JP3792813B2 - マルチメータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流および交流の電圧や電流の測定、並びに抵抗値測定などの測定機能を有するマルチメータに関し、特に、ロータリスイッチによってこれらの測定機能を選択可能に構成されているマルチメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のマルチメータとして、図３に示すマルチメータ４１が従来から知られている。このマルチメータ４１は、複数の測定機能から１つの測定機能を選択するためのロータリスイッチ２と、ロータリスイッチ２によって選択された測定機能を表示すると共に測定結果を表示する液晶表示器４（以下、「表示器４」ともいう）と、図示しない測定用プローブを接続可能に構成され、その測定用プローブを介して被測定信号を入力するための入力端子５，６とを備えている。
【０００３】
また、このマルチメータ４１では、複数の測定機能にそれぞれ対応する測定機能表示部７ａ〜７ｄが、本体ケース８の表面におけるロータリスイッチ２の周縁に印刷されており、ロータリスイッチ２に取り付けられているつまみ３の先端部を各測定機能表示部７ａ〜７ｄのいずれかの位置に切り替えることによって、任意の測定機能を選択することができるようになっている。なお、測定機能表示部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、それぞれ直流電圧測定、交流電圧測定、抵抗値測定および導通検査の各測定機能に対応付けられている。また、ロータリスイッチ２は、互いに独立し、かつ連動するように構成された２つのスイッチ回路を有している。ここで、一方のスイッチ回路である測定機能選択スイッチ回路によって、表示器４に表示させる測定機能が選択され、他方のスイッチ回路である信号接続用スイッチ回路によって、入力端子５，６を介して入力する被測定信号が内部測定回路の所定の信号入力部位に接続される。
【０００４】
このマルチメータ４１では、測定者が、測定を希望する測定機能に対応する測定機能表示部７ａ〜７ｄのいずれかの位置にロータリスイッチ２のつまみ３の先端部を位置させることにより、選択された測定機能が表示器４に表示される。ここで、表示器４には、図４に示す表示処理に従って、所定の測定機能が表示される。すなわち、この表示処理では、図外のＣＰＵが、ポーリング方式により、ロータリスイッチ２の各スイッチ回路が測定機能表示部７ａ〜７ｄのいずれの位置に切り替えられているかを監視する。具体的には、まず、直流電圧測定機能に対応する測定機能表示部７ａの位置に切り替えられているか否かを監視する（ステップ５１）。切り替えられているときには、その測定機能を示すマーク４ａおよび測定単位を示すマーク４ｂを表示器４に表示する（ステップ５２）。切り替えられていないときには、交流電圧機能に対応する測定機能表示部７ｂの位置に切り替えられているか否かを監視し（ステップ５３）、切り替えられているときには、その測定機能を示すマーク４ｃおよびマーク４ｂを表示器４に表示する（ステップ５４）。
【０００５】
交流電圧機能に対応する測定機能表示部７ｂの位置に切り替えられていないときには、抵抗値測定機能に対応する測定機能表示部７ｃの位置に切り替えられているか否かを監視し（ステップ５５）、切り替えられているときには、抵抗値の単位を示すマーク４ｄを表示器４に表示する（ステップ５６）。切り替えられていないときには、導通検査に対応する測定機能表示部７ｄの位置に切り替えられているか否かを監視し（ステップ５７）、切り替えられているときには、マーク４ｄを表示する。一方、切り替えられていないとき、つまり、つまみ３によっていずれの位置にも切り替えられていないときには、内部測定回路の許容入力電圧が最も高い交流電圧測定機能が選択されているものとして、マーク４ｃとマーク４ｂとを表示器４に表示する（ステップ５９）。次いで、測定者が測定用プローブを被測定対象物に接触させると、内部測定回路が、測定用プローブおよび入力端子５，６を介して入力された被測定信号に基づき、表示器４に表示されている測定機能に対応する測定を開始する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のマルチメータ４１には、以下の問題点がある。
すなわち、図３の波線で示すように、つまみ３の先端部が、例えば、測定機能表示部７ｂと測定機能表示部７ｃとの中間位置に誤って切り替えられてしてしまうことがある。この場合、従来のマルチメータ４１では、ロータリスイッチ２の測定機能選択用スイッチ回路と信号接続用スイッチ回路とが互いに独立しているため、測定機能選択用スイッチ回路は、測定機能表示部７ｃに対応するスイッチ接点に切り替えられる一方、信号接続用スイッチ回路では、いずれのスイッチ接点にも切り替えられていないという状態が生じることがある。
【０００７】
このような場合、従来のマルチメータ４１では、表示器４には交流電圧測定機能に対応するマーク４ｃと単位を示すマーク４ｂが表示されているにも拘わらず、入力端子５，６が内部測定回路における抵抗値測定用の信号入力部位に接続されていることになる。この場合、一般的に、抵抗値測定においては、低インピーダンス回路の定電流源から出力される定電流などを、入力端子５，６に接続される測定対象抵抗の両端に印加し、その両端電圧を検出することによって抵抗値を測定している。したがって、測定者が、表示器４の表示内容を信じて、測定用プローブに交流電圧を印加した場合には、交流電流が定電流源に流れ込む結果、定電流源が破壊されてしまうことがあるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ロータリスイッチが正しく切り替えられなかったときに内部測定回路の破壊を防止し得るマルチメータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載のマルチメータは、入力端子を介して装置外部から入力した被測定信号に基づいて所定の測定を行う測定回路と、測定機能を表示する表示部と、複数の測定機能からいずれか１つを選択して表示部に表示させるための測定機能選択用スイッチ回路、および測定機能選択用スイッチ回路とは独立し、かつ連動可能に構成されると共に入力端子と測定回路の所定の信号入力部位とを接続するための信号接続用スイッチ回路を有するロータリスイッチとを備えているマルチメータにおいて、測定機能選択用スイッチ回路によって複数の測定機能のいずれか１つが選択されていないときに警報を行う警報手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
このマルチメータでは、例えば、ロータリスイッチの信号接続用スイッチ回路によって抵抗値測定機能が選択され、かつ測定機能選択用スイッチ回路では複数の測定機能のいずれもが選択されていないような場合、警報手段は、その旨の内容を表示部に表示したり、警報音や振動を発生させたりすることによって、警報を行う。このため、測定者は、ロータリスイッチが正しい位置に切り替えられていないことを知ることができ、これにより、抵抗値測定用の定電流源などに過大な電力を入力してしまうことを防止することができる。
【００１１】
請求項２記載のマルチメータは、請求項１記載のマルチメータにおいて、警報手段は、警報音を発することにより警報を行うことを特徴とする。
【００１２】
注意を促す旨の内容を表示器に表示することによって警報してもよいが、視覚による表示は、一般的に、見逃され易い。一方、警報音を発することによって警報すれば、測定者は、ロータリスイッチが正しい位置に切り替えられていないことを直ちに知覚することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るマルチメータの実施の形態について説明する。なお、本実施形態に係るマルチメータ１は、外観的には従来のマルチメータ４１とほぼ同一に構成されているため、外観上の各構成要素については同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【００１４】
最初に、マルチメータ１の内部構成について、図１を参照して説明する。
【００１５】
同図に示すマルチメータ１は、特に限定されないが、直流電圧、交流電圧および抵抗値の測定や、導通検査を可能に構成されている。また、マルチメータ１は、前述したロータリスイッチ２および表示器４を備えるほか、Ｉ／Ｏ回路１４、ＣＰＵ１５、本発明における警報手段を構成するブザー１６、レンジ回路１７、Ａ／Ｄ変換回路１８、アナログスイッチ２１〜２４、ノット回路２５、電池２６、および抵抗２７，２８を備えている。なお、上記構成要素のうち、ロータリスイッチ２、Ｉ／Ｏ回路１４、表示器４およびブザー１６を除く構成要素が、入力端子５，６を介して入力された被測定信号に基づいて、上記した各種測定などを行う測定回路１０を構成する。
【００１６】
ロータリスイッチ２は、３つのスイッチ回路２ａ〜２ｃを有している。スイッチ回路２ａ（本発明における測定機能選択用スイッチ回路に相当する）は、測定機能を表示器４に表示させるためのものであって、装置内のグランドに接続され共通接点であるブラシ１１と、Ｉ／Ｏ回路１４の入力部にそれぞれ接続されブラシ１１に接触可能なスイッチ接点１１ａ〜１１ｄとを備えている。また、スイッチ回路２ｂ（スイッチ回路２ｃと共に本発明における信号接続用スイッチ回路に相当する）は、入力端子５に接続されたブラシ１２と、抵抗２７または抵抗２８に接続されブラシ１２に接触可能なスイッチ接点１２ａ〜１２ｄとを備えている。さらに、スイッチ回路２ｃは、レンジ回路１７に接続されたブラシ１３と、入力端子５または入力端子６にそれぞれ接続されブラシ１３に接触可能なスイッチ接点１３ａ〜１３ｄとを備えている。なお、各スイッチ接点におけるａ接点、ｂ接点、ｃ接点およびｄ接点は、直流電圧測定、交流電圧測定、抵抗値測定および導通検査の各測定機能にそれぞれ対応させられている。
【００１７】
Ｉ／Ｏ回路１４は、スイッチ接点１１ａ〜１１ｄのいずれがブラシ１１に接触しているかを検出する。ＣＰＵ１５は、Ｉ／Ｏ回路１４の検出結果をポーリング方式によって所定時間間隔で監視すると共に、Ａ／Ｄ変換回路１８から出力されるディジタルデータに基づいて各種測定を行うほか、マルチメータ１における各種処理を実行する。レンジ回路１７は、抵抗アレイで構成されており、抵抗２８およびアナログスイッチ２２を介して入力した直流電圧または交流電圧を所定電圧（例えば、２Ｖ）以下の電圧に分圧してアナログスイッチ２４に出力する。また、レンジ回路１７は、抵抗値測定および導通検査の際に、アナログスイッチ２１を介して電池２６から出力される直流電流を内部の抵抗を介してブラシ１３に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１８は、アナログスイッチ２３またはアナログスイッチ２４を介して入力した被測定信号である直流電圧または交流電圧をサンプリングした後、アナログ−ディジタル変換し、変換したディジタルデータをＣＰＵ１５に出力する。
【００１８】
次に、マルチメータ１全体の動作について、図２を参照して説明する。
【００１９】
まず、測定者が、ロータリスイッチ２のつまみ３を切り替えると、ＣＰＵ１５は、Ｉ／Ｏ回路１４の検出結果を監視することにより、ブラシ１１がいずれのスイッチ接点１１ａ〜１１ｄに接触しているかを検出する。同図に示すように、最初に、ブラシ１１が直流電圧測定機能に対応するスイッチ接点１１ａに接触しているか否かを監視する（ステップ３１）。接触していると判別したときには、その測定機能を示すマーク４ａおよび測定単位を示すマーク４ｂを表示器４に表示する（ステップ３２）。接触していないと判別したときには、ブラシ１１が交流電圧機能に対応するスイッチ接点１１ｂに接触しているか否かを監視し（ステップ３３）、接触していると判別したときには、その測定機能を示すマーク４ｃおよびマーク４ｂを表示器４に表示する（ステップ３４）。
【００２０】
ブラシ１１がスイッチ接点１１ｂに接触していないと判別したときには、ブラシ１１が抵抗値測定機能に対応するスイッチ接点１１ｃに接触しているか否かを監視し（ステップ３５）、接触していると判別したときには、抵抗値の単位を示すマーク４ｄを表示器４に表示する（ステップ３６）。接触していないと判別したときには、ブラシ１１が導通検査機能に対応するスイッチ接点１１ｄに接触しているか否かを監視し（ステップ３７）、接触していると判別したときには、マーク４ｄを表示する。一方、ブラシ１１がいずれのスイッチ接点１１ａ〜１１ｄにも接触していないと判別したとき、つまり、つまみ３によって測定機能表示部７ａ〜７ｄのいずれの位置にも正しく切り替えられていないときには、エラー処理を実行する（ステップ３９）。エラー処理では、ＣＰＵ１５は、ブザー１６にブザー発音信号を出力することにより、所定周波数の警報音を発生させる。これにより、警報音は本体ケース８に形成されている放音口９（図３参照）から外部に出力される。この結果、測定者は、ロータリスイッチ２のつまみ３が測定機能表示部７ａ〜７ｄのいずれかの位置に正しく切り替えられていないことを直ちに知覚することができる。
【００２１】
次いで、測定者がロータリスイッチ２のつまみ３を所定の測定機能表示部７ａ〜７ｄの位置に確実に切り替えた場合、選択された測定機能に応じた測定が開始される。具体的には、交流電圧測定機能または直流電圧測定機能が選択された場合には、ＣＰＵ１５は、アナログスイッチ２２，２４を作動させる。次いで、測定者が測定用プローブを電圧ライン間に接触させることにより、所定の電圧が、入力端子５、ブラシ１２、スイッチ接点１２ａ（または１２ｂ）、抵抗２８およびアナログスイッチ２２を介して、レンジ回路１７に入力される。レンジ回路１７は、抵抗２８および内部の抵抗アレイによって所定電圧まで分圧した分圧電圧をアナログスイッチ２４を介してＡ／Ｄ変換回路１８に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１８は、入力した分圧電圧をディジタルデータに変換して、ＣＰＵ１５に出力する。次に、ＣＰＵ１５は、ディジタルデータに基づいて、入力端子５，６間に印加されている電圧値を演算し、演算結果を表示器４に表示させる。
【００２２】
一方、抵抗値測定機能または導通検査機能が選択された場合には、ＣＰＵ１５は、アナログスイッチ２１，２３を作動させる。次いで、測定者が測定用プローブを測定対象抵抗の両端に接触させると、電池２６から出力された直流電流が、アナログスイッチ２１、レンジ回路１７内の抵抗、ブラシ１３、スイッチ接点１３ｃ（または１３ｄ）を介して入力端子５に出力される。これにより、測定対象抵抗の両端に、レンジ回路１７内の抵抗と測定対象抵抗とで分圧された電圧が印加される。Ａ／Ｄ変換回路１８は、入力端子５、スイッチ接点１２ｃ（または１２ｄ）およびアナログスイッチ２３を介して、測定対象抵抗の両端電圧を入力し、ディジタルデータに変換した後、ＣＰＵ１５に出力する。次に、ＣＰＵ１５は、ディジタルデータに基づいて、測定対象抵抗の抵抗値を演算し、抵抗値測定機能が選択されている場合には、演算した抵抗値を表示器４に表示させ、導通検査機能が選択されている場合には、演算した抵抗値が例えば４０オーム以下のときに、警報音とは異なる周波数の報知音をブザー１６から出力させる。
【００２３】
このように、この実施形態におけるマルチメータ１によれば、ロータリスイッチ２のつまみ３が、測定機能表示部７ａ〜７ｄのいずれかの位置に正しく切り替えられていないときには、ブザー１６から警報音を出力させることによって、その旨を測定者に知覚させることができる。これにより、ブラシ１２およびブラシ１３がスイッチ接点１２ｂおよびスイッチ接点１３ｂにそれぞれ接触し、かつブラシ１１がスイッチ接点１１ａ〜１１ｄのいずれにも接触していないような状態のときに、測定者が誤って過大電圧を印加することによる電池２６の破壊を有効に防止することができる。
【００２４】
なお、ロータリスイッチ２のつまみ３が正しい位置に切替えられていない場合、例えば、スイッチ回路２ａでは、ブラシ１１がスイッチ接点１１ｂに接触し、スイッチ回路２ｂ，２ｃでは、ブラシ１２，１３がそれぞれスイッチ接点１２ｃ，１３ｃに接触しているような場合、警報がないとすれば、このマルチメータ１においても、以下の不都合が生じる。つまり、かかる状態においては、交流電圧測定機能を示すマーク４ｃが表示器４に表示されている。したがって、測定者が測定用プローブを介して入力端子５，６に交流電圧を印加すると、交流電圧は、スイッチ接点１３ｃおよびブラシ１３を介してレンジ回路１７に入力する。この場合、レンジ回路１７が低インピーダンスであるため、高電圧の交流電圧が、アナログスイッチ２１の入出力部間に印加され、これにより、アナログスイッチ２１が耐圧破壊する。また、アナログスイッチ２１が耐圧破壊によって短絡状態になったときには、電池２６は、過大な交流電圧が入力されることによって破壊される。このように、回路部品が破壊されてしまうという不都合が生じる。なお、この点については、低価格で提供されているすべてのマルチメータにおいても、アナログスイッチなどの半導体スイッチによって内部回路を切替える構成であるため、同様な不都合が生じている。
【００２５】
一方、スイッチ回路２ｂ，２ｃをロータリスイッチ２からリレーなどに置換し、ＣＰＵ１５がスイッチ回路２ａの接続状態に基づいてリレーを作動させるようにすれば、電池２６などの破壊を防止することは可能である。しかし、価格競争の激化しているマルチメータの商品市場においては、そのようなコストアップを避けられない構成にすることは極めて困難な状況である。したがって、この実施形態に係るマルチメータ１は、簡易な回路構成でありながら、ロータリスイッチ２の誤った切替えに対して、その旨の警報を行うことにより回路部品の破壊を防止することができるため、従来のマルチメータ４１と比較して、極めて優れている。
【００２６】
なお、ブザー１６は、導通検査の際に元々使用されるものである。このため、このマルチメータ１では、装置コストを上昇させることなく、ロータリスイッチ２の誤った切替えを警報することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、直流電圧や交流電圧、および抵抗値の測定が可能なマルチメータについて説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、直流電流や交流電流、および抵抗値を測定可能なマルチメータにも適用可能である。さらに、警報手段としては、警報音のみによる警報に限らず、表示器４に文字表示する方式や、警報音による警告を行うと共に、注意を促す旨の内容であるエラー表示を表示器４に表示させる警告を同時に行う方式を採用してもよい。ただし、文字表示のみによる警報は一般的に測定者にとって見逃し易いことを考慮すれば、少なくとも警報音による警報を行うことが好ましい。さらに、本発明における警報手段は、ブザー１６に限らず、警報音や警告をスピーカから出力するように構成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載のマルチメータによれば、例えば、ロータリスイッチの信号接続用スイッチ回路によって抵抗値測定機能が選択され、かつ測定機能選択用スイッチ回路では複数の測定機能のいずれか１つが正しく選択されていないような場合、警報手段が警報を行うため、測定者は、ロータリスイッチが正しい位置に切り替えられていないことを知ることができ、この結果、抵抗値測定用の定電流源などに過大な電力を入力してしまうことを防止することができる。
【００２９】
また、請求項２記載のマルチメータによれば、ロータリスイッチが正しい位置に切り替えられていないときには、警報音を発することによる警報が行われるため、測定者に対して、その旨を確実に知らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るマルチメータの回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るマルチメータにおける表示処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係るマルチメータおよび従来のマルチメータの外観図である。
【図４】従来のマルチメータにおける表示処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ マルチメータ
２ ロータリスイッチ
２ａ〜２ｃ スイッチ回路
４ 液晶表示器
５，６ 入力端子
１０ 測定回路
１６ ブザー

Claims (2)

1. 入力端子を介して装置外部から入力した被測定信号に基づいて所定の測定を行う測定回路と、測定機能を表示する表示部と、複数の測定機能からいずれか１つを選択して前記表示部に表示させるための測定機能選択用スイッチ回路、および当該測定機能選択用スイッチ回路とは独立し、かつ連動可能に構成されると共に前記入力端子と前記測定回路の所定の信号入力部位とを接続するための信号接続用スイッチ回路を有するロータリスイッチとを備えているマルチメータにおいて、
   前記測定機能選択用スイッチ回路によって前記複数の測定機能のいずれか１つが選択されていないときに警報を行う警報手段を備えていることを特徴とするマルチメータ。
2. 前記警報手段は、警報音を発することにより前記警報を行うことを特徴とする請求項１記載のマルチメータ。

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