ทฤษฎีและหลักการวัดค่าทางไฟฟ้า

1. ทฤษฎีและหลักการวัดค่าทางไฟฟ้าทฤษฎีและหลักการวัดค่าทางไฟฟ้า

2. ชนิดของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าชนิดของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า • เครื่องวัดแบบเข็มชี้ค่า(Analog) ( Analog) V-A meter (Analog)Watt meter

3. เครื่องวัดแบบดิจิตอล Digital multimeter

4. สัญลักษณ์ปริมาณกระแส

5. 1) การวัดแรงดัน ของไฟฟ้ากระแสตรง การวัดแรงดันของไฟฟ้ากระแสตรง นั้นต้องนำVoltmeter มาต่อขนานกับตัวที่เราจะทำการวัด

6. การเพิ่มพิกัดการวัดแรงดันการเพิ่มพิกัดการวัดแรงดัน สามารถทำได้โดยการต่อตัวmultiplier เพื่อทำหน้าที่แบ่งแรงดันดังนี้ เมื่อRPคือตัวต้านทานmultiplier

7. ข้อควรคำนึงในการใช้โวลท์มิเตอร์(Analog)ข้อควรคำนึงในการใช้โวลท์มิเตอร์(Analog) • ต่อขั้วให้ถูก • ควรใช้สเกลมากสุดก่อน • ต้องต่อคร่อมวงจร

8. การวัดกระแส ของไฟฟ้ากระแสตรง การวัดกระแส ของไฟฟ้ากระแสตรง จะทำการต่อAmmeter แบบอนุกรมกับตัวที่ต้องการวัด

9. การเพิ่มพิกัดการวัดกระแสการเพิ่มพิกัดการวัดกระแส สามารถเพิ่มพิสัยการวัดได้โดยต่อตัวต้านทานshuntที่จะทำหน้าที่แบ่งกระแสที่เกินได้

10. ข้อควรคำนึงในการใช้แอมมิเตอร์(Analog)ข้อควรคำนึงในการใช้แอมมิเตอร์(Analog) • ต่อให้ถูกขั้ว • เมื่อใช้แอมมิเตอร์แบบวัดได้หลายค่า ควรใช้ช่วงสเกลสูงสุดก่อน • ต่ออนุกรม

11. 2) การวัดแรงดันและกระแสสลับ (Sinusoidal signal ) กระแสสลับจะมีการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและทิศทาง ตามเวลา แต่มีคาบที่เป็นค่าคงที่ สัญญาณsinusoid มาตรฐานพบบ่อยในแรงดันกระแสสลับมีสมการทางคณิตศาสตร์ดังนี้ Emsin wtเมื่อให้eเป็นinstantaneous value , Emเป็นmaximum value , เป็นความถี่ของสัญญาณ , และtเป็นตัวแปรเวลา

12. 2.1) การบ่งชี้ขนาดของสัญญาณsinusoid • แรงดันpeak-to-peak (EP-P) เป็นค่าแรงดันจากยอดด้านบวกเมื่อเทียบกับยอดด้านลบของรูปคลื่นและมีค่าเป็น 2 เท่าของค่าmaximum ( Ep-p= 2Em) • แรงดันเฉลี่ย ( Eavg) หมายถึงพื้นที่ใต้เส้นโค้งในหนึ่งหน่วยเวลากรณีที่สัญญาณมีความสมมาตรในด้านบวกและด้านลบค่าแรงดันเฉลี่ยจะเป็นศูนย์ • ค่าประสิทธิผล( root mean square;Erms ) คือค่าของกระแสสลับที่มีผลของพลังงานเท่ากระแสตรง

13. ออสซิลโลสโคป • สามารถบอกถึงรูปร่าง ลักษณะ ความถี่ และขนาดของสัญญาณไฟฟ้า ในเวลาต่างๆ ซึ่งเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์ ต่องานด้านอิเล็กทรอนิกส์มาก

14. วิธีอ่านค่าจาก ออสซิลโลสโคป • การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ Vp-p = จำนวนช่อง*ความไวในแนวตั้ง*การลดทอนของสายต่อวัด

15. ตัวอย่าง

16. การวัดค่าความต้านทาน • ให้ใช้ โอห์มมิเตอร์วัดคร่อมตัวต้านทานที่จะทำการวัด

17. มัลติมิเตอร์ เป็นมิเตอร์ที่รวมโวลท์มิเตอร์แอมป์มิเตอร์โอห์มมิเตอร์ไว้ด้วยกันในเครื่องเดียวโดยผู้ใช้จะเลือกว่าต้องการใช้งานแบบใด • - Analog multimeter แสดงผลเป็นแบบเข็มชี้ส่วนประกอบหลักคือขดลวดเคลื่อนที่ราคาถูกและสามารถสังเกตความเปลี่ยนแปลงของปริมาณที่วัดได้แต่มีความเที่ยงตรงน้อยกว่า • - Digital multimeter แสดงผลเป็นตัวเลขมีความเที่ยงตรงสูงอ่านค่าได้ง่ายแต่ราคาแพงและไม่สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงใดๆได้เลย

19. ข้อควรระวังในการอ่านค่าจากเครื่องวัดเพื่อป้องกันความผิดพลาดข้อควรระวังในการอ่านค่าจากเครื่องวัดเพื่อป้องกันความผิดพลาด • - ตำแหน่งการชี้ค่าศูนย์และการแบ่งสเกลบนหน้าปัด ก่อนใช้งานจะต้องปรับตำแหน่งชี้ศูนย์ให้ถูกต้องซึ่งเครื่องวัดที่ใช้งานอาจเป็นแบบตำแหน่งศูนย์อยู่กึ่งกลางหน้าปัดหรือแบบตำแหน่งศูนย์อยู่ซ้ายสุดของหน้าปัดก็ได้และการแบ่งสเกลบนหน้าปัดแบบเป็นเชิงเส้น(linear) จะสามารถอ่านค่าได้แม่นยำมากกว่าการแบ่งสเกลแบบไม่เชิงเส้น( non-linear )

20. - การวางเครื่องวัด ควรจัดวางในตำแหน่งที่เหมาะสมกับเครื่องวัดชนิดนั้นๆ เช่น เครื่องวัดที่ออกแบบสำหรับวางในแนวนอน หากนำไปจัดวางในแนวดิ่งเพื่อทำการวัด จะอ่านค่าได้คลาดเคลื่อนจากความเป็นจริงมาก เพราะเกิดผลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก ( เครื่องวัดที่เป็นเข็มชี้ ส่วนมากมีโครงสร้างทางกลเป็นหลัก การที่มีแรงอื่นมากระทำ จะมีผลต่อมุมเบี่ยงเบนในการชี้ )

21. - การใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน โครงสร้างภายในทางกล ของเครื่องวัดจะเกิดสภาพล้าเมื่อผ่านการใช้งานมาเป็นเวลานาน และยังทำให้เกิดการขยายตัวของขดลวดทองแดง อันเนื่องมาจากความร้อนในการหมุนของขดลวด

22. - ตำแหน่ง หรือ ระดับสายตาในการมองเพื่ออ่านค่า เครื่องมือวัดที่แสดงค่าโดยเข็มชี้บนหน้าปัด ผู้อ่านค่าจะต้องอ่านในระดับที่สายตาตั้งฉากกับหน้าปัดและตำแหน่งเข็มชี้จึงจะได้ค่าที่ถูกต้อง ดังจะเห็นได้จากเครื่องวัดแบบเข็มชี้ส่วนมากจะติดกระจกเงาบริเวณหน้าปัด เพื่อให้ผู้อ่านตรวจสอบได้ว่าขณะที่อ่าน ระดับสายตาตั้งฉากกับสเกลหรือไม่ ถ้าตั้งแล้วผู้อ่านจะมองเห็นเข็มชี้และเงาของมันซ้อนทับกันพอดี( มองเห็นเป็นภาพเดียว ) ถ้าตำแหน่งนั้นยังไม่ตั้งแกผู้อ่านจะมองเห็นเข็มชี้ พร้อมเงาของมันสะท้อนอยู่ใกล้ๆ กับเข็มชี้จริงๆ