オシロスコープによる電流測定

- 2025/6/30 -

オシロスコープによる電流測定

オシロスコープは電圧波形を可視化するための装置ですが、電流測定も可能です。電流は電圧と異なり、直接測定するには専用の方法やアクセサリ（プローブ）が必要です。ここでは、オシロスコープで電流を測定する方法、必要な機器、応用例などを解説します。

■ 電流測定の基本的な考え方
オシロスコープは本来、電圧（V）を時間軸で表示する測定器です。電流（I）を測定するには、**オームの法則（I = V / R）**を用いて、電圧から間接的に電流を求める方法か、電流プローブを使って直接電流を検出する方法があります。

■ 電流測定の主な方法
電流を測るには以下の2つのアプローチがあります。

・シャント抵抗法（間接測定）
・電流プローブ法（直接測定）

それぞれの特徴と利点、注意点を紹介します。

■ シャント抵抗を用いた測定方法
回路中に既知の抵抗（シャント抵抗）を直列に挿入し、その両端の電圧をオシロスコープで測定します。電圧値を抵抗値で割ることで電流値が得られます。

【特徴】
・安価で導入しやすい
・小電流測定に適する
・差動プローブを使うことでGNDの影響を受けにくくできる

【注意点】
・抵抗値に応じて回路に影響を与える可能性
・高周波測定や高速信号ではノイズの影響大
・測定帯域が抵抗と回路構成により制限される

■ 電流プローブによる測定方法
オシロスコープ専用のクランプ式電流プローブや差動電流プローブを使用する方法です。

【主な種類】
・ホール素子型電流プローブ（DC～中周波帯域に対応）
・CT（電流トランス）型プローブ（AC専用、高周波対応）
・光アイソレーション型差動電流プローブ（Micsig CP2100A など）

【特徴】
・非接触で測定可能（特にクランプ型）
・絶縁性が高く安全性に優れる
・直流成分の測定が可能（ホール素子型）
・高周波対応モデルも存在（数MHz～数百MHz）

【注意点】
・プローブの精度や帯域を確認する必要あり
・感度調整やゼロ調整が必要な機種もある
・価格が高めになる傾向がある

■ 実用シーンでの活用例
・電源回路の負荷電流測定：スイッチング電源の過渡応答やリップルの可視化
・モーター駆動回路：PWM電流波形、起動電流の観測
・オーディオ回路：スピーカーへの電流波形観測、歪み検証
・バッテリ動作機器：消費電流の変化とシステム動作の関連解析
・突入電流の測定：装置立ち上げ時の大電流の瞬時観測

■ OWONの電流プローブ例
OWONでは複数のAC/DC対応の高性能電流プローブを提供しています。

・CP2100A：DC～100kHz、±20Aレンジ、軽量・コンパクト設計
・CP3008シリーズ：高周波測定対応、最大80Aクラス
・RCPシリーズ（Rogowskiコイルタイプ）：柔軟なケーブルで大型導体にも対応

これらの電流プローブはOWONの各種オシロスコープ（ADS800A、HDSシリーズなど）と組み合わせて使用可能で、教育・研究・フィールド対応の幅広い現場で活用されています。

■ 安全上の注意
・シャント抵抗法では回路の電位差に注意し、絶縁された差動プローブを使う
・高電圧・大電流の回路では絶縁型プローブやCT型を使用する
・感電やショートのリスクを防ぐために測定準備と確認を徹底する

■ まとめ
オシロスコープで電流を測定するには、用途と周波数帯域、電流値の範囲に応じた方法を選ぶことが重要です。シャント抵抗による安価な測定から、専用電流プローブによる高精度な測定まで、多様なニーズに応える手段が存在します。特に、電流波形を時間軸で可視化することで、電子回路の挙動や異常をより的確に把握することが可能となります。

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