電気パラメータ試験に使うデジタル電力計の選び方

1. 計器を決める前に測定内容を定める

試験報告書に含めなければならない量を、書き出してください。電気パラメータ試験では通常、電圧、電流、ワット単位の有効電力、力率、周波数が必要になり、負荷が純粋な抵抗負荷でない場合は皮相電力と無効電力も加えます。サイクルにわたる消費電力が試験の対象となる場合は、電力量の積算と経過時間も必要です。

この一覧が重要なのは、瞬時電力を表示する計器が、電力量まで積算するとは限らないからです。報告書にkWhの値が必要なら、積算機能は想定するのではなく確認してください。

• 電圧と電流 - 他のすべての値がそこから導き出される、二つの基本量。
• ワット単位の有効電力、そして非抵抗負荷では皮相電力と無効電力も。
• 力率 - 負荷の力率が一からどれだけ離れているかを示す比。
• 周波数、そして消費電力を測定する場合は、経過時間を伴う電力量の積算。
• 突入電流やピーク値の挙動が試験に含まれる場合は、最大値機能またはホールド機能。

2. 精度等級を決め、それが何を基準にしているかを知る

精度の値は、その背後にある規格と、それが適用される条件がなければ意味がありません。精度等級 0.2 と記載された計器と、±0.2 % と記載された計器は、自動的に同じ主張にはなりません。前者は規格で定義された等級を指し、後者は誤差の限界で、その基準が指示値なのかフルスケールなのかスパンなのかを示す必要があるためです。

公差を判定する場合は、測定計器のほうが公差自体より数倍高精度であるべきだというのが実務上の目安です。五 % の公差を持つ製品を一 % の誤差の計器で試験すると、報告する結果に計器の不確かさまで含めたとき、残る余裕はほとんどありません。

3. 最大値ではなく、下限側を確認する

広い最大測定範囲は、販売面では利点ですが、技術的には負担でもあります。非常に大きなレンジ比を達成する計器は、通常、測定範囲の下限側の分解能を犠牲にしています。そして実際のところ、現代の測定業務はその下限側で行われます。待機時消費電力、無負荷損失、静止電流は、いずれも計器の最大値に対してごく小さな割合の水準で測定されるためです。

電源の試験では特に、待機時の値と全負荷の値を同じ試験構成から報告するのが普通です。これにより一つの計器に相反する二つの要求がかかるので、測定できる最小電流は、最大値と同じだけの注目に値します。

• 表記された精度を保ったまま、計器が分解できる最小電流を確認してください。
• 計器が測定範囲を自動的に切り替えるか、また範囲の切り替えをまたいで指示値がどう振る舞うかを確認してください。
• アダプタの DC 出力を測定する場合は、計器が AC だけでなく DC 入力も受け付けることを確認してください。

4. 測定原理が波形に合っていることを確認する

スイッチング電源や位相制御負荷の電圧と電流は、正弦波ではありません。真の RMS の計器は波形の実際の発熱効果を反映しますが、平均値検波の計器は正弦波向けに校正されているため、ひずんだ信号では低めの値を示します。

負荷が可変周波数ドライブの場合は、帯域幅が支配的な仕様になります。ドライブのスイッチング周期より長い期間で積算する計器は、安定した指示値を出しながら系統的に誤った値となり、出力がひずむほど誤差は大きくなります。

5. 結果の使われ方に対してインターフェースを合わせる

手で書き写さなければならない指示値は、いずれ誤って書き写されます。結果が試験報告書、品質記録、生産データベースに使われるなら、通信インターフェースは追加の選択肢ではなく必須の要件です。

6. 機械面と設置面の事実を固める

卓上形の計器とパネル取付形の計器は、電子回路が同一でも別の製品です。寸法、コンソールに取り付ける場合のパネル取付穴、試験ステーションで実際に使える電源電圧、そして卓上で運用するのか機器に固定するのかを確認してください。

計器が試験構成にどのように配線されるかを確認する価値もあります。負荷と電源を別々の端子ペアで測定する電力計は、負荷電流を計器自体に通す電力計とは使い方が異なります。配線図は、試験台を組み立てた後ではなく、組み立てる前に理解しておくべきものです。