실 습 지 시 서


회로시험기 사용법

   1. 사용 재료

   2. 기계 기구

   3. 관계 지식

   4. 안전 및 유의사항

   5. 실습 순서

   6. 평가

 

 

실습단원

전자 회로  기초 실습

실습관련
교 제

 

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소요시간

실습명

회로시험기(ANALOG TESTER) 사용법

6시간

실습목표

  1. 아날로그 회로시험기의 구조를 설명할 수 있다.

 2. 아날로그 회로시험기를 조작할 수 있다.

 3. 아날로그 회로시험기로 저항, 전압, 전류를 측정할 수 있다.

 

1. 사용 재료

 

재료명

규  격

수 량

재료명

규  격

수  량

저항

4.7 ㏀

5

    다이오드

IN4001

5

"

33 ㏀

5

    LED숫자 표시기

FND 507

5

"

220 ㏀

5

    리드선

φ 0.5㎜

5 m

 

2. 기계 기구

 

  회로시험기(멀티메터), 직류 전원공급 장치

 

3. 관계 지식

 

 전기량을 측정하는 계기에는 그 종류가 많으므로 실험의 목적에 따라 알맞은 실험 계기를 선택해야 한다. 이러한 전압 전류 및 저항 등의 값을 하나의 기기로 측정할 수 있게 만든 기기 중에서 가장 간단한 것이 멀티미터(multimeter)이다. 이를 회로시험기 또는 멀티 테스터(multi-tester)라고도 하며, 하나의 계기로 전압, 저항 및 밀리암페어의 소전류를 측정한다는 의미로 VOM(Volt Ohm-Milliammeter) 계기라고도 한다. 다음 그림은 회로시험기의 외형과 눈금판을 나타낸 것이다.
  일반 아날로그 회로시험기의 지시값에 대한 보증 오차는 직류 전압, 직류 전류 및 저항을 측정할 경우에는 ±3[%]정도, 교류 전압 측정시에는 ±4[%]정도이다. 이 오차는 25[℃]의 값이고,  온도가 영하로 떨어지거나 40[℃]이상 높아지면  오차는 더욱 커진다.

 

 가. 회로시험기의 구성

 회로시험기는 한 대의 계기로 전압과 전류, 저항을 측정하는데 주로 사용하며, 단락 점검과, 다이오드, TR 및 기타 여러 가지 전자 부품의 양 부 판별도 할 수 있다. 그림은 아날로그 회로시험기의 그림으로 선택스위치를 조정해가면서 측정이 가능하다.

회로시험기의 각부 명칭은 다음과 같다.

  ①은 트랜지스터의 극성을 알아보기 위한 소켓으로 ④를 TR의 위치에 놓으면, ②가 교대로 점멸하는데 트랜지스터의 극성이 맞으면 한 쪽에만 점등된다.

  ③은 측정할 단자를 삽입하는 곳으로 적색이 (+)가 되게 극성에 주의하여 삽입한다.

  ④는 전환 스위치로 측정하고자 하는 곳을 선택하여 돌려놓는다. 측정 단자가 연결된 상태에서 돌리지 않도록 주의한다.

  ⑤는 저항을 측정하기 전에 측정 단자를 단락시켜 0[Ω]이 되게 조정하는데 사용한다.

  ⑥은 눈금이 0의 상태에 오도록 조정하는 부분으로 평상시에는 거의 사용치 않아도 되는 부분이나, 충격 등의 요인으로 발생된 오차를 보정할 수 있다.

  ⑦의 아래 부분에 회로시험기의 중심부인 가동부가 있다. 이 부분이 측정되는 값에 의해 바늘이 움직이게 하는 부분이다.

  ⑧은 눈금을 읽는 부분으로 반사거울의 바늘과 실제 바늘을 일치시켜 읽도록 한다.

     

 나. 회로시험기 사용시 유의사항

 

 ① 고압측정시 계측기 사용 안전 규칙을 준수한다.

 ② 측정하기 전에 계측기의 지침이 "0"점에 있는지 확인한다.

 ③ 측정하기 전에 레인지 선택 스위치와 시험봉이 적정 위치에 있는지 확인한다.

 ④ 측정 위치를 잘 모르면 제일 높은 레인지에서부터 선택한다.

 ⑤ 측정이 끝나면 피 측정체의 전원을 끄고 반드시 레인지 선택 스위치를 OFF에 둔다.

 

 다. 회로시험기 사용법

 

 회로시험기의 외형은 서로 다르지만 그 기본구성 및 측정방법, 그리고 눈금(스케일), 읽는 방법은 거의 동일하다. 회로시험기로 저항측정, 직류 전압측정, 직류 전류측정, 교류 전압측정, 인덕턴스 측정, 콘덴서 측정, 전압비(dB) 측정 등을 할 수 있다.

deter_1_13.gif
그림1.
회로시험기의 0점 조정

 (1) 0 점 조정
사용하기 전 눈금판의 지침이 0 점(영점)에 일치되었는가를 확인하고 맞지 않을 때는 아래 그림2와 같이 0 점 조정나사를 돌려서 조정한다.

 (2) 영위 조정
저항계의 눈금은 측정 레인지에 따라 변화하므로 아래 그림2와 같이 테스터의 리드봉을 단락 시켜 0ΩADJ 볼륨(VR)을 조정하여 지침이 0점 위치에 맞도록 조정해야 한다. 만일 맞지 않을 때는 회로시험기 내부의 전지(1.5V 2개, 9V 1개의 건전지 내장)가 소모된 것이므로 교환해야 한다.

deter_1_14.gif  
그림2. 회로시험기의 영위 조정

 (3) 저항 측정 방법
저항 양단 리드에 회로시험기의 리드봉을 아래 그림3과 같이 대고 측정 레인지의 배수와 지시값을 계산하여 읽는다.

deter_1_16.gif
(a) 측정 방법                                  (b)저항 측정시의 눈금

                       그림3. 저항 측정 방법

 

   표1.  저항 측정시 눈금 읽는법

측정 레인지

눈금판 (스케일)

배 수

R (×1)

Ω눈금(맨위)

1배

10R (×10)

Ω눈금(맨위)

10배

100R (×100)

Ω눈금(맨위)

100배

1,000R (×1,000)

Ω눈금(맨위)

1,000배

10,000R (×10,000)

Ω눈금(맨위)

10,000배

 

(4) 콘덴서 점검
 아래 그림4는 콘덴서의 간단한 불량유무를 점검하는 방식으로 아래와 같은 내용을 점검한다.

 ① 회로시험기의 지침이 올라갔다가 내려오지 않으면 내부 단락

 ② 회로시험기의 지침이 전혀 올라가지 않으면 내부 단선

 ③ 용량이 적은 콘덴서 (콘덴서가 방전된 상태) 회로시험기의 지침이 올라가지 않는다.

 그림4와 같은 방법으로 점검이 완료되면 회로시험기 리드봉을 반대로 접속해 본다. 이 때도 역시 지침은 올라갔다가 내려온다.

deter_1_18.gif                             deter_1_19.gif
  
(a) 전해 콘덴서 점검 방법                            (b) 마일러 콘덴서 점검 방법

그림4. 콘덴서 점검

 

 (5) 콘덴서와 인덕턴스의 측정
 측정 레인지를 그림5(a)와 같이 AC 10에 위치하고 그림6과 같이 전원 트랜스를 이용하여 교류 10[V]의 상용 주파수(60[Hz])를 피 측정 코일이나 콘덴서에 공급하여 측정한다. 그리고 눈금은 그림5(b)의 눈금을 읽는다.

   
(a) 측정 레인지           (b) 눈금판
그림5  콘덴서와 인덕턴스의 측정레인지

 

         deter_1_22.gif
       그림6    L-C 측정 방법

 (6) 직류 전압 측정

 측정 레인지를 DC V의 가장 높은 위치 1,000으로 전환하고, 측정하고자 하는 곳의 전위 및 전극을 확인한 다음 +측에 적색 리드봉을, -측에는 흑색 리드봉을 병렬로 접속하여 측정한다.


그림7   직류 전압 측정 레인지

 

 이때 지침이 전혀 움직이지 않을 때는 측정 레인지를 500, 250, 50, ....., 5 순으로 내려 지침이 중앙을 전후하여 멈추는 곳에 레인지를 고정시키고 측정하는 것이 바람직하다. 그러나 측정전압을 미리 예측을 한 때는 예측한 전압보다 높은 위치에 측정 레인지를 고정시키는 것이 안전한 방법이다.

deter_1_24.gif
*
주의사항: 회로시험기의 지침이 반대로 움직이면 리드봉을 서로 바꾸어 측정해야 한다.
그림8   직류 전압 측정 방법

 

   표2.   직류 전압 측정시 눈금 읽기

측정레인지

눈금판

배수

0.5

5

1/10배

2.5

25

1/10배

10

10

1배

25

25

1배

50

5

10배

250

25

10배

500

5

100배

1,000

10

100배

 

 (7) 교류 전압 측정

 측정 레인지를 ACV의 가장 높은 위치 1000V로 전환하고, 리드봉의 극성에 관계없이(회로시험기 리드봉의 극성은 구별 없이 사용해도 된다) 병렬로 접속하여 측정을 한다. 여기에서 눈금은 그림9(a)와 같이 직류 눈금을 병행해서 사용하는데, 10 레인지에서만 AC 10V 전용 눈금을 읽는다.

       

                        (a) 눈금판                            (b) 측정 레인지

그림9    교류 전압 측정 레인지

 

 (8) 직류 전류 측정

 측정 레인지를 DC mA의 가장 높은 위치 250으로 전환하고 측정하고자 하는 곳의 회로를 확인한 다음 부하와 직렬로 접속 측정을 해야 한다. 이때 지침이 움직이지 않으면 250, 25, ...., 0.1 순서로 내려서 지침이 눈금 중앙을 전후하여 멈추는 곳에 레인지를 고정시키는 것이 바람직하다. 그리고 눈금은 그림10과 같이 눈금을 공용으로 사용되고 배수도 같은 방법으로 하여 읽는다.

       
(a) 눈금판                                            (b) 측정 레인지
그림10   직류 전류 측정 레인지

4. 안전 및 유의사항

 

1. 회로시험기를 사용할 때에는 빨강 리드 플러그는 항상 (+) 리드 잭에, 검정 리드 플러그는 검정(-)리드 잭에 꽂아서 사용해야 한다.

2. 회로시험기를 전압계와 전류계로 하여 사용할 때에는 측정할 전압과 전류의 크기를 미리 예측하고, 전환 스위치를 알맞은 범위에 놓고 측정해야 한다. 3. 직류 전압이나 교류 전압을 측정할 때에는 측정하기 전에 반드시 전환 스위치가 저항 측정 범위, 또는 전류 측정 범위에 있지 않은가를 확인한 다음 측정해야 한다.  만일, 그렇지 않으면 계기가 손상된다.

4. 측정할 전압과 전류의 크기를 예측할 수 없을 때에는 먼저 전환 스위치를 최대 측정 범위에 돌려놓는다.

5. 저항계로 사용할 때에는 전환 스위치로 측정 범위를 바꿀 때마다 0〔Ω〕조정을 한 다음 측정해야 한다.

6. 회로시험기를 사용하지 않을 때에는 전환 스위치를 항상 off에, 만일 off 단자가 없을 때에는 DC V(또는 AC V)의 위치에 돌려놓는다.

 

5. 실습 순서

 

1. 직류 전압 측정

  ① 그림11의 회로에서, 각 저항기의 단자전압을 옴의 법칙에 의하여 계산한 다음, 그 값을 표3에 써넣는다.

  ② 그림11과 같이 회로를 결선한다.

  ③ 회로시험기의 전환 스위치를 DC V 범위에 놓고 직류 전압계로 한다.

  ④ 전원 스위치 SW를 닫고 각 저항기의 단자전압을 측정한 다음 그 값을 표3에 써넣는다.

deter_1_25.gif
그림11   직류 전압 측정 회로

  E : 15[V], R1,R2 : 100[Ω], R3 : 300[Ω],

  R4 : 500[Ω], R5 : 1[kΩ], R6 : 3[kΩ]

 

  ⑤ 표3의 전압 측정값 VM 와 계산값 VT로부터 오차를 계산한 다음 그 값을 써 넣는다.

 

   표3.  직류 전압 측정

 저항기의 단자전압
 구 분

VR1

VR2

VR3

VR4

VR5

VR6

계 산 값VT[V]
측 정 값V
M[V]
오  차 ε=V
M-VT

 

 

 

 

 

 

 

2. 직류 전류 측정

  ① 그림12와 같이 회로를 결선 한다.

  ② 그림12의 회로에서 전원 E를 각 저항기에 가할 경우의 전류를 각각 계산한 다음, 그 값을 표4에 써넣는다.

 

deter_1_91.gif
그림12   직류 측정 회로

  E: 3[V], R1: 3[kΩ], R2: 1[kΩ], R3: 500 [Ω],

  R4: 300[Ω], R5:100[Ω], R6: 50[Ω]

 

  ③ 그림12와 같이 회로시험기의 전환 스위치를 DC A로 돌려서 전류계로 한다.
  ④ 회로시험기의 검정(-)리드선을 전지 E의 (-) 단자에, 적색(+)리드를 각 저항기의 단자 ①, ②, ③ 등에 접속하여 각 전류를 측정한 다음, 그 값을 표4에 써넣는다.

 

   표4. 직류 전류 측정

저항기의
단자전압 구분

IR1

IR2

IR3

IR4

IR5

IR6

계 산 값IT[mA]

 

 

 

 

 

 

측 정 값IM[mA]

 

 

 

 

 

 

오  차ε=IM-IT

 

 

 

 

 

 

 

3. 교류 전압 측정

  ① 그림13의 회로에서, 각 저항기의 단자 전압을 계산한 다음, 그 값을 표5에 써넣는다.

  ② 그림13과 같이 회로를 결선한다.

  ③ 회로시험기의 전환스위치를 ACV의 측정 범위로 선택하여 교류전압계로 사용할 수 있도록 한다.

deter_1_92.gif
그림13   교류 전압 측정

  E : AC100[V], R1, R2 : 100[Ω], R3 : 300[Ω]

  R4 : 500[Ω],R5 : 1[kΩ], R6 : 3[kΩ]

 

  ④ 전원 스위치를 닫고, 회로시험기를 사용하여 각 저항기의 교류 전압을 각각 측정한 다음, 그 값을 표5에 써넣는다.

  ⑤ 각 교류 전압의 측정값 EM과 계산 값 ET로부터 오차ε= EM-ET를 계산한 다음 그 값을 표5에 써넣는다.

 

    표5.  교류 전압 측정

각 저항기의
단자전압 구분

ER1

ER2

ER3

ER4

ER5

ER6

 계 산 값ET[Ω]

 

 

 

 

 

 

 측 정 값EM[Ω]

 

 

 

 

 

 

 오  차ε=EM-ET

 

 

 

 

 

 

 

4. 저항 측정

  ① 그림13의 저항 회로에서 교류 전원을 떼어낸다.

  ② 회로시험기의 측정 레인지를 저항계로 한다.

  ③ 주어진 각 저항기의 용량 값을 표6에 써 넣는다.

  ④ 회로시험기로 각 저항기의 저항값을 측정한 다음. 그 값을 표6에 써 넣는다.

  ⑤ 저항기의 나타내어진 값 RT와 측정값 RM으로부터 오차를 계산한 다음, 그 값을 표6에 써 넣는다.

     여기서, 저항기에 나타내어진 값 RT도 오차가 있으므로 주의해야 한다.

 

    표6. 저항 측정

각 저항기의
단자전압 구분

R1

R2

R3

R4

R5

R6

 계 산 값 RT[Ω]

 

 

 

 

 

 

 측 정 값 RM[Ω]

 

 

 

 

 

 

 오  차ε=RM-RT

 

 

 

 

 

 

 

  ⑥ 위의 실험 결과로부터 계산값과 측정값에 오차가 생기는 이유를 설명하시오.

     (                                    )

  ⑦ 회로시험기를 교류 전압계로 할 때의 허용 오차가 직류 전압계로 하여 사용하는 경우보다 큰 이유는 무엇인가?

     (                                    )

  ⑧ 실험에 사용된 회로시험기의 각 측정 범위를 설명하시오.

     (                                    ) 

 

6. 평가

     

영  역

평     가      사     항

평     가

A

B

C

D

E

이  해

1. 아날로그 회로시험기의 구조를 설명할 수 있는가?

 

 

 

 

 

2. 아날로그 회로시험기의 기능을 설명할 수 있는가?

 

 

 

 

 

태  도

1. 주위의 환경을 깨끗이 정리하고 실습에 임하였는가?

 

 

 

 

 

2. 회로시험기의 사용방법을 숙지하고 실습에 임하였는가?

 

 

 

 

 

기  능

1. 극성을 정확히 구분하여 회로시험기를 사용하였는가?

 

 

 

 

 

2. 아날로그 회로시험기의 기능을 정확히 숙지하고 측정하였는가?

 

 

 

 

 

3. 회로시험기로 저항값의 크기별로 측정할 수 있는가?

 

 

 

 

 

4. 회로시험기로 직류전압과 교류전압을 구분하여 측정할 수 있는가?

 

 

 

 

 

5. 회로시험기로 직류전류의 감도를 측정할 수 있는가?