オシロとテスタの電圧比較

質問

初歩的な質問ですみません。
オシロスコープとファンクションジェネレータを接続し、入力波形の観測をしました。その際波形の比較として電圧値をテスタ(アナログ)で図ったのですが、

出力側が100Hzの場合
オシロでは振幅:2V,周期:6×10^-3,周波数:166.67s
テスタ値:1V
出力側が10kHzの場合
オシロは振幅:20V,周期:6×10^-5,周波数:16,666.67s
テスタ値:0.5V

という結果が出てきました。
100Hzでの場合、オシロの振幅とテスタ値が変わりないので正しい結果が出ているだろうと考察したのですが、10kHzの場合、振幅とテスタ値があまりにも違うので間違っているのかと思いました。
周波数が100→10kHzと増えたので変化するのかなとも考えたのですがあまりにも違いすぎるのでこれも正しくないんだろうと思います。
(まず、テスタとの誤差があるのに値が近い(100Hz間)というのにも違和感があります)

回答して頂けたら幸いです。

回答No.2

jux · ベストアンサー

オシロスコープにも周波数特性がありますが２０ＭＨｚ位のオッシロでも１００Ｈｚと１０ｋＨｚ位では殆ど変わりは、ないはずです。
ところがテスターでは元々高周波を測る様には出来てません。

ＡＣレンジで測った場合でもＤＣレンジでも＋電極とＧＮＤ間には浮遊容量が有るはずです。
特にＡＣレンジでは整流器が入りますので＋電極とＧＮＤ間の容量は大きいです。
このため、周波数が高く成るに従い正しい電圧は測れません。

特にＡＣレンジでは商用電源（ＡＣ１００Ｖ）の６０Ｈｚとか５０Ｈｚで正しい値が出る様に更正されてるはずです。

お礼

>>テスターでは元々高周波を測る様には出来てません。
周波数が高くなるに従い正しい電圧が計れないとは知りませんでした。低周波で試してみます。
ご回答ありがとうございます。

回答No.5

KEN_2

ANo.3です。
お礼をありがとうございました。
間違いを理解して頂いて再度測定して見てください。

オシロの振幅の2Vp-pであれば、テスタは実行値表示で約0.7Vを指示します。
オシロの波形は波高値（最大値）を観測でき、テスタなどの計測器は平均値を測定して1.11倍して実行値表示しています。
参考に
最大値は波高値のVｍであるので
平均値＝波高値をVｍの2/π倍
実行値＝波高値をVｍの１/√2倍
逆に
実行値は平均値の約1.11倍で、
最大値＝実行値の√2倍　約1.41倍）
平均値＝実行値の１/約1.11倍
＊測定の時によく使いますので覚えていてください。

ちなみに、測定数値の表現がおかしかったですが数値の細かいコピーペー誤りとして見ていましたので影響は無かったです。
上下の数値の周期・周波数が１桁増えているだけでしたので、打ち込みミスと思いました。
（私は問題の本質が伝わってきましたので、誤記は無視しましたが、・・・）
＊問題にされる方が多い様ですので投稿前に「確認画面」で再確認しましよう。私は再確認しても誤植を見逃しますが、・・・・

回答No.4

a987654

＞出力側が100Hzの場合
＞オシロでは振幅:2V,周期:6×10^-3,周波数:166.67s
＞テスタ値:1V
おかしな所だらけです。
１．ファンクションジェネレータはそんないい加減なものをお使い
　　なので　しょうか？
　　まともであれば１００Ｈｚぴたりもしくは誤差がわずかな筈です。
　　１０Ｋｈｚの結果から見てもぴったり１００倍になっていること
　　から基本発信周波数が取り違えれれているものと思われます。　
２．波形がかいてないので判断しかねますが、オシロで計測出来るのは
　　波高値です。
　　（計測波形は書きましょうこの質問では重要な要素です）
　　一方テスターは平均値指示の計器です。
　　従って質問者の計った値が正しいものとすると方形は出力を
　　計測したことになります。
　　（正弦波であればテスターは１／√２を示すはずです。）
３．たの方も書かれていますが単位はしっかりさせて下さい。
　　→オシロでは振幅:2V,周期:6×10^-3Ｓ,周波数:166.67Ｈｚ

＞出力側が10kHzの場合
＞オシロは振幅:20V,周期:6×10^-5,周波数:16,666.67s
＞テスタ値:0.5V
＞周波数が100→10kHzと増えたので変化するの・・・・
４．他の方も書かれていますが一般のテスターであらば、交流は
　　商用周波数の正弦波を計るように作られています。
　　１００Ｈｚ程度ならまだ許容範囲かも知れませんが１０ＫＨｚに
　　なると何とも言えません。
　　ましてや方形波では内部容量、内部抵抗で波形が三角波もしくは
　　方形波の角が潰れた波にになってしまう可能性もあります。
　　一度オシロとテスタを同時に接続してオシロ単体のときの波形と
　　変わりの有無を比較したら宜しいかと思います。
５．１００→１０Ｋｈｚにしたら出力電圧が１０倍になるファンクシ
　　ョンジェネラータ、これは不可解です。
　　私の経験ではお目にかかったことがありません。

補足

ご指摘ありがとうございます。とても申し訳ないのですが、計算値が間違えていました。FGとオシロの周波数は同じでした。また波形を添付することができなくてすみませんでした。
オシロとテスタの接続して波形の変わり方を確認してみます。
ご回答ありがとうございました。

回答No.3

KEN_2

テスタでの交流電圧測定は、商用電源の 50Hz/60Hzと400Hzを測定するように考えられているので、測定周波数が高くなると内部の検波回路が応答しなくなり指示値が低下します。
オシロの測定周波数の上限は普及機器でも約20MHz程度ありますのでオシロの測定結果が正しいです。
オシロも上限周波数20MHzであれば、約-3dB（約0.7倍）に低下します。

最近のアナログ（メータ式）では約2kHz程度の製品があり、仕様に交流電圧測定の周波数が記載されています。
（周波数が記載されていない物は、400Hz迄と考えてください。）
デジタル式のテスタでは上限が20kHz程度の物や、高価な交流電圧測定器では1MHz程度の物もあります。

＊測定周波数の上限の違いで発生している現象と考えてください。

お礼

>>テスタでの交流電圧測定は、商用電源の 50Hz/60Hzと400Hzを測定するように考えられているので、測定周波数が高くなると内部の検波回路が応答しなくなり指示値が低下します。

周波数が高くなると対応しなくなるんですね。周波数を高くする際には気をつけたいと思います。
ご回答ありがとうございました。

回答No.1

trot

不可解ですね。オシロ、テスタはおろか、FGの動作も怪しい気がします。
ところで、周波数の単位は誤記ですよね。

FGとオシロ: 帯域が不足しているなら高周波側での振幅が落ちるはずだが、逆に増えているのは不思議。FGも実際に振幅が安定しておらず、このような動作をしているとか。。。

テスタ: 10 kHz でも測定できるテスタなのでしょうか。最近のテスタだと100 kHzまで計測できるそうですが、「アナログ」と記載されているのなら古く、そこまでの帯域は無いのでは。私が趣味で持つ初期のデジタルテスタでも400 Hzまでしか保証していません。それを考えると、振幅が落ちているのは納得できます。
しかし、正しい計測ができていないのには変わりありません。校正された、最新のテスタを一台用意されたほうがいいのでは。容量も計測できたりして便利です。多少の値段ははりますが。。。

お礼

ご回答ありがとうございます。
テスタの周波数領域は40kHzまででした。動作が可笑しいのでしょうか。…購入を考えて見ます。

補足

すみません。間違えまくりでした。
出力側が100Hzの場合、
オシロの周波数は100Hz。
出力側が10kHzの場合、
オシロの周波数は10kHz、でした。すみません。