汎用計測器の代表、デジタル・マルチメータには手軽なハンディ・タイプと、より高確度、高機能なベンチトップ・タイプがあります。ベンチトップ・タイプの多くにはハンディ・タイプにはない、SENSE入力があります。通常の測定では使わないSENSE入力ですが、どのような場合に使えば有効なのでしょうか。図1 SENSE入力を備えたデジタル・マルチメータ図2はデジタル・マルチメータにおける抵抗測定の原理です。デジタル・マルチメータの基本は直流電圧計です。測定する回路に与える影響を抑えるために、入力された直流電圧は入力インピーダンスが高い（通常10MΩ）バッファアンプ経由で高分解能のA/D変換器にて測定されます。抵抗測定では内部に設けられた定電流源が使われます。定電流源から測定端子に接続された抵抗に一定の電流が流れ、抵抗値に比例した電圧が発生、この電圧を測定し抵抗値に換算します。これが抵抗測定の原理です。図2 デジタル・マルチメータにおける抵抗測定の原理通常の抵抗測定ではこの方法で問題は起こりません。バッファ、A/D変換器のオフセットが発生する場合、またテストリードの抵抗などによりテストリードをショートさせてもゼロΩにならない場合は、RELキーなどでオフセット分をキャンセルできます。しかし、図3のように測定したい抵抗が低抵抗の場合、テストリード、クリップにおける接触抵抗が不安定要素になり、測定値が安定しなくなります。接触抵抗は接触面の材質、圧力で変化するため何らかの方法でその影響を軽減しなければ安定した測定は困難です。図3 低抵抗測定の問題点図4は1Ωの抵抗を10個並列にした0.1Ωの抵抗を筆者使用のデジタル・マルチメータにて複数回測定し、測定結果のばらつきを示したものです。接続にはアリゲータクリップを使用しました。図4 0.1Ωを2端子測定で測定した結果アリゲータクリップを使用しているため圧力に変化はないはずですが、期待値0.1Ω（100mΩ）に対して標準偏差は5.5mΩと測定結果は大きくばらついています。このばらつきを軽減する手法が4端子測定です。SENSE入力は４端子測定で使用します。4端子測定では図5のように2組のテストリードを抵抗に接続します。定電流は通常のテスト端子（HI＆LO）から抵抗に供給され、抵抗両端電圧はSENSE入力経由で測定されます。接触抵抗、テストリードの抵抗などがあっても定電流源は常に一定の電流を抵抗に流します。これにより抵抗両端には安定した電圧が発生することになります。SENSE入力に接続したテストリードにも接触抵抗などの不安定要素はありますが、バッファアンプの入力インピーダンスが極めて高いために抵抗両端の電圧はほぼそのまま入力、測定できます。これにより安定した抵抗値測定が可能になります。図5 4端子測定の原理4端子測定を容易に行うためには図6のようなテストリードが便利です。計測器メーカーからはデジタル・マルチメータの別売アクセサリとして提供されていますが、簡単に作成することもできます。図6 4端子測定に便利なテストリード写真1 手作りした4端子測定用テストリード写真2はデジタル・マルチメータと4端子測定用テストリードを使用した様子です。写真2 実験風景図7は0.1Ωの抵抗を4端子測定した結果です。測定結果は平均値 0.1009045Ω標準偏差 0.675mΩとなり、2端子測定とは比べ物にならない安定した測定結果が得られます。図7 0.1Ωを4端子測定で測定した結果このようにベンチトップ・タイプのデジタル・マルチメータにはその高い測定確度を活かす機能が設けられています。