1 พื้นฐานเครื่องมือวัด

พ้นื ฐานเครอ่ื งมอื วัดไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ วตั ถุประสงค์ 1. เขา้ ใจชนิดของเคร่ืองมือวัดไฟฟา้ ได้ 2. เข้าใจหนา้ ท่ีของเครอ่ื งมือวดั ไฟฟา้ ได้ 3. เข้าใจค่าความตา้ นทานภายใน และความไวของมเิ ตอรม์ ฟู เมนท์ 4. หาค่าความผิดพลาด ความถูกต้องและความเท่ียงตรงในการวัดได้ 5. หาค่าความต้านทานภายใน และคา่ ความไวของมเิ ตอรม์ ูฟเมนทแ์ ตล่ ะตัวได้ 6. นาค่าความต้านทานภายในและคา่ ความไวของมเิ ตอร์มูฟเมนท์ไปประยุกต์ใชง้ านได้ เนอ้ื หาสาระ หนว่ ยการวัด หน่วยในระบบ SI UNIT (System Internation D’UNIT) เปน็ หนว่ ยทใี่ ช้กัน อย่างแพรห่ ลายโดยมพี นื้ ฐาน มาจากหนว่ ยรากฐานซง่ึ ประกอบดว้ ยหนว่ ยมาตรฐาน ดังน้ี ตารางท่ี 1.1 แสดงหนว่ ยพื้นฐาน ตัวยอ่ หน่วย อักษรยอ่ แทนหนว่ ย ปรมิ าณ T วนิ าที S m กโิ ลกรัม Kg 1. เวลา l เมตร M 2. มวล l แอมแปร์ A 3. ความยาว T เคลวนิ K 4. กระแสไฟฟา้ lv แคลเดลา Cd 5. อุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามกิ N Mol 6. ความเข้มข้นของการส่องสวา่ ง โมล 7. จานวนสาร ถ้านาหนว่ ยพืน้ ฐานมาคูณหรือหารกันจะได้หนว่ ยอนุพันธ์ ซง่ึ สามารถแบ่งเปน็ หน่วยอนุพนั ธท์ างกลและหน่วย อนุพันธ์ทางไฟฟา้

ตารางที่ 1.2 แสดงหนว่ ยอนพุ ันธท์ างกล ปรมิ าณ ตัวย่อ หนว่ ย อกั ษรแทนหน่วย 1. ความยาว n เมตรตอ่ วินาที m/s ลูกบาศกเ์ มตร m3 2. ปริมาตร V ตารางเมตร m2 เรเดียนตอ่ วินาที red/s 3. พ้ืนท่ี A เมตรต่อวนิ าที2 m/s2 นวิ ตันเมตร Nm 4. ความเรว็ เชิงมุม ? นิวตันต่อตารางเมตร N/m2 กิโลกรัมเมตรตอ่ วินาที Kg.m/s 5. ความเรง่ A 6. โมเมนต์ T 7. ความเค้น ? 8. โมเมนตมั M ตารางท่ี 1.3 แสดงหนว่ ยอนุพนั ธ์ทางไฟฟา้ ปริมาณ ตวั ย่อ หน่วย อกั ษรแทนหนว่ ย 1. ตวั ตา้ นทานไฟฟา้ R โอห์ม ? ฟารัด F 2. ความจไุ ฟฟ้า Q โวลต์ V วตั ต์ W 3. ศักยไ์ ฟฟา้ และแรงดนั U,V จลู J เฮริ ตซ์ Hz 4. กาลงั P เวเบอร์ Wb เทสลา T 5. พลงั งาน W เฮนร่ี H ลูเมน lm 6. ความถ่ี f ลักซ์ lx 7. ฟลกั ซแ์ ม่เหลก็ ? 8. ความหนาแนน่ ฟลักซแ์ มเ่ หล็ก ? 9. อนิ ดกั แตนซ์ L 10. ฟลักซ์แสงสวา่ ง - 11. การสอ่ งสวา่ ง - การวัดปริมาณต่างๆในบางครั้งอาจจะได้ค่าตัวเลขท่ีมากหลาย ๆ ล้านหรือน้อยมาก ๆ จึงใช้การย่อและการ ขยายหนว่ ยโดยวธิ ตี วั ย่อ และขยายหนว่ ยดงั ตอ่ ไปน้เี ขียนไว้หน้าหนว่ ย

ตารางท่ี 1.4 แสดงตัวย่อ – ขยายหนว่ ย ชื่อ สัญลกั ษณ์ เลขยกกาลัง ตวั คณู เทรา (tera) T 1012 1,000,000,000,000 จกิ ะ (giga) G 109 1,000,000,000 เมกกะ (mega) M 106 1,000,000 กโิ ล (kilo) K 103 1,000 หน่วย (unit) - 100 1 เซนติ (centi) c 10-2 0.01 มลิ ลิ (milli) m 10-3 0.001 ไมโคร (micro) ? 10-6 0.000 001 นาโน (nano) n 10-9 0.000 000 001 พโิ ค (pico) p 10-12 0.000 000 000 001 เฟมโต (femto) f 10-15 0.000 000 000 000 001 แอทโต (atto) a 10-18 0.000 000 000 000 000 001 ตัวอยา่ งที่ 1.1 กระแสไฟฟ้าขนาด 0.00003 A จงแปลงเปน็ ไมโครแอมป์ (A) วธิ ที า กระแสไฟฟา้ ขนาด 0.00003 A = 0.00003 10-6 แปลงเป็นไมโครแอป์ (A) = 0.00003 แปลงเปน็ ไมโครแอป์ (A) 0.000001 = 30 A ตัวอยา่ งท่ี 1.2 ความต้านทาน 20,000,000  จงแปลงเป็นเมกกะโอหม์ (M) วธิ ที า ความตา้ นทาน 20,000,000  = 20,000,000  106 แปลงเปน็ เมกกะโอห์ม (M) = 20,000,000  1,000,000 แปลงเปน็ เมกกะโอห์ม (M) = 20 M

สัญลกั ษณข์ องเคร่ืองมอื วดั ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ เคร่ืองมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มีความสาคัญและจาเป็นอย่างย่ิงสาหรับช่างไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ และผู้ปฏิบัติงานท่ีเก่ียวข้องทั่วไป เนื่องจากเคร่ืองมือวัดไฟฟ้าสามารถนามาใช้ ประโยชน์ในงานวัดและทดสอบ งานตรวจเช็คเพ่ือตรวจซ่อมบารุงรักษาระบบไฟฟ้าตลอดจนงาน ควบคุมการใช้ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของ บ้านพักอาศัยและโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ เครื่องมือวัดไฟฟ้าท่ีใช้งานท่ัวไปมีหลายชนิด ่ แต่ละชนิดใช้งานแตกต่าง กัน ดังน้ันเพื่อให้เป็น มาตรฐานเดียวกนจึงมีการกาหนดเป็นสัญลักษณ์ของเคร่ืองมือวัดได้เป็น 4 ประเภทคือ สัญลักษณ์ที่บอกชนิดของเคร่ืองมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ สัญลักษณ์ที่บอกโครงสร้างการทางาน สัญลักษณ์ท่ี บอกลักษณะการใช้งาน และสญั ลักษณ์ที่บอกค่าความคลาดเคลื่อน ตารางที่ 1.5 แสดงสญั ลักษณท์ ่บี อกชนิดของเครอื่ งมือวัดไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนกิ ส์

ตารางท่ี 1.6 แสดงสัญลกั ษณ์ทบ่ี อกโครงสร้างการทางาน

ตารางที่ 1.7 แสดงสัญลกั ษณ์ทบ่ี อกลกั ษณะการใช้งาน ตารางที่ 1.8 แสดงสัญลกั ษณ์ทบี่ อกค่าความคลาดเคลื่อน ชนดิ ของเครอ่ื งมือวดั ไฟฟ้า (Type of Instrument) ชนดิ ของเครอื่ งมอื วัดไฟฟา้ สามารถจาแนกตามวิธีการแสดงผลได้ 2 ชนดิ คือ - เครื่องมือวัดแบบอนาล็อก (Analog Instruments) อ่านว่า อนาล็อก อินสตูเมนท์ เป็นเครื่องวัดท่ี แสดงผล โดยใช้เข็มชส้ี เกลบนหนา้ ปดั - เครื่องมือวัดแบบดิจิตอล (Digital Instruments) อ่านว่า ดิจิตอล อินสตูเมนท์ เป็นเคร่ืองวัดท่ีแสดงผล ออกมาเปน็ ตวั เลขโดยใช้ LED 7 Segment หรือ จอ LCD ดังรูปที่ 1.1

รปู ท่ี 1.1 เครอื่ งวัดชนดิ อนาล็อกและดจิ ิตอล หน้าทข่ี องเครือ่ งมือวดั (Function of Instruments) เคร่ืองวดั แต่ละชนดิ มหี นา้ ท่ีและการใช้งานแตกตา่ งกันออกไป ซ่งึ หนา้ ท่ีของเครือ่ งวัดแต่ละชนิดจะขึ้นอยู่กับ เป้าหมายการวัด เช่น การใช้วัตต์มิเตอร์วัดกาลังไฟฟ้า หน้าที่ของวัตต์มิเตอร์ คือ แสดงผลค่ากาลังไฟฟ้าให้ทราบ หนา้ ทขี่ องเคร่อื งวัดสามารถแบง่ ออกได้ 3 ประเภท คือ - เพอื่ แสดงผล (Indicating) อ่านว่า อินดิเคติ้ง คอื การวัดท่ีต้องการเพียงแคท่ ราบคา่ หรอื อา่ นผลจาก ปทั มเ์ ทา่ นน้ั - การวัดค่าเพื่อบันทึก (Recording) อ่านว่า เรคคอดด้ิง มักใช้ในงานวิเคราะห์ที่มีการเปล่ียนแปลงตัว แปรท่ีวัดเมื่อเวลาเปล่ียนไป จึงต้องมีการสุ่มวัดและบันทึกผลในช่วงเวลาต่าง ๆอาจใช้เครื่องวัดท่ีสามารถเขียนเป็น กราฟแสดงการเปลีย่ นแปลงหรอื พิมพอ์ อกมาเป็นตวั เลข - การวัดเพือ่ ควบคุม (Controlling) อ่านวา่ คอลโทรลล่ิง ใชม้ ากในโรงงานอุตสาหกรรมเป็นการนาเอา สัญญาณท่วี ัดไดไ้ ปใชค้ วบคุมกระบวนการผลิต เพ่อื ให้ไดผ้ ลผลติ ทีต่ อ้ งการ ความคลาดเคลอ่ื นในการวดั (Error in Measurement) ความผิดพลาดในการวัด (Error in Measurement) ในกระบวนการวัดทีมีใช้กันอยู่ในปัจจุบันอาศัย หลักการเปรียบเทียบค่าท่ีต้องการวัดกับค่าอ้างอิง หรือ ค่าท่ีเป็นมาตรฐาน ซึ่งในการวัดแต่ละครั้งมักจะเกิดความ ผิดพลาด ซ่ึงความผิดพลาดทเี่ กิดข้นึ สามารถแบ่งเปน็ หัวขอ้ ได้ ดังนี้ 1. ความผิดพลาดที่เกิดจากเครื่องมือวัด คือ ความผิดพลาดท่ีมีสาเหตุมาจากความฝืดหรือความขัดข้อง ภายในเคร่ืองมอื วดั แก้ไขไดโ้ ดยการบารงุ รกั ษา 2. ความผิดพลาดท่ีเกิดจากผู้ใช้ คือ ความผิดพลาดท่ี เกิดจากผู้ใช้ขาดความรู้ใช้เคร่ืองมือวัดไม่ถูกต้องทา ใหไ้ ด้คา่ ผดิ พลาด 3. ความผดิ พลาดทีเ่ กิดจากการอา่ นสเกล คือ ความผิดพลาดท่ี มีสาเหตมุ าจากการอา่ นค่าจากสเกลไม่ตั้ง ฉาก ทาให้เกิดเงาบนกระจกบนหน้าปัดทาให้อ่านค่าที่ได้ผิดพลาด สามารถแก้ไขได้โดยการอ่านค่าวัดโดยให้มองใน ลักษณะตง้ั ฉากกบั เข็ม สังเกตได้จากจะไม่เกดิ เงาบนกระจกเงา

4. ความผิดพลาดจากสภาพแวดล้อม คือ ความผิดพลาดที่ มีสาเหตุมาจากสภาพแวดล้อมบริเวณท่ีใช้ เครือ่ งมือ เชน่ บริเวณท่มี คี วามรอ้ นสงู หรอื บรเิ วณทม่ี ีการรบกวนจากสนามแมเ่ หลก็ 5. ความผิดพลาดแบบแรนดอม (Random Error) คอื คา่ ความผดิ พลาดท่เี กิดขึน้ ตา่ มาก ๆ จานามาคิด ในกรณที ี่ตอ้ งการความถกู ต้องสงู ๆ ความผดิ พลาดสมั บรู ณ์ (Absoluted Error) ความผิดพลาดสัมบูรณ์ (Absoluted Error) อ่านว่าแอปโซลุตเออเลอร์ คือ ความผิดพลาดในการวัดเกิด จากค่าท่ไี ด้จากการวัดไม่ตรงกับค่าท่ีเป็นจริง ซึ่งอาจจะได้ค่ามากกว่าหรือน้อยกว่า และจะทาให้เกดิ ผลระหว่างค่าท่ีได้ และคา่ ที่เปน็ จริง ความผดิ พลาดสัมบูรณ์ หาไดจ้ ากสมการท่ี 1.1 e = Yn – Xn สมการท่ี 1.1 เมือ่ กาหนดให้ e= ความผิดพลาดสมั บรู ณ์ (Absoluted Error) Yn = ค่าทแ่ี ท้จรงิ (Expected Value) Xn = คา่ ท่ีไดจ้ ากการวดั (Measured Value) จากสมการท่ี 1.1 เราสามารถหาคา่ เปอรเ์ ซ็นต์ความผดิ พลาดได้จาก สมการที่ 1.2 สมการท่ี 1.2 Percent error = e  100 % Yn แทนคา่ e ในสมการที่ 1.1 ลงในสมการท่ี 1.2 จะได้ Percent error ดังสมการท่ี 1.3 Percent error = (Yn− Xn)  100 % สมการท่ี 1.3 Yn ตัวอย่างที่ 1.3 แหล่งจ่ายไฟมีค่าท่ีแท้จริง 100 V เมื่อนาโวลท์มิเตอร์ไปวัดปรากฏว่า อ่านค่าได้ 97 V จงหาค่า ต่อไปนี้ ก. ความผิดพลาดสมั บูรณ์ (Absoluted error) ข. เปอรเ์ ซนต์ความผดิ พลาด (Percent error) วธิ ที า ก. หาค่าความผิดพลาดสัมบูรณ์ (Absoluted error) Yn = 100 V , Xn = 97 V จากสมการ e = Yn - Xn = 100 V - 97 V e = 3V

ข. เปอรเ์ ซนตค์ วามผดิ พลาด (Percent error) จากสมการหาค่าเปอร์เซ็นตค์ วามผิดพลาดสมั บรู ณ์ Percent error = (Yn− Xn)  100 % Yn = 100 - 97  100 100 Percent error = 3 % ความถูกต้องและความเทย่ี งตรงในการวัด (Accuracy and Precision in Measuring) ในการวัดเม่ือพิจารณาถึงความถูกต้องและความเที่ยงตรงแล้วถือได้ว่าเป็นส่วนหน่ึงที่เกิดข้ึนภายหลังจาก ขบวนการใช้เครือ่ งวัดไฟฟ้า ตัวเนน้ ความถูกต้อง (Accuracy) อ่านวา่ แอคคลู าซี่ คอื ความใกลเ้ คยี งระหว่างคา่ ทแ่ี ท้จริง กับค่าที่ได้จากการวัดยิ่งค่าทั้งสองน้ีมีความใกล้เคียงกันมากเท่าไร ค่าความถูกต้องก็จะสูงข้ึนเท่าน้ันและค่าความ ถูกต้องจะมคี ่าไมเ่ กิน 1เราสามารถคานวณหาค่าความถกู ตอ้ งไดจ้ ากสมการท่ี 1.4 A = 1 − (Yn− Xn) สมการที่ 1.4 Yn เมื่อ A = ความถูกต้อง (Accuracy ) จากสมการท่ี 1.4 เราสามารถหาคา่ เปอร์เซ็นต์ความถูกต้อง ได้จาก สมการท่ี 1.5 และ 1.6 a = 100% – Percent error สมการท่ี 1.5 หรอื สมการท่ี 1.6 a = A  100% เมอื่ A = ความถูกต้อง (Accuracy ) a = เปอรเ์ ซ็นต์ของความถูกต้อง ความเท่ียงตรง (Precision) ความเทยี่ งตรง (Precision) อา่ นวา่ ปรีซซิ นั่ คอื การวัดคา่ ตัวแปรเดียวกนั หลาย ๆ ครัง้ แล้วได้ค่าใกลเ้ คยี งกัน เพียงใดหากได้ค่าใกล้เคียงกันมากในทุก ๆคร้ัง แสดงว่าความเที่ยงตรงสงู เราสามารถคานวณหาค่าความเท่ียงตรงใน การวดั ได้จากสมการที่ 1.7 Precision = 1 − (YnX̅−̅̅n̅̅X̅̅n̅ ) สมการที่ 1.7 ในการหาคา่ เฉล่ยี ( ̅X̅n̅ ) จะไดจ้ าก สมการที่ 1.8 ̅X̅n̅ = ∑X = X1+ X2+ X3+ X4+...……+ Xn สมการท่ี 1.8 ������ n

เมอ่ื X = ผลรวมของคา่ ทว่ี ดั ได้ในแต่ละครงั้ n = จานวนคร้ังที่ทาการวัด ความสัมพันธ์ระหว่างความถูกต้องและความเที่ยงตรงน้ัน กล่าวได้ว่าในกระบวนการวัดได้ท่ีมีความถูกต้องสงู น้ันย่อมมีความเท่ียวตรงสูงตามไปด้วย แต่ถ้าหากในกระบวนการวัดใดที่ความเท่ียงตรงสูงน้ันไม่ได้หมายถึงว่าความ ถกู ต้องจะต้องสงู ตามไปดว้ ยเสมอไป ตัวอย่างที่ 1.4 วงจรไฟฟ้ามีแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 12 โวลต์ เม่ือนาโวลต์มิเตอร์ ไปวัดอ่านค่าได้ 11.5 โวลต์ จงคานวณหาค่าต่อไปน้ี (ก.) ความผิดพลาดสัมบูรณ์ (Absoluted error) (ข.) เปอรเ์ ซ็นต์ความผดิ พลาด (Percent error) (ค.) ความถูกต้อง (Accuracy) (ง.) เปอรเ์ ซน็ ต์ความถกู ต้อง (Percent Accuracy) วธิ ที า ก. หาคา่ ความผิดพลาดสัมบูรณ์ (Absoluted error) จากสมการที่ 1.1 e = Yn - Xn = 12 A - 11.5 A e = 0.5 A ข. หาคา่ เปอรเ์ ซน็ ต์ความผดิ พลาด (Percent error) จากสมการที่ 1.3 Percent error = (Yn− Xn)  100 % Yn = 12 - 11.5  100 12 Percent error = 4.16 % ค. ความถูกต้อง (Accuracy) จากสมการที่ 1.4 A = 1 − (Yn− Xn) Yn

= 1 − (12 V−11.5 V) 12 V = 1 – 0.0416 A = 0.958 ง . หาค่าเปอร์เซ็นต์ความถูกต้อง (Percent Accuracy) วธิ ที า จากสมการที่ 1.5 a = 100% - Percent error = 100% - 4.16% a = 95.84% หรอื จากสมการท่ี 1.6 a = A x 100 = 0.958 x 100 a = 95.84% ตวั อยา่ งที่ 1.5 ตารางต่อไปนีแ้ สดงการวัดค่าแรงดนั ไฟฟ้าจานวน 10 ครงั้ จงหาค่าความเทีย่ งตรงครง้ั ที่ 5 การวัดครงั้ ท่ี 1 ค่าทีว่ ัดได้ 1 11 V 2 12 V 3 10 V 4 14 V 5 15 V 6 11 V 7 13 V 8 10 V 9 15 V 10 12 V วธิ ีทา จากสมการที่ 1.8 หาค่า ( X̅̅n̅ ) X̅̅n̅ = ∑X = X1+ X2+ X3+ X4+...………+ Xn ������ n

X̅̅n̅ = ∑X = 12V+10V+14V+15V+11V+13V+10V+15V+12V ������ 10 X̅̅n̅ = 12.3 หาความเท่ียงตรงของการวัดในครงั้ ท่ี 5 จากสมการที่ 1.7 Precision = 1 − ( Yn− ̅X̅̅n̅ ) X̅̅̅n̅ Precision = 1 − (15V− 12.3V) 12.3V = 1 – 0.22 ความเท่ยี งตรง (Precision) = 0.78 ความถูกต้องและความเที่ยงตรงในการวัดจะมีความสัมพันธ์กัน เพ่ือความถูกต้องของเคร่ืองวัดนั้นจะต้องได้ ทดสอบเปรียบเทียบ (Calibration) กับเคร่ืองมาตรฐานก่อน ส่วนความเท่ียงตรงจะขึ้งอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะตัวของ เครื่องวัดนั้นๆความถูกตอ้ งและความเทย่ี งตรงเปลยี่ นแปลงได้นอกเหนือจากคุณสมบัตแิ ละประสทิ ธิภาพของเครื่องวดั นัน้ กค็ อื ผู้ใช้ขาดทักษะและความระมดั ระวงั ในขณะทาการวดั ความตา้ นทานภายในของมิเตอรม์ ูฟเมนท์ เครื่องวัดไฟฟ้าท่ัวๆไปส่วนใหญ่จะเป็นแบบเครื่องวัดชนิดขดลวดเคลื่อนท่ี (Permanent Magnet Moving Coil ) หรือเรียกย่อๆว่า PMMC ซ่ึงจะมีค่าความต้านทานภายในของมิเตอร์มูฟเมนท์ หมายถึงความต้านทานของ ขดลวดเคล่ือนท่ี (Moving Coil) ที่พันอยู่บนฟอร์มคอยล์ ซ่ึงยึดติดอยู่บนแกนเพลาท่ีมีความคล่องตัวในการหมุนด้วย แบริ่งและมีเข็มชี้เป็นสว่ นที่ใชแ้ สดงผลการวัดยึดติดอยู่บนแกนเพลาน้ีด้วย ส่วนสปรงิ ก้นหอยก็เป็นสิ่งหนึ่งที่ยึดติดกบั ชุดทีเ่ คล่อื นที่ แตจ่ ะใช้เพื่อเปน็ ตัวบงั คบั แรงต้านการเคล่ือนท่ขี องขดลวด ขณะทมี่ สี นามแม่เหล็ก และจะดึงใหข้ ดลวด กลับมาสู่ตาแหน่งเดมิ ขณะไม่มสี นามแม่เหล็กไฟฟา้ ท่ขี ดลวดนี้ โครงสร้างเครื่องวัดชนดิ ขดลวดเคลอ่ื นที่ ดังรปู ที่ 1.2 รูปท่ี 1.2 โครงสร้างเครื่องวัดชนดิ ขดลวดเคล่อื นท่ี

การหาค่าความต้านทานภายในของมิเตอร์มูฟเมนท์ แบบขดลวดเคลื่อนท่ี วิธีแรกหาได้โดยใช้ หลักการแบ่ง กระแสของการต่อตัวต้านทานแบบขนาน 2 ตัว ทาได้โดยการต่อวงจรตามรูปที่ 1.3 กล่าวคือในวงจรขนานถ้ากระแส ไหลในวงจรเท่ากันท้ัง 2 ส่วน แสดงว่าค่าความต้านทานท้ัง 2 ตัวมีค่าเท่ากัน จากรูปท่ี 1.3 เมื่อเราต่อวงจรแล้ว แต่ ยังไม่ต้องต่อ VR2 ตามเส้นประ ปิด S1 เพื่อจ่ายไฟเข้าวงจร ปรับ VR1 จนเข็มมิเตอร์ช้ีค่ากระแสสูงสุดสเกล แล้วต่อ VR2 เข้าตามเส้นประ ปรับ VR2 ให้เข็มมิเตอร์ช้ีที่ก่ึงกลางสเกล ปลด VR2 ออกจากวงจรมาใช้โอห์มมิเตอร์วัดค่าความ ต้านทานได้คา่ เทา่ ไร ค่าน้ีคอื ค่าความตา้ นทานภายในของมิเตอรน์ ้ันเอง รูปที่ 1.3 ส่วนอีกวิธีหน่ึงคือการใช้กฎของโอห์มคานวณหาค่าความต้านทานภายในของมิเตอร์มูฟเมนท์ ทาได้โดยการ ต่อวงจรตามรูปท่ี 1.4 กล่าวคือถ้าเรารู้ค่ากระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านมิเตอร์มูฟเมนต์ และรู้ค่าของแรงดันตกคร่อมมิเตอร์ มูฟเมนท์ขณะท่ีเข็มมิเตอร์ชี้ค่าสูงสุดสเกล แล้วใช้กฎของโอห์มคานวณ ก็จะได้ค่าความต้านทานภายในของมิเตอร์ จากวงจรรูปที่ 1.4 เมื่อเราต่อวงจรแล้วแต่ยังไม่ต้องต่อโวลท์มิเตอร์ (V) ตามเส้นประ ปิด S1 เพ่ือจ่ายไฟเข้าวงจร ปรับ VR1 จนเข็มมิเตอร์ช้ีค่ากระแสสูงสุดสเกล แล้วต่อโวลท์มิเตอร์ (V) เข้าตามเส้นประ อ่านค่าแรงดันจากโวลท์ มิเตอร์ (V) และอ่านค่ากระแสจากแอมมิเตอร์ตัวที่ต้องการหาค่าความต้านทานภายใน นาค่าทั้งสองน้ีมาใช้กฎของ โอหม์ R = V / I คานวณหาค่าความตา้ นทานไดค้ ่าเท่าไร ค่าน้ีคือคา่ ความต้านทานภายในของมิเตอรน์ น้ั เอง รปู ที่ 1.4

ความไวในการวดั (Sensitivity) ความไวในการวดั เป็นความสามารถของเครอื่ งวัดไฟฟ้าในการตรวจจบั กระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านขดลวดเคลอ่ื ที่ ของเครอ่ื งวดั น้ันๆ เคร่ืองวัดที่มีความไวในการวัดที่ต่างกันจะมีผลในการวัดไม่เท่ากัน ซ่ึงถือว่าเครื่องวัดไฟฟ้าที่มีความไวในการ วดั สูงๆ จะมผี ลในการวัดเท่ียงตรงกวา่ เคร่ืองวดั ทีม่ ีความไวในการวัดตา่ ๆ ความไวในการวัดสามารถคานวณหาได้จาก สมการท่ี 1.9 และ 1.10 ดังน้ี Sensitive = 1 สมการท่ี 1.9 สมการที่ 1.10 Full Scale Current (A) หรอื Sensitive = Internal Resistance () Full Scale Voltage (V) ความไวในการวดั (Sensitivity) จะมีหนว่ ยเป็น โอห์ม/โวลท์ (/V) เมื่อ Sensitivity = ความไวในการวดั ของเคร่ืองวัดไฟฟ้า (/V) Full Scale Current = ยา่ นวดั สงู สดุ ของกระแสไฟฟา้ (A) Full Scale Voltage = ย่านวดั สูงสุดของโวลทเ์ ตจ (V) Internal Resistance = คา่ ความต้านทานภายในของเคร่ืองวดั ไฟฟ้า () ตัวอยา่ งท่ี 1.6 มเิ ตอร์ตัวหน่ึงมีค่ากระแสสงู สดุ สเกล 10 mA จะมีคา่ ความไวในการวัดเทา่ ไร วิธีทา จากสมการท่ี 1.19 Sensitive = 1 Full Scale Current (A) = 1 =1 10 mA 1  10-3 Sensitive = 100  / V

ตัวอย่างที่ 1.7 มิเตอร์ตัวหน่ึงมีความไวในการวัด 10 K / V ต้ังย่านการวัด 250 Vdc. จะมีค่าความต้านทาน ภายในเท่าไร วิธที า จากสมการที่ 1.10 Sensitive = Internal Resistance () Full Scale Voltage (V) Internal Resistance = Sensitive  Full Scale Voltage = 10 K / V  250 V Internal Resistance = 2.5 M ขอ้ ดีของความไวในการวัด 1. ทาให้เรารจู้ กั ประสิทธภิ าพของเคร่ืองวดั ไฟฟ้า 2. สะดวกในการคานวณหาคา่ ความต้านทานภายในของเครือ่ งวดั ไฟฟ้า **********************************

แบบฝกึ หัด หน่วยท่ี 1 คาชี้แจง แบบฝึกหดั มีจานวน 20 ข้อ จงทาเครื่องหมาย  ลงบนตวั เลอื กท่ีถกู ต้องทสี่ ุด 1. ข้อใดคือหน่วยของกระแสไฟฟา้ ก. โวลต์ ข. แอมแปร์ ค. โอหม์ ง. ฟารดั จ. วตั ต์ 2. หนว่ ยของการวดั แรงดันไฟฟา้ คอื ข้อใด ก. โวลต์ ข. แอมแปร์ ค. โอหม์ ง. ฟารัด จ. วัตต์ 3. หนว่ ยของความตา้ นทานไฟฟา้ คอื ข้อใด ก. โวลต์ ข. แอมแปร์ ค. โอห์ม ง. ฟารัด จ. วตั ต์ 4. การกาหนดสญั ลักษณ์ของเคร่อื งมอื วัดแบ่งได้เป็นกีป่ ระเภท ก. 2 ประเภท ข. 3 ประเภท ค. 4 ประเภท ง. 5 ประเภท 5. สญั ลกั ษณ์นี้ คือ ก. โวลทม์ เิ ตอรไ์ ฟสลับ ข. โวลทม์ เิ ตอร์ไฟตรง ค. แอมมเิ ตอรไ์ ฟตรง ง. วตั ตม์ ิเตอร์ จ. โอห์มมิเอตร์

6. สัญลกั ษณ์น้ี คือ ก. ไมโครมเิ ตอร์ ข. ไมโครวัตต์มเิ ตอร์ ค. ไมโครโวลท์มิเตอร์ ง. ไมโครโอห์มมเิ ตอร์ จ. ไมโครแอมมิเตอร์ 7. สัญลกั ษณ์น้ี คือ ก. เครอื่ งวดั แบบขดลวดไขว้ ข. เคร่อื งวดั แบบขดลวดเหนยี่ วนา ค. เคร่ืองวัดแบบขดลวดเคล่อื นที่ ง. เครอ่ื งวดั แบบขดลวดไฟฟ้าสถิต จ. เครื่องวดั แบบขดลวดบรดิ จ์ 8. สญั ลกั ษณ์น้ี คือ ก. วางแนวนอน ข. วางตง้ั ฉาก ค. วางคว่าหน้า ง. วางทามมุ ขณะใชง้ าน จ. วางหงายหน้า 9. ขอ้ ใดคือ หนา้ ที่ของเครื่องมอื วดั ก. แสดงคา่ ความต้านทาน ข. ปรับความตา้ นทานศูนย์ รกั ษาระดับแรงดัน ค. บนั ทึกและบอกคา่ ง. บนั ทึก แสดงผล และควบคมุ จ. ควบคมุ กระแสในวงจร 10. เครื่องท่สี ามารถวัดปริมาณไฟฟา้ ได้ใกล้เคียงกับค่าจริงมคี วามหมายตรงกบั ขอ้ ใด ก. ความแมน่ ยา ข. ความไว ค. ความเทย่ี งตรง ง. ความสามารถในการแยกค่า จ. ความละเอยี ดในการวัด

11. เครือ่ งมือวดั สามารถวัดปรมิ าณไฟฟ้าจานวนนอ้ ยๆ ได้มีความหมายตรงกบั ขอ้ ใด ก. ความแม่นยา ข. ความไว ค. ความเที่ยงตรง ง. ความสามารถในการแยกค่า จ. ความละเอียดในการวดั 12. เครื่องวัดแบบขดลวดเคลื่อนท่ี มีหลกั การทางานอย่างไร ก. แกนเหลก็ เคล่ือนทีใ่ นสนามแมเ่ หล็กถาวร ข. ขดลวดเคลอ่ื นท่ีในสนามแมเ่ หล็กไฟฟา้ ค. สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ เคล่ือนท่ีในขดลวด ง. แท่งเหลก็ เคลอื่ นทใี่ นสนามแมเ่ หล็กถาวร จ. ขดลวดเคลอื่ นที่ในสนามแม่เหล็กถาวร 13. เครือ่ งวัดตัวหนง่ึ มคี ่าความไว 20 K/V จะมีคา่ กระแสเต็มสเกลเทา่ ไร ก. 20 A ข. 30 A ค. 40 A ง. 50 A จ. 60 A 14. ขอ้ ใดคอื ความผิดพลาดในการวดั ก. คา่ ทว่ี ัดได้ไมต่ รงกบั คา่ จริง ข. ความบกพร่องของวงจร ค. ความแตกตา่ งของคา่ จริงกบั ค่าท่วี ดั ง. ความไวของเครอ่ื งมือวดั สูง จ. การตดิ ตั้งเครื่องวดั ไมต่ รง 15. ขอ้ ความคือคือความหมายของความเท่ียงตรง ก. ความถกู ต้องในการวัดกลายๆ ตวั แปร ข. คา่ เฉลย่ี ในการวัดทั้งหมดรวมกัน ค. ความผดิ พลาดการอ่านค่าท่นี ้อยทสี่ ุด ง. วัดคา่ ตัวแปลเดยี วกนั หลายคร้ังได้ค่าใกล้เคยี งกัน จ. ความถกู ตอ้ งในการวดั คร้งั เดียว

16. ค่าความต้านทานภายในของมเิ ตอร์เปน็ ค่าความตา้ นทานของอะไร ก. แมเ่ หล็กถาวร ข. สปริงกน้ หอย ค. เข็มมิเตอร์ ง. สนามแมเ่ หลก็ จ. ขดลวดภายในมเิ ตอร์ 17. มเิ ตอรต์ ัวหน่ึงมีคา่ กระแสไฟฟา้ สูงสุดสเกล 50 mA จะมีความไวในการวัดเท่าไร ก. 10  / V ข. 20  / V ค. 30  / V ง. 40  / V จ. 50  / V 18. มิเตอรต์ ัวหน่งึ มีความไวในการวดั 1,000 K / V ต้งั ย่านการวดั 30V จะมีคา่ ความต้านทานภายในเท่าไร ก. 0.0333  / V ข. 0.333  / V ค. 3.333  / V ง. 33.33  / V จ. 333.3  / V 19. จงบอกถงึ มิเตอรม์ ฟู เมนทท์ ด่ี คี วรมีค่าความไวในการวัดอยา่ งไร ก. สูง ข. ตา่ ค. ปานกลาง ง. ปรบั คา่ ได้ จ. ค่าคงที่ 20. ถ้าต่อวงจรการหาค่าความต้านทานภายในมิเตอร์มูฟเมนท์แบบใช้กฎของโอห์ม ปรากฏว่าอ่านค่าแรงดันตกครอ่ ม มิลลิแอมมเิ ตอร์ได้ 0.5 V มลิ ลิแอมมิเตอรน์ ้ีจะมีคา่ ความตา้ นทานภายในเทา่ ไร ก. 5  ข. 50  ค. 500  ง. 5 K จ. 50 K **********************************