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日置電機 ハイテスター 3000
電池電圧測定レンジの振れを0.1V小さくする修理



HIOKIのアナログテスター 3030-01
(内蔵されていた乾電池KING POWER-Uの製造年月から推察すると1981年製)
YAで手に入れたんだけど、1.5Vの電池をDC3Vレンジで測定すると1.62V
これを電池電圧測定レンジで10Ω負荷抵抗につなぐと、電圧降下すのでるで本来は1.5V
ぐらいにならないといけないのであるが、1.6V以上針が振れる。
NiMH電池を測定してみるとDC3Vレンジだと1.43Vなのに、電池電圧測定レンジだと、開
放端電圧よりも高い1.5Vぐらいを指示する。
今回は内部の分圧抵抗を調整して、正しい端子電圧を指示するように修理しようと言うも
のである。
日置電機 ハイテスター 3000の電池電圧測定レンジの振れを少なめにする改造 2010.4.3                             
日置電機 ハイテスター MODEL 3000 YAで710円で入手 本体は特に壊れてなくて正常なのであるが、1.5V電池をDC3Vレンジで測定した電圧よりも、電池テストレンジで測定した値のほうが大きい値になるので、どうもおかしい。
調査したところ、どうも設計ミスであると判断した。
現行モデルの3030-10も持っているのであるが、こちらはちゃんとした値を指示するので、3000のほうもなんとか正しい値を表示できないかと思い、3000の取説の回路図と、よく似た時代の3021の回路図を参考に、改造に取り掛かった。
裏ブタを開けるたところ。
電池電圧測定レンジは、10Ωの負荷が接続され、青いリード線が半田付けされている抵抗24.3kΩが分圧抵抗となりフルスケールで1.8Vの電圧計として働くようになっている。
しかし、どうも実際にはフルスケールで1.7Vである。つまり実際の端子電圧よりも0.1V大きな値を指示するのである。
これは、HIOKIのキットハイテスター3021の回路図である。細部で異なるが3000も同様な回路であった。
電池電圧測定レンジでは、30mAレンジ用の分流器10Ωが負荷抵抗となり、24.3kΩの分圧器、メータ直列抵抗4.93kΩ(3000は4.79kΩ)を通じてメータコイルを駆動する。メータ回路電流は50μAなので、単純に計算すると、20kΩ/Vならフルスケール1.515Vとなるはずであるが、 実際には1.7Vである。
これは、ヒューズの内部抵抗を考慮していないからであり、500mAのヒューズは内部抵抗が約0.7〜0.8Ωある。これを考慮すると、1.7Vはほぼ計算どおり。
現状で1.5Vの目盛は、実際には1.4Vということになる。
24.3kΩ抵抗拡大

これを何Ωに取り替えたらよいか、カットアンドトライでやってみるのもよいが、指示が0.1V小さい値になれば気はおさまるので、ここは単純に2kΩ大きな値とすべく抵抗を選定する。(0.1V÷50μAで求めると、2kΩになる) 24.3kΩ+2kΩ=26.3kΩがたぶんよさそうであるが、そんな抵抗はE96系列、E192系列にもない。ここはE24系列の27kΩでがまんする。
KOAの1/4W金属被膜抵抗27kΩ(MF1/4CC2702F)マルツ電波で21円で入手できるのでそれにした。

ここで青リードは24.3kΩ抵抗から外しておく。
テストリー用端子金具の半田を吸って、3箇所のラッチを外しながら基板を引き抜く。
ロータリースイッチのパターンの中に取替える抵抗のランドがある。
抵抗の足は曲げてあるので、そのまま足を起こしながら半田を外すことは困難で、大事なパターンを傷めるおそれがある。
ここは、24.3kΩ抵抗の足を部品面でニッパで切断してから、半田面の曲がった足を半田こてを当てつつ、ピンセットでひろうことが賢明である。
27kΩに取替え完了。
青リードを元に戻して半田付け
27kΩ拡大

金属被膜抵抗はカラーコード5帯で表示される。
分解したついでに、取説pdfでは読みにくかった抵抗値を記入しておいた。
少しくたびれたアルカリ電池
3Vレンジでは1.32V
3000の指示もほぼ合致

比較基準器として使っている三和電気計器のFD-750Cは古いテスターではあるが、確度は±0.08%rdg+0.03%レンジであり手持ちのテスターの中ではいちばん精度がよいものである。
少しくたびれたアルカリ電池
電池電圧測定レンジでだと1.16Vになる。
この校正点の目盛もほぼ合致している。
ほぼ新品のアルカリ電池
3Vレンジでは1.62V 3000の指示もほぼ合致
ほぼ新品のアルカリ電池
電池電圧測定レンジでだと1.58Vになる
こっちの校正点の目盛もほぼ合致。

27kΩに取り替えて満足のいく指示値になりました。
めでたしめでたし。

でも後から考えてみたんだが、ひょっとしたら設計ミスではなくて、単に使用しているヒューズが適切でなかっただけなのかも。
3000は時代ごとに使用ヒューズが異なるが0.3Aの時代もあるし、0.5Aの時代もある。この3000はひょっとしたら0.3Aが正規の値だったかもしれない。0.3Aヒューズの内部抵抗がいかほどなのか手元に0.3Aヒューズがないので計算できないが、0.3Aに取り替えれば24.3kΩのまま正しい値だったかもしれない。
まあいいや。ぼくの3000は抵抗もちぎっちゃったので元に戻せないし、300mAレンジがあるのに0.3Aのヒューズが適切かどうかも考えると、また頭が痛くなるし、最近のモデルでは300mAレンジなら0.5Aヒューズがついているので、0.5Aで行こう。入手性もよいし。
日置電機に聞いたところ、3000は1981年の発売当初は0.3Aのノーマルヒューズを使用していたが、1983年のマイナーチェンジで0.5Aの消弧材入りヒューズに変更したとのこと。
内部抵抗は0.3Aノーマルヒューズ、0.5A消弧材入りヒューズともにほぼ同等(約1.8Ω)であり変更したとのこと。
なーんだ。そういうことだったのか。0.5A消弧材入りヒューズを使えばよかったのか。あーあ失敗したな。
たしかに、3030-10の0.5Aヒューズの内部抵抗を測定すると、1.6Ωぐらいある。もっと早く気づけばよかったが。私の3000は0.5Aノーマルヒューズ(OKA製 0.81Ω)仕様ということにしておこう。


ほかのHIOKIのハイテスターでも電池電圧の指示を確認してみよう。     2010.4.6                        
YA病にかかって入手した2つの3030-10
左は2009年モデル新品で、右はそれより前のモデル中期・旧型です。
3000は抵抗レンジがx1、x10、kΩの3つであるが、3030-10はx100が追加されている。
抵抗レンジの目盛の中央値が30Ωになっている。(3000は20Ω)
その他はほぼ同様に使えるが、入力電圧はカテゴリVの600Vに落とされている。
2つの3030-10はプローブが異なるのみで本体は同じかと思っていたが、中身は違ってました。
2009年モデルは、CEM3基板でトラッキングショートに強そうだし、基板の部品はSMT部品になっている。旧モデルはリードスルー部品、紙エポ基板なので、高圧測定ではトラッキングショートが心配。これらのモデルはロータリースイッチ部も高圧対策が採られており、内周と外周の離隔も広く設計されており(ロータリースイッチの外径が大きい)、よほどのことが無い限りトラッキングショートすることは無いと思うが。
こちらは古いほうの3030-10
日置電機 ハイテスター MODEL 3030-10
YAで2100円で入手

2007年よりも前のモデル。
3Vレンジの振れが小さい。
同様に電池電圧測定レンジでの振れも小さい。
こっちの計器は精度が悪そうだ。
DC3Vレンジの内部抵抗を測定
設計上は60kΩでないといけないが、61.4kΩある。
1.4/60=2.3% つまり 2.3%低い値を指示する。
このレンジのみが確度が悪いわけではなく、他のレンジも振れが小さいのである。
内部抵抗を測定しているDMMはHIOKIの3256(1997年製)
3256の抵抗レンジ 確度は0.5%+4dgt
分解してみよう。
構造を確認したところ、ロータリースイッチの載っている基板のみ外れるようだ。
基板の分圧抵抗、分流抵抗
振れが小さい原因は、ここに使われている分圧抵抗の値が表示よりも大きいからだ。
この時代に作られたHIOKIのテスターは本当にpoorな品質の抵抗を使っている。
カタログスペックである確度2.5%には入っているが、とてもHIOKIの品質とは思えない。
中古で買うなら、この9207テストリードの3030-10は避けたほうがよい。
こちらは最新といっても2009年モデルの3030-11
日置電機 ハイテスター
MODEL 3030-11ブリスターパックモデル(3030-10の販売パッケージ違いで3030-10となんら変わらない)
YAで3780円で入手

2009年製新品
3Vレンジの振れはまあまあ合っている。
3030-11の電池電圧測定レンジ
針1つぶん振れが小さい程度。
DC3Vレンジの内部抵抗測定
設計どおりの60kΩ
20kΩ/Vぴったし。ほかのレンジもほぼ設計どおりの値であった。
2009年モデルのシリアル番号は、メータパネルではなく裏蓋についている。
新品なので分解をためらったが、中期モデルで予習したので簡単に分解できた。
SMT部品を採用
分圧抵抗は、数個の抵抗の組み合わせで値をつめており、その結果確度が良い。
良い設計をしているな。
基板をもう少し拡大


3030-01の初期モデルを友人が持っていたので、研究のために写真を取らせてもらった。  2010.4.11
日置電機 ハイテスター
MODEL 3030-01ケース付
年式は不明
テストリードの赤棒は太くて、ヒューズ内蔵なのだ。
品番9153ヒューズ付テストリード
裏ブタと基板
ヒューズは0.5A消弧材入りである。内部抵抗約1.8Ω
手持ちのガラス管ヒューズ内部抵抗一覧
富士端子FUJI FGBO 250V0.5A 2.83Ω
富士端子FUJI FGBO 250V0.3A 8.64Ω
KSG FGBO 0.5A 0.70Ω
OKA FGBO 0.5A 0.81Ω
富士端子FUJI FGMB 125V1A 0.12Ω
FGMB 250V0.5A 0.48Ω
秋月MF61NR 250V0.5A 0.91Ω(@30円)

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