マルチメータダイヤルは内部的に何をしますか？

マルチメータを扱ったことのある人なら誰でも、これらのダイヤルに精通しています。ダイヤルの位置は、測定可能な量の最大範囲を示しています。

しかし、なぜ最大範囲を自分で調整する必要があるのでしょうか？ダイヤルを20Vから200Vに調整すると、マルチメーターの内部で何が起こりますか？ダイヤルを20Vに設定し、測定される電圧が50Vである場合、メーターで測定できないのはなぜですか？マルチメーターの内部動作についてはあまり知識がありませんが、電圧はメーターにわずかな量の電流を流し、磁場（これらの線に沿ったもの）を測定することで測定されることを理解しています。しかし、なぜメーター自体が範囲を調整できないのですか？

編集：私はそこに知っているオートレンジメートルは、私は他の人が手動で調整する必要がある理由を知ることに興味があります。

この画像（source）は、それがどのように機能するかについて知る必要があるすべてを伝えるべきです。ダイヤルには、メーターのPCB上のパッドと結合するワイパーコンタクトがあります。

これらのパッドは、電圧分割器の異なるタップに接続され、電圧を分割するか、電流シャントに電流を流します。

内部では、メーターは、たとえば-0.2V〜+ 0.2Vの電圧のみを測定できます。レンジスイッチは、分圧器を変更して入力電圧をその範囲内にプリスケールし、ほとんどのメーターでは、小数点を配置する場所を知らせる信号をLCDに送信します。

メーターがあなたのためにそれをする代わりに、あなた自身でそれをしなければならない理由に関して：価格以上に何もない。オートレンジするメーターは、オーバーレンジを検出して切り替えを実行するために追加のハードウェアが必要なため、メーターよりも高価です。

古いアナログメーターの方がわかりやすいかもしれません（ソースhttp://fourier.eng.hmc.edu/e84/labs/lab1/node1.html）：

ゲージのたわみは通過する電流に依存し、たわみ/電流比は変化しないため、スケールを調整するために、異なる接触位置が異なる電圧または電流分割器を形成します。注：コイル抵抗も固定されています。

デジタルメーターとそれほど違いはありませんが、特定の電流を必要とするコイルの代わりに、フルスケール表示に特定の電圧を必要とするアナログデジタルコンバーター（ADC）があります。

もしそうであれば、デジタルマルチメータは、それはよりも異なる動作をアナログ 1。

アナログの回路図は、Vangeloの回答に示されています。

デジタル回路の回路図は次のようになります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

電圧測定の場合、ダイアルは分圧器の比率を選択し（上の図に示すように）、ディスプレイ上の小数点の位置を変更します。

電圧計は電流を測定していません。内部にADC（アナログデジタルコンバーター、つまり実際の測定デバイス）があり、入力電圧を基準電圧と比較し、入力に対する係数をデジタル出力として基準に与えます。

基準電圧が2Vだとしましょう。この場合、最大入力電圧も100％になるため、2Vです。ダイアルを20Vの入力範囲に回すと、入力に分圧器を切り替えて、入力電圧を10分の1に減らします。これにより、20Vの入力電圧のADCで2Vになります。マイクロコントローラーはそれを認識し、ディスプレイに実際の値を表示します。

オートレンジメーターは、リレーを切り替えることで異なる分圧器を選択できます。これには追加の部品が必要であるため、一部のメーターではユーザーが手動で設定するだけでコストが削減されます。

最も単純な形式では、プローブとメーターコイルの間で適切な抵抗器を切り替えるので、単一のメーターで複数の範囲の電圧と電流を測定できます。

20Vの範囲で40Vを測定しようとすると、100％の読み取り値を表示するのに必要な電流が2倍になるため、メーターは200％の読み取り値になる必要があります。コイルはメーターを物理的に動かすことができず、それを制限する保護コンポーネントがない限り、流れる電流のためにコイルが燃える可能性があります。

メーターは、測定しようとしている電圧を知りません。また、範囲を自動的に検出または切り替えるアクティブなコンポーネントはありません。