温度のみで、抵抗と電流が測定できません。
 
2.マルチチャンネル
DMMにマルチチャンネルのものもありますが、通常はADが1個だけで、2Chタイプのものもありますが、
3CH以上はリレーで入力を切り替えて測定になりマルチチャンネルの同時測定ができません。

マルチチャンネルの測定ではデーターロガーが優位で ユニットの組み合わせで100CH 1kS/sの測定器も可能です。 

3.測定レンジ
DMMのもう一つの特長は、mV〜1kVと他の計測器には無い広い測定レンジを持つことです。 
測定レンジは、100mV  1V  10V  100V  1000V が一般的で 
1Vを1Vレンジ測定した場合 6.5桁では
1.000000と表示されます。 分解能1μV
10Vレンジで 1V を測定すれば
1.00000と表示されます。 分解能10μV
同じ電圧でも、大きなレンジで小さい電圧を測定すれば
分解能が落ちます。
まあ、最後の桁は、ノイズで信頼できないとしても、
最適なレンジ設定によって、より正確な測定ができます。

データロガーは、10mVレンジから 100V程度です。

4.入力インピーダンス
DMMは、更に正確な測定ため入力インピーダンスも、低いレンジ(100mV 1V 10V)では
10MΩ 10GΩと切替えられます。
微小な電圧では、高インピーダンスで測定することは重要で、データロガーは1MΩです。 

5.オートレンジ  
DMMは、電圧や抵抗が変化する場合オートレンジの設定があります。
データの変動に追随し、最適なレンジの測定ができる。
オートレンジの速度も5ms程度なので、高速のDMMなら6.5桁で 50回/秒の速度で測定ができる。
固定レンジで4.5桁(16bit相当)の測定データでよければ、5000回/秒で測定も可能です。

データ・ロガーには、オートレンジがなく、分解能16bit程度で長時間捕捉が可能です。


固定レンジで、3CH以上のマルチチャンネルの電圧か温度の長時間測定ならデーターロガー、それ以外はDMMの方がよさそうです。
DMMも最近性能が上がってきており、メモリ―も増えてリアルタイムでデータを読めるようなり、高分解能のデータロガーしてのアプリケーションもありそうです。

投稿者: axis


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