【測定】Repair a Volt Ohm Meter

【FX-110 Volt Ohm Multi-meter】

　写真は三和のFX-110と言うテスタ（回路計）だ。　テスタは、英語ではボルト・オーム・（マルチ）メータと言うのだそうだ。（VOMと略記されることが多い）

　これは暫く前のBlogで扱ったが、JARL支部大会のジャンク市で見つけたものだった。　実際に使うつもりだったので入手直後に一通りのチェックはしておいたのだが、何故か一つのレンジだけ確認の漏れがあって、而もそこが故障していた。

　先日使っていてその不具合が発覚した。　幾つかのレンジでは精度も見ておいたのだが、代表的なところをざっと見ただけなので見落としたのかも知れない。よく使う測定レンジであり実用にするには不便だからそのままと言う訳にも行かず、さっそく修理することにした。

【Ω×10レンジ】

　不具合のあったのは写真の「Ω×10レンジ」である。×1kレンジのような状態になっていた。　たまたま数100Ωの抵抗をチェックしていたのだが、ショートに近い「ゼロΩ」付近を示すのでビックリした。すぐに調べたらテスタの方が故障（破損）していた。

　経験のある人ならすぐに想像できると思うが、たぶん「Ω×10レンジ」のままでAC100Vでも測ってしまったのだろう。抵抗のレンジで電圧を測ってしまいテスタを壊すケースは良くあるので経験者も多い筈だ。自身、別のテスタでやってしまいメーカーから部品をもらって修理したことがあった。

　古い設計のテスタはメーター保護が完全ではなかったので心臓部の「メーター」そのものを焼いてしまうことも多かった。そうなると万事休すである。　しかし、多くの経験が活かされた後世のテスタではアクシデントに際してメーターそのものはほぼ確実に保護されるようになっている。　このテスタの場合もメーターユニットは完璧に保護されたが、レンジ感度を決める抵抗器が壊れてしまったに違いない。

【アナログ・テスタの内部】

　アナログ・テスタにも様々な形式があるので、これが典型例ではない。むしろ特殊な構造の方だろう。

　多くのテスタではレンジ・スイッチがメーター・スケールの下部に陣取っている構造だからだ。　このテスタはレンジ・スイッチがメーターの下側に格納され、コンパクト化を図った珍しい構造である。

　従って開けてもピンと来ない構造だったのだが、よく見ていたら概ねレンジのポジションにそった部品レイアウトになっていた。　写真に判明したレンジ抵抗の配置をざっと書いておく。　もっとも、こんなテスタを修理しようと言う人などまずいないとは思うのだが。

【テスタの回路例】

　ジャンク市で見つけたテスタは本体だけで何も付属品はなかった。　もちろん取説も付いていないから回路も不明である。　ただしテスタはどれも似たような構造の筈で類似品の回路図があれば十分参考にできる。

　これは、類似の形状をしているテスタ、三和「FX80」の回路図らしい。少し前の世代の上位機種らしく「FX-110」より幾らかレンジ数が多い。　高抵抗測定のために22.5Vの乾電池を内蔵している。　「FX-110」ではその部分が省かれ電池は3Vだけになっている。しかし、あとは良く似た感じだ。

　図のR17〜R22が抵抗測定レンジに関係する部品である。このうちR17〜R19は抵抗値が高いので過電圧で壊れることは少ないだろう。　従って低抵抗のR20〜R22が焼けると予想できる。

　いま「Ω×10」レンジが悪いのはわかっているので、R21に相当する抵抗器が焼損しているに違いない。　Ω×10以外のレンジは正常だから他の抵抗器は問題ないはずだ。

　注：回路図は別機種：FX80のものでFX110とは部品番号や抵抗値は異なっているはずだ。しかし故障箇所の推定には十分役立った。但しどの部品がソレに相当するのか見極めるウデが必要だ。

【焼損していた抵抗器】

　Ω×10レンジの抵抗器である。カラーコードから本来は501Ω（＊１）だったように読めるが、断線して数10MΩ以上になっている。よく見ると中央あたりの塗装が焼けて変色している。　更に別の箇所を見たら細いクラックが走って断線しているようだった。　（＊１：このテスタでは「Ω×10レンジ」のLI値を見ると6mAとなっている。従って、乾電池の電圧を3.0Vとすれば、R=3.0/0.006 =500（Ω）となり読み取った値は正しい。メーターに分流する分を考えてR=501Ωなのかも知れないが実際には電池電圧も変動する）

　これは「酸化金属皮膜抵抗器」のように見える。酸金抵抗は過負荷に強いので、間違えて壊し易い部分に向いているだろう。　但し温度係数が大きいので測定器向きではない。普通の金属皮膜抵抗器なのかもしれない。　補修にはそれを使うつもりだ。

　501ΩはE24系列を外れており標準値ではないので数個の抵抗器を組み合わせて合成する必要がある。（501ΩはE96やE192でもないので特注品のようだ）　相手がアナログなテスタなので案外ラフでも大丈夫だが、なるべく精度が維持できるように実測精度を見ながら値を決めよう。

【交換完了】

　470Ω（±1%)の抵抗器と、max 100Ωの可変抵抗器(VR)を直列にし、200Ω、500Ωなどの数個の高精度抵抗器を実測しながら指針の振れ位置（スケールの指示値）を調整する。　その後VRの値を実測し近似値の固定抵抗器に置き換える。

　そうした方法ではなく501Ωの抵抗器を合成し交換するだけでも大丈夫かも知れない。しかし多少なりとも精度が向上することを期待し、スケールに合わせて調整する方法を採った。　このテスタの場合470Ωの抵抗器に16Ωを足せば良さそうだ。

　よく見ると「Ω×1レンジ」の抵抗器も２本の合成で作ってあるようだ。（50Ω=47＋3）このレンジは前のオーナーが修理したのかもしれない。　あるいは、テスタの製造時に現物合わせで調整する部品なのかもしれない。

　何れにしても、今ではアナログ・テスタの精度をずっと上回る測定器が身近にある時代なので、それを頼ればこうした修理も容易に可能である。

【精度確認】

　表示値が500ΩのL型抵抗器（いま時珍しい？）を「Ω×10レンジ」で測定している。　この抵抗器は4・1/2桁のDVMで実測したら487Ωだった。　指示は良く合っているようだ。　もちろん、スケールに合うよう修理したのだから当然かも知れないが、スケールの他の部分はもちろん他のレンジでもおおよそ同じような精度であった。　アナログなテスタでは良くて3桁、悪くすれば2桁くらいの読取り精度と言うことになる。

　規格を見るとわかるが、この種のアナログ・テスタの精度はあまり良いものではない。特に「抵抗測定レンジ」は注意が必要だ。　見ての通りリニヤなスケール目盛ではなく左端で詰まった目盛になっている。　これは被測定抵抗器に一定電圧を加え、そのとき流れる電流を測定すると言う原理なのでやむを得ないのだ。即ち、I=V/Rなので1/Rに比例する目盛になる訳だ。　更に抵抗測定の精度は目盛の長さの±3%と言うような規格になっている。　従って、同じ測定レンジ内でも目盛が詰まっているスケールの左端付近では右側で読むより桁違いに大きな誤差が許容されることになる。このような訳で、なるべくスケールの右側で読めるよう測定レンジを選択するのが高精度測定のコツだ。

　こうした指針式のアナログ・テスタを使う人も少なくなった。デジタル・テスタの方が安いと言う事情もあろう。　昔の調査によるとテスタの使用目的は導通チェックと抵抗の測定が一番多かったそうである。　そうなると抵抗測定で目盛が読みにくく、精度も良くないアナログ・テスタが敬遠されてしまうのは無理もない。　既にアナログ・テスタの抵抗測定レンジの扱い方を知らず、スケールの読み方が良くわからない人も多いそうだ。

☆「測定レンジを変えたら、テストリードの先端を短絡し、ゼロΩ調整をしてから測定する」・・・と言うのは既に電気屋の常識ではないのだ。

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　上記のテスタ回路図を見ての通りアナログ・テスタは受動部品（パッシブ・デバイス）で構成されている。　従って活きてる回路の途中を測定してもデジタル・テスタのように被測定回路にノイズを注入してしまう恐れはない。

　25kΩ/V程度の高感度テスタなら動作中の回路に与える影響も思いのほか僅かだ。いまはインピーダンスが低い半導体回路が中心だから十分使い物になる。

　ACVレンジの整流器がゲルマニウム・ダイオードになっているテスタなら交流電圧測定の周波数特性も良好だ。オーディオ帯くらいは十分カバーできる。（亜酸化銅やセレンのものは1kHzくらいまで）

　時代に逆行するようだが、アバウトで済む用途にはアナログ・テスタを便利に使っている。電圧や電流について、変化の傾向を見るにはアナログ・テスタが最適だ。ラジオやオーディオでは測定ポイントの電圧が最大あるいは最小になるように調整で追い込むと言ったシーンは多いものだ。

　アナログなテスタは使用者も少ないし、わざわざ修理までしようと思う人は稀だろう。従って例によってこれは単なる日記である。　先日使っていて不具合を発見しその修理経過を纏めておいた。

（おわり）