クランプメーターの選び方、使い方【図解】 

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クランプメーター

【図解】クランプメーターの使い方、原理

初心者、女性向けのの入門ガイドとして電気工事で使用されるクランプメーターを下記のポイントをメインに解説しています。

・クランプメーターの使い方、原理、仕組み

・クランプメーターの測定方法、精度

・クランプメーターの中古品

・クランプメーターのおすすめネット通販商品

・クランプメーターの漏れ電流測定

DIYでの電気工事の時のご参考になれば幸いです。(^_^;)

クランプメーターとは?|英語:clamp meter

クランプメーターは日本語では架線電流計と呼び、回路を切断することなく、電流を測定するための工具です。

測定には、電流が流れるとその周りに磁場が発生することを利用します。
通常の電流計を使った測定の場合、回路の一部を切断して開き、そこに電流計を接続しなければなりません。クランプメーターは、電気回路を切断することなく電流を測定できる機器です。クランプメータを使うことで、回路に影響を与えることなく電流の測定が可能になります。

家庭用電流で用いられる交流のみを対象とするものだけでなく、直流電流、交流電流両方に対応するものや、テスターのように電圧や抵抗値まで測れるものもあります。現在はデジタル式が主流ですが、テスターなどほかの計測機器類と同様にアナログ式も存在します。

クランプメーター利点:クランプメータは回路を切断することなくクランプを測定しようとする線に「はさむ」だけで電流測定できます。 このように線をはさむだけで、回路に直接接続されませんから回路への影響も少なく、安全に大きな電流も測定できます。

クランプメーター 名称

下記がクランプメーターの名称です。

サンプル:三和電気計器 DCL31DR

クランプメーターの種類

クランプメーターの種類には測定値の表示の違いでデジタルクランプリークメーターとアナログクランプメーターがあり、最近はほとんどがデジタルクランプリークメーターです。
又、測定電流の大小、直流、交流の違い、整流方式の違いでも色々なクランプリークメーターが販売されています。

負荷電流の大小   クランプメーター

クランプメーターの測定電流の違いで負荷電流測定タイプと漏れ電流測定タイプの二つのタイプに分けられます。
但し、最近は負荷電流と漏れ電流の両方を測定できるタイプもメーカーから販売されています。その場合は、自動で切り替えするタイプと手動で負荷電流か漏れ電流かを選択するものがあります。

負荷電流の大小   クランプメーター

負荷電流測定タイプ:
数A以上の電流を測定できるクランプメーター
負荷電流測定タイプは「一定以上の電流のみを測定できるタイプ」となります。微細な電流漏れなどは測定できません。おおむね数アンペア以上の電流のみに測定対象を限定していますので測定する用途に応じては注意が必要です。
おすすめ HIOKI (日置電機) ACクランプメータ 3280-10F

Amazon’s Choice商品です、すぐに発送ができて、評価が高く、お求めやすい価格。

交流測定方式】平均値方式(MEAN)
【測定可能導体径】φ33mm(ジョーの薄さ9.5mm)
【対地間最大定格電圧】クランプセンサ:CAT IV 300V、CAT III 600V、電圧測定端子:CAT III 300V、CAT II 600V
【交流電流】42.00A/420.0A/1000A(±1.5% rdg.±5dgt)
【交流電圧】4.200V~600V、4レンジ(±1.8% rdg.±7dgt)
【直流電圧】420.0mV~600V、5レンジ(±1.0% rdg.±3dgt)
漏れ電流測定タイプ
数A以下(mA,μA)の微小電流を測定できるクランプメーター
漏れ電流測定タイプは微細な数値の電流、例えば漏電しているかどうかなど繊細な測定を可能にするタイプです。数アンペア以下の微細な電流も見逃さずに測定できるので、漏電の有無を測定する必要があるなどの場合はこちらのタイプを選択する必要があります。
おすすめ 共立電気計器 2431 漏れ電流・負荷電流測定用クランプメータ
小型高性能漏れ電流クランプメータ
AC20/200mA/200Aの3レンジ切換
周波数切換機能付
データホールド機能付
外部磁界の影響が極めて少ない設計
最小分解能0.01mA

直流、交流タイプ クランプメーター

測定できる電流の直流、交流の違いによって3つに分類できます。
直流、交流タイプ クランプメーター
DCクランプメーター(直流電流)
直流電流のみ測定可能なもの。
直流電流とは簡単に言えば、乾電池から流れ出ている電流のような一直線の流れの電流のことです、例としては充電器などの場合には一方的にケーブルを通して電子機器に向けて電流を通していますが、このような電流が直流電流になります。直流電流を測定したい場合には直流測定機能のあるクランプメーターを選びます。
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自動車整備などに最適直流/交流電流両用です。●相対値測定可能です。●オートパワーオフ(約30分)付です。●電池消耗表示機能付です。
ACクランプメーター(交流電流)
商用電源周波数(50Hz/60Hz)を中心に周波数帯域特性を有しているもの(例:40Hz~1kHz)。また、商用電源周波数以下の汎用インバータ(50Hz以下)まで測定可能な周波数帯域特性を有しているもの(例:10Hz~1kHz)。
交流電流は直流電流と違い電線に流れる電流の向きは行きと帰りで逆転しています、コンセントから流れている電流は交流電流です。この交流電流を測定する場合には交流測定の機能をもったクランプメーターを使います。
おすすめ 三和電機計器 クランプメータ AC用真の実効値 DCL11R
ファンクション:交流電流
測定レンジ:60/300A
最高確度:±(2.05+5)
分可能:0.01A
周波数特性:45〜400HZ
AC/DCクランプメーター(交流/直流電流)
交流電流と直流電流どちらも測定可能なもの。また、直流電流に交流電流が重畳しているもの(AC+DC)が測定可能なもの。
直流交流の両機能をあわせもつタイプのクランプメーターも販売されています、自動で切り替えをするタイプもありますが手動で切り替えるタイプもあり、その場合にはクランプメーター本体にある直流交流を切り替えるボタンやスイッチ、ダイヤルを操作します。
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多彩な測定項目
交流/直流を自動で判別
直流電圧は1700Vまで測定可能
突入電流(INRUSH)の実効値と波形ピークを同時表示

整流方式  クランプメーター

整流方式の違いで平均値整流形(MEAN)と実効値整流形(Ture-RMS)の2種類のクランプメーターがあります。
平均値方式は正弦波の波形を対象とし、歪んだ波形の場合、測定誤差が発生する場合 があります。 これに対し実効値方式はモーターなどの歪んだ電流波形でも正確な測定が可能です。
実効値は電力に対する考え方ですので、特に電力量(仕事量)の評価などに用いる 場合に有効です。
平均値整流形(MEAN)と実効値整流形(Ture-RMS)

交流 平均値 実効値 最大値の違い

平均値方式 クランプメーター
電線に通っている電流には波があります。その波の平均を取って数値化したものが平均値です。平均値のクランプメーターの場合は実効値のものと比べて測定で算出される数値にむらが出てきます。
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交流測定方式】平均値方式(MEAN)
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【直流電圧】420.0mV~600V、5レンジ(±1.0% rdg.±3dgt)
実効値方式 クランプメーター
実効値とは電線に通っている電流のなかで実際に生かされている電流を数値化したものです。実効値の方が平均値よりも電流の波を正確に数値化しています。より精密に電流の測定をしたい場合には実効値方式のクランプメーターがおすすめです。このタイプのクランプメーターも多く販売されています。
おすすめ sanwa クランプメータ AC用 真の実効値マルチメータ機能付き
基本機能に絞った低価格クランプメータ
■交流電流0.1A~600Aまで測定可能
■真の実効値方式で歪んだ波形も計測可能
■交流電圧、抵抗測定、導通チェックも可能
■導通ブザー機能搭載
■ACA,ACVオートレンジ
■データホールド機能

 クランプメーターの測定原理

クランプメーターの測定方法には変流器(CT)方式、ホール素子方式、ロゴスキー方式等がある。

変流器(CT)方式 クランプメーターの測定原理

CT(current transformer:変流器)方式クランプメーターは電流から発生している磁界をセンサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。測定方式は以下となります。

CT(変流器)方式のクランプメーターの測定原理は以下になります。

構造:
磁気コアにコイルを巻いた構造

原理:
変圧器の応用で1次側を1本の巻き線(クランプではさんだ線)、2次側をN巻きの線(磁気コアに巻いてある線)で受け、電流を測定する。原理上、2次側開放状態で1次側に電流を流すと、2次側に電流を流そうとして開放端に高電圧が発生するため、注意が必要。

メリット:
直線性や測定範囲が広い

デメリット:
直流電流の検出ができない

CT(変流式)current-transformer

CT(変流式)current-transformer

ホール素子方式 クランプメーターの測定原理

クランプメーターは電流から発生している磁界をホール素子センサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。ホール素子方式の測定原理は以下となります。

構造:
磁気コア内の隙間にホール素子を入れる構造

原理:
クランプではさんだ線から発生する磁界を、ホール素子で電圧に変換し、電流に換算する。

メリット:
直流電流と交流電流どちらも測定できる

デメリット:
センサ部の筐体、磁気回路、磁気コアの設計によって性能が大きく変わる

ホール素子方式

ホール素子方式

ロゴスキー方式 クランプメーターの測定原理

クランプメーターは電流から発生している磁界をセンサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。ロゴスキー方式のクランプメーターの測定原理は以下となります。

構造:
コアレスで非磁性体にロゴスキーコイルを巻いた構造

原理:
電流に応じて、コイルの両端に微分された電圧波形が出力され、それを積分して電流に換算する。

ロゴスキーコイル方式電流センサーは、測定電流の周りに発生する交流磁界により空芯コイルに誘起される電圧を変換して測定する方式のセンサー。

ロゴスキーコイル方式

ロゴスキーコイル方式

メリット:
コアがないため、曲げられる。周波数帯域が広い

デメリット:
交流しか測れない。

クランプメータのー選び方

クランプメーターの選び方のコツや注意点をご紹介。

測定の目的、項目は?

ランプメーターは機種によって測れる電流の種類と電圧が異なります、また、交流と直流かの違いでも使える機種が違います。
よって、現在及び近々に測定を要する測定項目を決めることが重要です、そうすれば、クランプメーターの種類も絞れます。

①漏れ電流測定タイプか、負荷電流測定タイプか?

② 負荷電流の場合、平均値整流方式か真の実効値整流方式か?

平均値整流方式であると歪んだ電流波形の実効値を正確に測定する必要があります。

③ 直流電流測定か交流電流測定か?

交流電流測定の場合でもインバーターの2次側電流のように周波数が変化する場合があります。このような場合はクランプメーターの周波数帯域を確認します。

④ 測定する配線の最大太さがはさめるか?

⑤測定しようとしている負荷の最大電流値が、クランプメーターの電流レンジの範囲か?

⑥ そのほかクランプメーターには直流・交流電圧測定、抵抗測定、導通チェックなどのテスター機能を持っている製品があります。必要な機能を確認して選択。

デジタル or アナログ

クランプメーターにはデジタルとアナログがあり、価格だけを見るならば、アナログの方が安価です。
しかし、より正確に数値を知りたい場合や、半導体回路を測定したい場合はデジタルの方がよいでしょう。

クランプメーター メーカーの選び方

クランプメーターを製造、販売しているメーカーは他の電流、電圧を測定器も製造しています。
よって、すでに他の測定機器を使っている場合は、そのメーカーにクランプメーカーを取り扱っていないか尋ね、可能なかぎり同一メーカーにそろえてアフターサービスも含めて購入を検討しましょう。

日置電機、共立電気計器がクランプメーターの有名なメーカーです、このブランドなら安心して購入できます。

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クランプメーターのレンタルの事情についてご紹介。

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相場は1万円前後です。

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測定器、計量器、測量機などの計測器をレンタルしているレックス。

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