หน่วยการเรียนที่1

2104-2204 วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส

เครื่องมือวัดไฟฟา มิเตอรที่ใชสําหรับวัดปริมาณทางไฟฟาเรียกวา เครื่องมือวัดไฟฟา เชน แอมมิเตอร (Ammeter) โวลต มิเตอร (Voltmeter) โอหมมิเตอร (Ohmmeter) และวัตตมิเตอร (Wattmeter) ตางก็เปนเครื่องมือวัดไฟฟา ทั้งสิ้น การใชงานของเครื่องมือวัดไฟฟาตาง ๆ ขึ้นอยูกับลักษณะงานทีต่ องการวัด เชน การวัดกระแส วัดคา ความตานทาน วัดกําลังไฟฟา รูปรางของเครื่องมือวัดไฟฟา ดังแสดงเปนตัวอยางในรูปที่ 1

รูปที่ 1 ตัวอยางเครื่องมือวัดไฟฟาชนิดตาง ๆ เครื่องมือวัดเบื้องตนในการวัดวงจรไฟฟาชนิด ดีซี หรือไฟฟากระแสตรงมักจะเปนมิเตอรแบบมูฟวิ่ง คอยล (Moving Coil Instrument) ประกอบดวยขดลวดเคลื่อนที่หรือมูฟวิ่งคอยลอยูใ นสนามแมเหล็กถาวร เมื่อกระแสไฟฟาที่ตองการวัดไหลผานมูฟวิ่งคอยล จะเกิดแรงเหนี่ยวนําไฟฟากับสนามแมเหล็กถาวร ทําให เข็มที่ติดอยูกับมูฟวิ่งคอยลเคลื่อนที่ไปได ปริมาณการเคลื่อนที่ของมูฟวิ่งคอยลจะเปนอัตราสวนโดยตรงกับ คากระแสที่ไหลผานมูฟวิ่งคอยล ดังนั้นสเกลที่แสดงการวัดกระแส (Linear Scale) จากหลักการนี้ นักวิทยาศาสตรไดนําไปใชสรางเครื่องมือวัดปริมาณ ตาง ๆ ทางไฟฟาอื่น ๆ ได โครงสรางของมิเตอร แบบมูฟวิ่งคอยล แสดงดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 โครงสรางอยางงายของมิเตอรแบบมูฟวิ่งคอยล เรียบเรียงโดย อ.รัชวิทย เมธีโชติเศรษฐ วิทยาลัยเทคนิคลําปาง

1

2104-2204 วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส

2

ทิศทางการเบี่ยงเบนเข็มที่ติดกับมูฟวิ่งคอยล จะขึ้นอยูก ับทิศทางของกระแสที่ไหลผาน มูฟวิ่งคอยลดวย ดังนั้น มิเตอรแบบมูฟวิ่งคอยลจึงตองมีขั้ว บวก ลบ แสดงไวดว ย การตอมิเตอรในวงจรไฟฟา จึงตอง ระมัดระวังการตอขั้วของมิเตอรใหตรงตามกําหนดดวยเครื่องมือวัดปริมาณไฟฟากระแสตรงที่มีปริมาณนอย ๆ สามารถแสดงทิศทางของกระแสไดทั้งทางบวกหรือทางลบได เรียกวา กัลวาโนมิเตอร(Galvanometer) ซึ่ง เปนมิเตอรแบบมูฟวิ่งคอยลที่มีเข็มชี้ที่กลางสเกลเปนศูนย ดังรูปที่ 3

รูปที่ 3 กัลวาโนมิเตอร เนื่องจากกัลวาโนมิเตอร สามารถแสดงทิศทางของกระแสไฟฟาได จึงนิยมใชเปน เครื่องมือวัด กระแสไฟฟาในการทดสอบหาทิศทางของกระแสเหนี่ยวนําที่เกิดจากอํานาจ แมเหล็กไฟฟาเบื้องตน หรือใช เปนมิเตอรแสดงสภาพบาลานซ ของวงจรบริดจ เปนตน โดยทั่ว ๆ ไปกัลวาโนมิเตอร จะใชวัดปริมาณกระแสไฟฟาไดเฉพาะที่มีคานอย ๆ ขนาด ไมโครแอมแปร การวัดกระแสไฟฟาที่มีคาสูง ๆ จะตองใชเครื่องมือที่ดัดแปลงมาจาก กัลวาโน-มิเตอร เชน ใชวดั กระแส ไฟตรงหรือดีซีแอมมิเตอรซึ่งมีทิศทางเดียว ก็ดัดแปลงใหกัลวาโนมิเตอรนั้น ใหเบี่ยงเบนไปไดทิศทางเดียว จากศูนยทางซายมือสุดจนถึงคาเต็มสเกลที่ตองการวัดทางขวามือ เรียกวา แอมมิเตอร (Ammeter) และ นอกจากนั้น ยังสามารถดัดแปลงใหเปนมิเตอรวัดแรงดัน ไฟฟาได เรียกวา โวลตมิเตอร (Voltmeter) หรือ ดัดแปลงใหเปนมิเตอรความตานทานได เรียกวา โอหมมิเตอร (Ohmmeter) เปนตน เครื่องวัดไฟฟาเบื้องตน ดังกลาว ถาสรางขึ้นสําหรับใชงานเฉพาะอยาง เชน ใชวดั กระแสอยางเดียว หรือ ใชวัดแรงดันไฟฟาอยางเดียว เรียกวา ซิงเกิลฟงคชั่น (Single Function) ถามีสเกลวัดสเกลเดียวหรือยานวัด เดียว ก็เรียกรวมวา เปนมิเตอรแบบซิงเกิลฟงคชั่นซิงเกิลเรนจ (Single Function Signle Range) การตอเครื่องวัดแรงดันไฟฟากระแสตรง การตอเครื่องวัดแรงดันไฟฟากระแสตรง หรือดีซีโวลตมิเตอร ตองตอขนานกับวงจร ไฟฟาหรือตกครอม เรียบเรียงโดย อ.รัชวิทย เมธีโชติเศรษฐ วิทยาลัยเทคนิคลําปาง

2104-2204 วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส

แหลงจายแรงดันไฟฟาการตอดีซีโวลตมิเตอรวัดแรงดันไฟฟาตองคํานึงถึงขั้วของโวลตมิเตอรที่จะวัดครอม วงจรดวยโดยขั้วของแหลงจายไฟฟา ดังแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 แสดงการตอดีซีโวลตมิเตอรวัดแรงดันไฟฟา การอานคาแรงดันไฟฟาที่วัดได การอานคาแรงดันไฟฟาที่วัดไดจะแสดงที่หนาปดของโวลตมิเตอร สรางขึ้นมาเพื่อบอกคาปริมาณ แรงดันไฟฟาไดโดยตรงทั้งปริมาณแรงดันไฟฟาจํานวนนอยไปจนถึงจํานวนมาก ดังแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5 สเกลของโวลตมิเตอร

เรียบเรียงโดย อ.รัชวิทย เมธีโชติเศรษฐ วิทยาลัยเทคนิคลําปาง

3