【基礎から学ぶ測定器】 プローブ・テストリードとは何なのか?

電気電子
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電気系の仕事においては、電圧や電流を測定したり、波形を観測したり、恒温槽に突っ込んだり、ノイズや静電気を印加して性能を評価するといったことが珍しくありません。
これらの機器には日常的に頻繁に使用するものもあれば、年に1,2回しか触れないというものもあります。
なので、一回使っただけではどんな機器だったのか、どう使ったのかを覚えていないことが割りとあります。
この記事は、そんな私の備忘録的なものだと思ってください。

今回は、「プローブ(テストリード)」についての説明です。

1.初めに

測定器を使用する際には、測定器それぞれに最適なケーブルを組み合わせて使用する必要があります。
電気系業務に携わると必ずと言っていいほどオシロスコープという装置を使用することになるのですが、オシロスコープに対してはプローブを用意することになります。
ケーブルではあるのですが、名称はプローブなんですよね。

今回は、このプローブというケーブルについて、初心者向けに解説します。
また、ややこしい用語としてテストリードというものがあるので、セットで解説していきます。

2.プローブとは?テストリードとは?

プローブ[probe]とは、何かを測定するために接触させて測定器まで伝送するための機器のことです。
探針とも呼ばれます。
オシロスコープで波形を測りたい時に使うケーブルという認識が一般的ですね。

理想を述べると同軸ケーブルなどのノイズに強いケーブルで測定箇所と計測機器を繋ぎたいのですが、実際はそうもいきません。
その測定用の出力端子を一々用意しておくわけにもいかないですからね。

そこで登場するのがプローブです。

プローブの先端はフック状になっているので部品の足(リード)に直接固定することができますし、その先端部分を取り外すと針状になっているので直接触れることも可能です。

参考:Amazon

ただ、被測定物にとってはプローブは異物なので、その影響が測定結果に少なからず出ます
そこを考慮した上でなるべく影響を与えないように設計はされていますが、それでも影響は出るのです。
その為、プローブを使って測定した値を過信しないようには注意しましょう。

ちなみに、外部ノイズを防ぎつつ測定機器まで確実に信号を伝達できるという点もプローブに求められる条件です。
その為、テスタなどに付属しているケーブルもプローブと呼んでいることがありますが、あれはテストリードと呼ぶのが正しいのでは無いかと思われます
“思われる”と述べたのは、そう決められているわけではないからです。
サイトによってはプローブと呼ぶのが正しいと言っている場合もありますので、これはあくまで私の個人的な見解だと思ってください。
同じもの扱いで一々突っ込まれたことは今のところ無いです。

3.メーカとプローブの互換性について

オシロスコープのプローブは、メーカが異なっていても片側がBNCコネクタになっている点は共通しています。
他にも、入力インピーダンスは1MΩ/数10pFが標準になっています。
その為、メーカが異なるプローブでも基本的には電気的に問題無く接続することが可能です

ただし、アクティブプローブ電流プローブといった特殊なプローブに関しては電源供給方式がメーカごとに異なることがあるので、互換性が無いことの方が多いです
実際、オシロスコープの老舗メーカであるTektronixやKeysightの電流プローブなんかは専用シリーズとして扱われています。

以上、「プローブ(テストリード)」についての説明でした。