멀티미터

아날로그 멀티미터(Analogue multimeter)

디지털 멀티미터(Digital multimeter)

멀티미터(Multimeter‎)는 전자 계측 장치로서, 기본적으로 여러 가지 물리량을 쉽게 측정할 수 있게 만들어진 장치이다. 전압, 전류, 저항을 기본으로 커패시터 용량인 커패시턴스, 주파수, 다이오드 특성, 트랜지스터 특성 등 전기와 관련된 여러가지 값을 측정할 수 있다. 멀티미터에는 아날로그 방식과 디지털 방식이 있으나, 이미 디지털 방식의 멀티미터가 완전히 주류로 자리잡았기 때문에 멀티미터라 하면 디지털 멀티미터(DMM; Digital Multimeter)을 가리키는 경우가 많다.

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상세

멀티미터는 전류, 전압, 저항, 전기용량 등 전기회로의 특성들인 물리량을 누구나 손쉽게 측정할 수 있도록 만들어진 도구이다. 여러 가지 물리량을 측정할 수 있기 때문에 멀티미터라고 불리게 되었으며, 종류에는 아날로그형과 디지털형으로 구분된다. 이는 측정하는 방법에 따라서 나뉘는데 아날로그형 멀티미터는 가동 코일로 된 지침을 사용하여 측정된 물리량의 값을 연속적으로 표시하여 보여주는 형태를 가진다. 반면 디지털형 멀티미터는 액정 디스플레이 장치를 가지고 있으며, 다이얼 스위치를 돌려서 측정하고 싶은 물리량을 손쉽게 선택할 수 있다. 또한 측정된 물리량의 값을 불연속적으로 변하는 값 그대로 표시해준다.

간단한 실험 등을 할 때에는 디지털형 멀티미터를 많이 사용하는데, 액정 디스플레이가 있는 멀티미터 기기와 검은색과 빨간색 탐침으로 이루어져 있다. 멀티미터를 작동시키기 전에 반드시 검은색 탐침은 마이너스(-)극, 빨간색 탐침은 플러스(+)극에 연결해야만 한다. 올바르게 연결된 후에 멀티미터의 전원을 켜야 하며, 멀티미터가 회로에 연결되어 있는 상태에서는 다이얼 스위치를 돌리지 말아야 한다.

종류

멀티미터는 아날로그와 디지털로 나뉜다. 먼저 아날로그 멀티미터는 직류와 교류에서 전압과 전류 계측용으로 적합하다. 이 계측기로 저항을 측정할 경우에는, 전압과 전류를 측정하여 저항을 계산하는 간접적인 측정방법만을 사용할 수 있다. 따라서 전원용 배터리를 필요로 한다. 아날로그 멀티미터는 사용될 기회가 비교적 적다고는 하나 그다지 높은 정확도를 필요로 하지 않고 신호의 완만한 변화를 기록한다든가, 직관적으로 전압을 판독하는 경우에 적합하다.

반면 디지털 멀티미터는 아날로그 멀티미터와 대비된다. 디지털 멀티미터는 멀티미터에서의 측정량에 AD 변환을 하여 이것을 디지털량으로서 액정 등에 의한 숫자 표시를 한 것이다. 내부 저항이 아날로그형에 비해 매우 높기 때문에 측정 정확도가 좋다. 표시도 보기 쉽고, 더욱이 측정 전 레인지를 표시하기 때문에 레인지 전환을 할 필요도 없다는 등의 특징이 있어 널리 보급되고 있다. 특히 고속이라는 점에서 전압측정의 주류를 차지하고 있다.

측정

저항

저항 측정은 멀티미터 내부의 전지를 이용하여 외부의 프로브에 연결된 저항에 전압을 인가하여 전류를 측정한다.

• 아날로그 방식 : 저항에 인가된 전압에 따른 전류가 무빙코일과 연결되어 전류가 측정된다.
• 디지털 방식 : 외부 저항에 흐르는 전류에 따라, 멀티미터 내부에 저항을 삽입하여 전압을 얻어 ADC을 통해 수치화 한다.

저항을 측정할 때는 회로에서 분리하여 저항 단독으로 연결해야 한다. 회로에서 연결된 상태로 저항에 전압이 걸려 전류가 흐르고 있을 때, 멀티미터의 프로브를 연결하면 멀티미터의 전압인가와 외부 회로 전압인가가 중복되어 정확한 측정이 불가능하다. 회로에 연결된 저항은 전원이 없어 동작하지 않더라도 다른 부품이 저항치(다른 저항과 병렬 동작)를 갖기 때문에 회로에 연결된 상태로 저항을 측정하면 정확하지 않다.

전압

프로브를 통해 외부에서 인가된 전압은 다음과 같이 측정된다.

• 아날로그 방식 : 멀티미터 내부의 저항을 거쳐 전압을 내리고 이것을 무빙코일과 연결하여 전류가 흘러 측정된다.
• 디지털 방식 : 멀티미터 내부의 저항을 거쳐 전압을 내리고, 내부 저항에 걸린 전압을 ADC을 통해 수치화 한다.

전류

대상의 위치에 대상과 직렬로 측정기를 연결한다. 예를 들어 특정 노드에 연결된 전선에 전류를 측정하려면 해당 전선을 절단하고 두 프로브를 삽입해야 전류가 측정된다. 만약 전선에 흐르는 전류를 측정하기 위해 전선에 프로브를 대면 저항이 0인 두 지점에 연결한 결과가 되어 전압이 나타나지 않기 때문에 측정이 불가능하다.

• 아날로그 방식 : 무빙코일과 연결하여 전류가 흘러 측정된다. 전류 크기에 따라 무빙코일과 다른 저항을 결합한 회로를 사용하기도 한다.
• 디지털 방식 : 멀티미터 내부의 매우 낮은 저항을 삽입하여 걸린 전압을 ADC을 통해 수치화 한다.

전류 측정 시, 측정 위치에 삽입된 측정기는 매우 낮은 임피던스 값을가져야 대상 회로에 영향이 적다. 따라서 전류 측정 모드에 위치 시키면 저항이 매우 낮다. 이 상태에서 측정 대상에 병렬로 잘못 프로브를 사용하면 저항이 거의 없어지는 쇼트현상이 발생할 수 있다. 따라서 과전류를 방지하기 위해 내부에 휴즈를 사용하여 보호한다.

참고자료

• 〈멀티미터 ( Multimeter‎ )〉, 《두산백과》
• 〈멀티미터〉, 《위키백과》
• 〈멀티미터〉, 《나무위키》
• 월간전자기술 편집위원회, 〈디지털 멀티미터 (digital multimeter)〉, 《전자용어사전》, 1995-03-01
• 김재휘 교수, 〈최신자동차공학시리즈 : 첨단자동차전기전자 - 멀티미터 ( multimeter )〉, 《도서출판골든벨》, 2012-09-05
• 쏭, 〈디지털 멀티미터의 이해 및 사용법〉, 《네이버 블로그》, 2018-05-16
• 다사랑, 〈멀티미터란?〉, 《네이버 블로그》, 2020-04-05
• 관리자, 〈(전기)디지털 멀티미터란?〉, 《칼랩》, 2020-07-14

같이 보기

• 계측기

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