เอกสารประกอบการสอน-ใช้จริง

เอกสารประกอบการสอน วิชา เคร่อื งมือวัดไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ดร.ณฐั ดนยั สิงห์คลวี รรณสาขาวิชาเทคโนโลยคี อมพิวเตอร์อิเลก็ ทรอนกิ ส์ คณะวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเดจ็ เจา้ พระยา ปีการศกึ ษา 2557

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครือ่ งมอื วดั ไฟฟา้ และ อิเล็กทรอนิกส์ ดร.ณฐั ดนัย สิงหค์ ลีวรรณ ปร.ด. (การจดั การเทคโนโลยี)สาขาวิชาเทคโนโลยคี อมพิวเตอรอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์ คณะวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั บ้านสมเด็จเจา้ พระยา ปีการศึกษา 2557

คานา เอกสารประกอบการสอน รายวิชาเคร่ืองมือวัดทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รหัสวิชา4214301 ทน่ี ักศึกษาปริญญาตรี 4 ปี สาขาวิชาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ ของมหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยาทุกคนต้องเรียน ดังน้ันจึงมีความจาเป็นอย่างย่ิงท่ีจะต้องมีเอกสารประกอบการสอนที่รวบรวมเนื้อหาครบถ้วนตามท่ีหลักสูตรได้กาหนดไว้ โดยมีลักษณะของเนื้อหาเป็นการเขียนข้อมูลประกอบเชิงบรรยายและการทดลอง ท่ีมุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความเข้าใจและใช้ประกอบการฝกึ ปฏบิ ตั ิ ซ่ึงเนอื้ หาบางส่วนเรียบเรียงจากประสบการณ์การทางานของผู้เขียนรวมทง้ั การศกึ ษาค้นคว้าจากตาราวิชาการ ท้ังของไทยและตา่ งประเทศ เอกสารประกอบการสอนเลม่ นีม้ ที งั้ หมด 11 บท ซง่ึ ประกอบดว้ ย ระบบหน่วยวัด ความผดิ พลาดจากการวัด เคร่ืองมือวัดไฟฟ้ากระแสตรง แอมป์มิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ โอมห์มิเตอร์ ดิจิทัลโวลต์มิเตอร์ การใช้งานมัลติมิเตอร์ วงจรบริดจ์ ออสซิลโลสโคปและเซนเซอร์และทรานสดิวเซอร์เบอ้ื งตน้ ผู้เขียนหวังว่าเอกสารประกอบการสอนเล่มนี้ จะเป็นประโยชน์สาหรับผู้อ่าน ในการใช้เปน็ คู่มือสาหรบั การศกึ ษาเกยี่ วกบั เครือ่ งมือวดั ทางไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ หากมขี ้อแนะนาที่เป็นประโยชนต์ ่อการปรบั ปรุงเอกสารเลม่ น้ี กรณุ าแจง้ ตอ่ ผู้เขียนจกั เป็นพระคณุ ยง่ิ สุดท้ายผู้เขียนขอขอบพระคุณทุกท่านที่ให้ความช่วยเหลือ แนะนา เพ่ือให้เอกสารประกอบการสอนฉบบั น้ีเสร็จสน้ิ ดว้ ยดี ดร.ณัฐดนยั สิงหค์ ลวี รรณ

สารบญั หนา้คานา........................................................................................................................................................คสารบญั .................................................................................................................................................... งสารบัญตาราง ......................................................................................................................................... ฏสารบญั ภาพ .............................................................................................................................................ฐแผนบรหิ ารการสอนประจาวิชา............................................................................................................... บแผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 1 ...........................................................................................................1บทท่ี 1 .....................................................................................................................................................3ระบบหน่วยวดั .........................................................................................................................................3 ความเป็นมาของระบบหน่วยวัด ........................................................................................................... 3 ระบบหน่วยวดั ระหว่างประเทศ............................................................................................................ 4 หน่วยฐานเอสไอ................................................................................................................................... 4 นิยามของหน่วยฐานเอสไอ (SI base unit definition)............................................................. 5 หนว่ ยอนพุ นั ธข์ องมาตรฐานเอสไอ ............................................................................................ 7 คานาหนา้ หน่วย ................................................................................................................................. 11 การเปล่ียนแปลงหน่วย............................................................................................................ 12 การแปลงหน่วยอปุ สรรค ......................................................................................................... 14 มาตรฐานของการวัด .......................................................................................................................... 14 สรปุ สาระสาคัญ ................................................................................................................................. 15แบบฝึกหัดท้ายบท..................................................................................................................................17เอกสารอ้างองิ ........................................................................................................................................19แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 2 .........................................................................................................21บทที่ 2 ...................................................................................................................................................23ความผดิ พลาดจากการวัด ......................................................................................................................23 ชนดิ ของความผดิ พลาด...................................................................................................................... 23 ความผดิ พลาดจากผวู้ ัด (Human error)................................................................................. 23 ความผดิ พลาดของระบบ (Systematic error)........................................................................ 24 ความผิดพลาดแบบสุ่ม (Random error)................................................................................ 24 สาเหตขุ องความผดิ พลาดของเครอื่ งมือวัด............................................................................... 25 นิยามทเ่ี กยี่ วข้องกบั เคร่ืองมือวัด ........................................................................................................ 25

(จ) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครือ่ งมือวัดไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สารบัญ (ตอ่ ) หน้า การคานวณคา่ ความผดิ พลาดจากการวดั ............................................................................................ 29 ระดับชั้นของเครื่องมือวัด (Class of Instruments)........................................................................... 30 สรุปสาระสาคัญ ................................................................................................................................. 35แบบฝกึ หัดทา้ ยบท..................................................................................................................................37เอกสารอา้ งองิ ........................................................................................................................................38แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 3 .........................................................................................................39บทที่ 3 ...................................................................................................................................................41เครือ่ งมอื วดั ไฟฟา้ กระแสตรง..................................................................................................................41 หลกั การพน้ื ฐานของเครือ่ งมือวดั ไฟฟา้ กระแสตรง.............................................................................. 41 หลักการทางานของเคร่ืองวัดชนดิ ขดลวดเคลือ่ นที่แบบดาร์สันวัล............................................ 42 ส่วนประกอบของเคร่ืองวัดชนดิ ขดลวดเคลือ่ นทแี่ บบดารส์ ันวลั .......................................................... 42 โครงสร้างของเครือ่ งวัดชนดิ ขดลวดเคล่ือนท่แี บบดาร์สันวัล .................................................... 43 จุดหมนุ ของชดุ ขดลวดเคลื่อนที่ ............................................................................................... 45 การบ่ายเบนของชุดขดลวดเคลอ่ื นท่ี ................................................................................................... 46 แรงทางกลของเครื่องมือวดั ..................................................................................................... 48 สเกลของเคร่ืองวดั ไฟฟา้ กระแสตรง.................................................................................................... 51 ความไวในการวดั ............................................................................................................................... 53 ข้อดีของชุดขดลวดเคลอื่ นท่แี บบดารส์ นั วาล์....................................................................................... 54 ขอ้ เสยี ของชุดขดลวดเคลือ่ นท่ีแบบดาร์สนั วาล์ ................................................................................... 54 สรุปสาระสาคัญ ................................................................................................................................. 54การทดลอง .............................................................................................................................................55แบบฝึกหดั ทา้ ยบท..................................................................................................................................58เอกสารอา้ งอิง ........................................................................................................................................59แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 4 .........................................................................................................60บทที่ 4 ...................................................................................................................................................62แอมป์มเิ ตอร์...........................................................................................................................................62 แอมป์มเิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง ............................................................................................................ 62 วงจรของแอมป์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ................................................................................... 63 การขยายย่านวดั ของแอมมเิ ตอร์.............................................................................................. 64 ความตา้ นทานสแวพป้งิ (Swamping Resistance)................................................................. 69

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมือวัดไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนกิ ส์ (ฉ) สารบญั (ตอ่ ) หนา้ แอมมเิ ตอร์แบบหลายยา่ นวดั แบบซิงเกิลชนั้ ท์ ......................................................................... 70 สเกลของแอมมเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบหลายยา่ นวัด.......................................................... 72 แอมมเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั .............................................................................................................. 73 โครงสรา้ งของแอมมเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั ............................................................................. 73 สรปุ สาระสาคญั ................................................................................................................................. 75การทดลอง .............................................................................................................................................77แบบฝกึ หดั ทา้ ยบท..................................................................................................................................83เอกสารอา้ งอิง ........................................................................................................................................85แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 5 .........................................................................................................86บทที่ 5 ...................................................................................................................................................88โวลตม์ ิเตอร์............................................................................................................................................88 โวลตม์ เิ ตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง.............................................................................................................. 88 วงจรของโวลตม์ ิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง..................................................................................... 89 การขยายย่านวัดของโวลตม์ ิเตอร์ ............................................................................................ 90 โวลต์มเิ ตอร์แบบหลายยา่ นวดั ................................................................................................. 91 สเกลของโวลต์มเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบหลายยา่ นวดั ......................................................... 93 โวลตม์ ิเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลับ............................................................................................................. 94 โครงสรา้ งของแอมมิเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลับ ............................................................................. 95 สรุปสาระสาคัญ ................................................................................................................................. 98การทดลอง .............................................................................................................................................99แบบฝึกหัดทา้ ยบท............................................................................................................................... 104เอกสารอ้างอิง ..................................................................................................................................... 105แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 6 ...................................................................................................... 106บทที่ 6 ................................................................................................................................................ 108โอหม์ มิเตอร์......................................................................................................................................... 108 โอห์มมิเตอร์แบบปรบั ค่าศนู ย์ ...........................................................................................................111 โอห์มมเิ ตอร์แบบหลายยา่ นวัด (Multi-Range Ohmmiter).............................................................115 สรุปสาระสาคญั ...............................................................................................................................122แบบฝึกหัดทา้ ยบท............................................................................................................................... 123เอกสารอ้างองิ ..................................................................................................................................... 125

(ช) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครือ่ งมอื วดั ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ สารบัญ (ตอ่ ) หน้าแผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 7 ...................................................................................................... 126บทท่ี 7............................................................................................................................................... 128ดิจติ อลโวลต์มิเตอร์ ............................................................................................................................. 128 ดิจติ อลโวลตม์ เิ ตอร์ ..........................................................................................................................128 โครงสรา้ งของดจิ ติ อลโวลต์มเิ ตอร์ ....................................................................................................129 วงจรเปรียบเทยี บแรงดนั .......................................................................................................129 วงจรกาเนิดสัญญาณนาฬกิ า..................................................................................................130 วงจรนับขน้ึ – ลง...................................................................................................................130 วงจรแปลงสญั ญาณดิจติ อลเป็นอนาลอ็ ก...............................................................................132 วงจรถอดรหัสฐานสบิ ............................................................................................................134 คาศัพท์ท่ีเก่ียวขอ้ งกับดิจติ อลโวลตม์ ิเตอร์ ........................................................................................138 สรุปสาระสาคัญ ...............................................................................................................................139การทดลอง.......................................................................................................................................... 140การวัดแรงดนั ไฟฟา้ ด้วยดิจติ อลโวลต์มเิ ตอร์ ........................................................................................ 140แบบฝกึ หัดทา้ ยบท............................................................................................................................... 143เอกสารอ้างองิ ..................................................................................................................................... 144แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 8 ...................................................................................................... 145บทท่ี 8 ................................................................................................................................................ 147การใช้งานมลั ติมเิ ตอร์.......................................................................................................................... 147 มัลติมิเตอร์ ....................................................................................................................................... 147 มลั ตมิ เิ ตอร์แบบอนาล็อก..................................................................................................................147 ส่วนประกอบสาคัญของมลั ติมเิ ตอร์แบบเข็ม..........................................................................148 การเตรียมก่อนทาการวดั .......................................................................................................149 การวดั แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง.........................................................................................................150 ลาดับขนั้ การใชโ้ วลตม์ ิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง.........................................................................151 การอ่านสเกลของโวลตม์ ิเตอร์ ...............................................................................................151 การวัดแรงดันไฟฟา้ กระแสสลับ........................................................................................................153 ลาดบั ขัน้ การใชโ้ วลตม์ เิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสสลบั ........................................................................154 ขอ้ ควรระวงั ในการวดั ............................................................................................................154 การอา่ นสเกลของโวลต์มิเตอร์ ...............................................................................................154

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครื่องมอื วัดไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (ซ) สารบญั (ตอ่ ) หน้า การวดั กระแสไฟฟา้ กระแสตรง.........................................................................................................155 ลาดบั ขน้ั การใช้แอมป์มิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง .......................................................................156 ขอ้ ควรระวังในการวัด............................................................................................................157 การอา่ นสเกลของแอมปม์ ิเตอร์..............................................................................................157 การวัดคา่ ความตา้ นทานไฟฟา้ ..........................................................................................................158 ลาดับข้นั ตอนการใช้โอหม์ มเิ ตอร์...........................................................................................159 ข้อควรระวงั ในการวัด............................................................................................................159 การอ่านสเกลของโอห์มมิเตอร์............................................................................................... 159 ขอ้ ควรระวงั ในการใชม้ ัลติมิเตอร์......................................................................................................161 การบารุงรกั ษามัลติมิเตอร์................................................................................................................162 การใช้งานดจิ ติ อลมลั ติมิเตอร์ ...........................................................................................................163 สว่ นประกอบทสี่ าคัญของดิจิตอลมัลติมเิ ตอร์....................................................................................164 ขอ้ ควรทราบก่อนการใช้งาน..................................................................................................165 การวดั ค่าแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรง.....................................................................................................165 ลาดับขั้นการใช้โวลต์มเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง.........................................................................165 การวัดคา่ แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ...................................................................................................165 ลาดบั ขั้นการใชโ้ วลตม์ ิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั ........................................................................165 การวดั คา่ กระแสไฟฟา้ ......................................................................................................................166 ลาดบั ข้นั การใช้แอมป์มเิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง .......................................................................166 การวดั คา่ ความต้านทานไฟฟา้ ..........................................................................................................166 ลาดับขน้ั การใช้โอห์มมิเตอร์ ..................................................................................................166 ขอ้ ควรระวงั และการเตรยี มสาหรับการวัด ........................................................................................166 การบารุงรักษาดจิ ิทลั มลั ติมเิ ตอร์ ......................................................................................................167 สรปุ สาระสาคญั ...............................................................................................................................168แบบฝกึ หดั ทา้ ยบท............................................................................................................................... 169เอกสารอา้ งอิง ..................................................................................................................................... 171แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 9 ...................................................................................................... 172บทท่ี 9 ................................................................................................................................................ 174วงจรบริดจ์ .......................................................................................................................................... 174 วิทสโตนบรดิ จ์..................................................................................................................................175

(ฌ) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครือ่ งมอื วัดไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สารบัญ (ตอ่ ) หนา้ สภาวะสมดลุ ของบริดจ์ .........................................................................................................175 ความไวของวทิ สโตนบริดจ์ ....................................................................................................177 การวิเคราะหว์ ทิ สโตนบริดจ์ในสภาวะไม่สมดลุ ......................................................................177 วทิ สโตนบริดจ์ท่ีใชค้ า่ ความต้านทานแตกต่างกนั เล็กนอ้ ย.......................................................180 เคลวินบริดจ์..................................................................................................................................... 182 การประยุกตใ์ ช้งานวงจรบรดิ จ์ .........................................................................................................184 วงจรบริดจ์ไฟฟา้ กระแสสลบั ............................................................................................................186 แมกซเ์ วลบริดจ์ (Maxwell’s bridge)...................................................................................187 การประยุกต์ใชง้ านวงจรบริดจไ์ ฟฟ้ากระแสสลับ ..............................................................................189 สรุปสาระสาคญั ...............................................................................................................................189แบบฝกึ หัดทา้ ยบท............................................................................................................................... 191เอกสารอ้างอิง ..................................................................................................................................... 193แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 10 .................................................................................................... 194บทที่ 10 .............................................................................................................................................. 196ออสซลิ โลสโคป ................................................................................................................................... 196 ออสซิลโลสโคป ................................................................................................................................196 หลักการทางานของออสซลิ โลสโคป..................................................................................................196 หลอดภาพรังสีคาโทด ............................................................................................................ 197 ระบบควบคุมการเบยี่ งเบนทางแนวต้งั ...................................................................................199 ระบบควบคุมการเบยี่ งเบนทางแนวนอน ...............................................................................199 การแสดงภาพบนออสซิลโลสโคป .......................................................................................... 200 อนาลอ็ กออสซิลโลสโคป ..................................................................................................................201 สว่ นประกอบพนื้ ฐานของออสซลิ โลสโคป .........................................................................................201 สายวัดสญั ญาณไฟฟา้ .......................................................................................................................205 สว่ นประกอบของสายวดั สญั ญาณไฟฟ้า.................................................................................205 การปรับเทยี บโพรบ...............................................................................................................206 การเตรียมออสซลิ โลสโคปก่อนการใช้งาน ........................................................................................207 การใชง้ านออสซลิ โลสโคป................................................................................................................207 การวัดแรงดนั ไฟฟา้ กระแสตรง..............................................................................................208 การวัดแรงดันไฟฟา้ กระแสสลบั .............................................................................................209

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เคร่ืองมอื วัดไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ (ญ) สารบญั (ตอ่ ) หน้า การวัดคาบเวลาและความถี่................................................................................................... 211 ดิจติ อลออสซลิ โลสโคป.....................................................................................................................213 คุณสมบัติเด่นของดิจิตอลออสซิลโลสโคป .............................................................................. 214 การใชง้ านดจิ ิทัลออสซลิ โลสโคป.......................................................................................................215 ระบบสอ่ื ประสานบนจอภาพ .................................................................................................215 ระบบควบคุมทางแนวต้ัง ....................................................................................................... 216 ระบบควบคุมทางแนวนอน .................................................................................................... 218 ระบบเมนู .............................................................................................................................. 219 การปรับเทียบตนเอง ........................................................................................................................ 221 การปรบั เทียบโพรบ...............................................................................................................222 การวัดแรงดนั ไฟฟา้ โดยอตั โนมตั ิ ......................................................................................................224 การวดั พารามิเตอร์ทางเวลาโดยอตั โนมัติ...............................................................................225 การวัดด้วยเคอรเ์ ซอร์ ............................................................................................................225 การวดั ในโหมดแมนนวล........................................................................................................226 การวัดในโหมดติดตาม........................................................................................................... 227 การวัดในโหมดอตั โนมัติ.........................................................................................................228 สรุปสาระสาคญั ...............................................................................................................................229แบบฝึกหดั ท้ายบท............................................................................................................................... 230เอกสารอา้ งองิ ..................................................................................................................................... 232บทท่ี 11 .............................................................................................................................................. 233เซนเซอร์และทรานสดวิ เซอร์เบ้ืองตน้ .................................................................................................. 233 นยิ าม ...............................................................................................................................................233 ประเภทของทรานสดิวเซอร์ .............................................................................................................234 ชนิดของทรานสดวิ เซอร์ ...................................................................................................................234 ทรานสดิวเซอร์สาหรบั วัดอุณหภูมิ....................................................................................................234 เทอรม์ สิ เตอร์.........................................................................................................................235 อารท์ ีดี ..................................................................................................................................239 เทอรโ์ มคัปเปลิ ......................................................................................................................244 ไอซเี ซ็นเซอร์อณุ หภมู ิ ............................................................................................................250 ไอซี LM335..........................................................................................................................251

(ฎ) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมอื วัดไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ สารบัญ (ตอ่ ) หน้า ไอซี LM34 ............................................................................................................................255 ไอซี AD590/592 ..................................................................................................................258 ทรานสดิวเซอร์สาหรบั วดั ตัวแปรทางกล...........................................................................................260 สเตรนเกจ .............................................................................................................................261 สเตรนเกจแบบสารก่ึงตวั นา...................................................................................................270 โหลดเซล (Load cell) ..........................................................................................................272 ทรานสดวิ เซอรว์ ัดความดัน...............................................................................................................277 ทรานสดิวเซอรแ์ บบใช้แสง (Optical transducer)..........................................................................292 แหล่งกาเนิดแสง .................................................................................................................... 292 อุปกรณ์ตรวจจบั แสง .............................................................................................................297 การประยุกต์ใชง้ านเปน็ ทรานสดิวเซอรต์ รวจจบั แบบใช้แสง...................................................300 การตดิ ตง้ั ทรานสดวิ เซอร์ตรวจจบั แสง...................................................................................302 สรปุ สาระสาคญั ...............................................................................................................................304แบบฝึกหดั ทา้ ยบท............................................................................................................................... 306เอกสารอา้ งอิง ..................................................................................................................................... 307บรรณานกุ รม....................................................................................................................................... 311

สารบัญตารางตารางที่ 1 หนา้ตารางท่ี 2 สรปุ หนว่ ยฐานเอสไอ..............................................................................................................7ตารางท่ี 3 ตัวอยา่ งของหนว่ ยอนุพันธ์ทางกล...........................................................................................8ตารางท่ี 4 หน่วยอนพุ นั ธเ์ อสไอท่ีมีชือ่ เฉพาะ...........................................................................................8ตารางที่ 5 หนว่ ยวัดทีใ่ ช้กนั อย่างแพรห่ ลาย.............................................................................................9ตารางที่ 6 หน่วยทีเ่ ก่ียวขอ้ งกับการทดลอง ...........................................................................................10ตารางท่ี 7 หน่วยวดั ธรรมชาติ ...............................................................................................................10ตารางท่ี 8 หนว่ ยวดั อะตอม...................................................................................................................10ตารางท่ี 9 หน่วยวดั ท่ใี ช้อย่างแพรห่ ลายแต่ยงั ไม่ยอมรบั อย่างเป็นทางการ ............................................11ตารางท่ี 10 ค่าและสญั ลักษณ์ของคานาหนา้ หน่วย .................................................................................11ตารางท่ี 11 ตารางความจริงของวงจรนับฐานสิบ...................................................................................132ตารางที่ 12 ค่าแรงดนั เอาท์พุทของวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาล็อก.........................................133ตารางที่ 13 เปรียบเทยี บรหัสเลขฐานสอง 4 บทิ กบั เลขฐานสิบ.............................................................134ตารางท่ี 14 ความสัมพนั ธข์ องรหสั เลขฐานสองเลขฐานสิบกับตาแหน่งการติดสวา่ งของ LED 7Segment....135ตารางท่ี 15 เปรยี บเทยี บการเกิดเอาท์พุททว่ี งจรแต่ละสว่ นในการทางาน 1 รอบ..................................138ตารางที่ 16 ความสัมพนั ธข์ องสเกล ยา่ นวัด และคา่ แรงดนั ไฟฟ้าของโวลต์มเิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง .......152ตารางท่ี 17 ความสมั พนั ธ์ของสเกล ยา่ นวดั และคา่ แรงดนั ไฟฟ้าของโวลตม์ เิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ......155ตารางที่ 18 ความสัมพนั ธ์ของสเกล ยา่ นวัด และคา่ กระแสไฟฟ้าของแอมป์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง......158ตารางท่ี 19 ความสมั พันธ์ของสเกล ย่านวดั และคา่ ความต้านทานไฟฟา้ ของโอห์มมเิ ตอร์ .....................160ตารางท่ี 20 คณุ สมบตั ิของเครือ่ ง...........................................................................................................164ตารางท่ี 21 สว่ นประกอบพ้นื ฐานของออสซิลโลสโคป...........................................................................202ตารางที่ 22 คณุ สมบตั ิของเทอร์โมคัปเปลิ ทน่ี ยิ มใชง้ าน .........................................................................247ตารางท่ี 23 คุณสมบตั ิทว่ั ไปของ LM335 ..............................................................................................252ตารางท่ี 24 ตระกูลย่อยของ IC # LM335............................................................................................252ตารางที่ 25 คณุ สมบตั ิทว่ั ไปของ LM34.................................................................................................257ตารางท่ี 26 คุณสมบัตทิ ว่ั ไปของ AD590...............................................................................................259ตารางท่ี 27 ตวั อย่างความสาพนั ธ์ของนา้ หนกั และแรงดนั เอาท์พุทของโหลดเซล...................................274ตารางที่ 28 คุณสมบัตทิ ัว่ ไปของ MPXA6115A.....................................................................................289ตารางท่ี 29 คณุ สมบัติเฉพาะของ MPXA6115A...................................................................................289 ความสัมพนั ธ์ระหว่างสีและวัสดุทีใ่ ช้ทาหลอดไดโอดเปล่งแสง ............................................294

สารบัญภาพภาพที่ 1 หนา้ภาพที่ 2 การตรวจสอบเลเซอร์ฮเี ลียมนีออนในห้องปฏิบตั ิการของประเทศแคนาดา................................ 5ภาพท่ี 3 มวลต้นแบบประถมภูมริ ะหว่างประเทศ .................................................................................... 5ภาพท่ี 4 นาฬกิ าอะตอมของธาตซุ ีเซียม 133........................................................................................... 6ภาพที่ 5 นยิ ามของปริมาณกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ ............................................................................... 6ภาพท่ี 6 การวดั ค่าความเข้มการสอ่ งสวาง ............................................................................................... 7ภาพที่ 7 ความสัมพันธ์ของการแปลงจานวนและการเล่ือนตาแหนง่ จุดทศนิยม ...................................... 13ภาพท่ี 8 ความผิดพลาดจากการอา่ นค่าบนหนา้ ปทั ม์เครอ่ื งมอื วดั .......................................................... 23ภาพท่ี 9 การกระจายของคา่ ที่วัด........................................................................................................... 24ภาพที่ 10 โวลตม์ ิเตอรน์ ้มี ีความแม่นยาและความเทยี่ งตรงในการวัด........................................................ 27ภาพที่ 11 โวลต์มเิ ตอร์นี้มคี วามแม่นยาแต่ไมม่ ีความเทีย่ งตรงในการวดั ................................................... 27ภาพท่ี 12 โวลต์มเิ ตอร์นี้ไม่มคี วามแม่นยาและไม่มีความเท่ียงตรงในการวัด ............................................. 27ภาพท่ี 13 เปรียบเทยี บความแมน่ ยาและความเที่ยงตรงกับการปาลกู ดอกบนแผ่นเปา้ ............................. 28ภาพท่ี 14 ดจิ ิทลั โวลตม์ ิเตอรท์ ีย่ า่ นวัด 2 โวลตแ์ สดงความละเอยี ดในการวดั 10 มิลลิโวลต์...................... 29ภาพที่ 15 เครื่องมือวดั ระดับชนั้ 0.05 เคร่ืองไมโครโอห์มมิเตอร์.............................................................. 31ภาพท่ี 16 เครอื่ งมือวัดระดับชัน้ 0.5 (ก) แอนะล็อกมัลติมิเตอร์ (ข) ดิจิทัลมัลติมเิ ตอร์............................. 31ภาพท่ี 17 เครอ่ื งจา่ ยแรงดนั ไฟฟา้ กระแสสลับท่ใี ช้หน้าปัทม์แสดงค่าแรงดันไฟฟา้ ระดบั ชัน้ 1.0............... 32ภาพที่ 18 โวลต์มเิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสตรงระดับช้ัน 2.0 .............................................................................. 32ภาพที่ 19 ค่าการวัดอยู่ในพื้นทที่ ่มี ากกว่า 2 ใน 3 ของระดับเต็มสเกล ..................................................... 34 การทดลองของ เออรเ์ สตด (ก) เข็มทิศไมม่ กี ารบ่ายเบนเม่ือไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นภาพที่ 20 เส้นลวดตวั นา (ข) เข็มทิศมีการบา่ ยเบนเมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นเส้นลวดตัวนา............ 41ภาพที่ 21 โครงสร้างพน้ื ฐานของขดลวดเคล่ือนท่แี บบดารส์ นั วัล.............................................................. 42ภาพท่ี 22 ส่วนประกอบต่าง ๆ ของเคร่ืองวัดชนดิ ขดลวดเคลอื่ นท่ี........................................................... 43ภาพที่ 23 โครงสร้างของสว่ นไม่เคล่ือนท่ีของเคร่ืองวดั ไฟฟา้ แบบ PMMC................................................ 44ภาพท่ี 24 ตาแหน่งของขดลวดเคลื่อนที่ซึง่ อย่รู ะหว่างแกนเหล็กอ่อนทรงกระบอก................................... 44ภาพที่ 25 โครงสร้างส่วนเคลอื่ นที่ของเคร่ืองวดั ไฟฟ้าแบบ PMMC.......................................................... 44ภาพที่ 26 แบริ่งรองรับแกนแบบตัววี ....................................................................................................... 45ภาพที่ 27 แบรง่ิ แบบหอ้ ยแขวนเทาท์แบนด์............................................................................................. 46ภาพท่ี 28 โครงสรา้ งของชดุ ขดลวดเคลื่อนท่ี............................................................................................ 46 ทศิ ทางการไหลของกระแสไฟฟา้ ในขดลวด.............................................................................. 47

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอื่ งมือวัดไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ (ฑ)ภาพที่ 29 สารบญั ภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 30 หนา้ภาพท่ี 31 แรงกระทาที่เกิดขนึ้ ขณะเกดิ สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าของขดลวดเคล่อื นที่ ..................................... 47ภาพที่ 32 แรงบดิ ที่ทาใหเ้ กดิ การบ่ายเบนบนขดลวดเคลอื่ นที่ (1) แรงที่เกิดขึ้นบนแตล่ ะภาพท่ี 33 ขา้ งของขดลวดเคลอื่ นที่ (2) บรเิ วณรอบขดลวด ...................................................................... 49ภาพที่ 34 แรงท่ีเกดิ ขน้ึ บนชุดขดลวดเคลื่อนท่ี ......................................................................................... 50ภาพที่ 35 การสนั่ ของเข็มชี้เมื่อไมม่ ีแรงหนว่ ง .......................................................................................... 50ภาพท่ี 36 การเกดิ แรงหน่วงภายใน PMMC ซ่ึงเกดิ จากกระแสไฟฟ้าไหลวน ............................................ 51ภาพที่ 37 ทิศทางของฟลกั ซแ์ มเ่ หล็กที่เกดิ ขึ้นในขดลวดเคล่อื นท่ี............................................................. 52ภาพที่ 38 เปรียบเทยี บสเกลแบบลีเนียร์กับสเกลของเครื่องมือวัดแบบเขม็ ชค้ี า่ ........................................ 52ภาพท่ี 39 ลกั ษณะการต่อแอมป์มิเตอรเ์ พื่อวดั กระแสไฟฟ้า ..................................................................... 62ภาพท่ี 40 สัญลักษณข์ องแอมมเิ ตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง.............................................................................. 63ภาพที่ 41 วงจรสมมูลของขดลวดเคลือ่ นท่ี............................................................................................... 63ภาพท่ี 42 วงจรสมมลู ของแอมมเิ ตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง ............................................................................ 64ภาพท่ี 43 โครงสร้างทางกายภาพของแอมมิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง .......................................................... 64ภาพท่ี 44 เปรียบเทียบระยะทางกับปริมาณกระแสไฟฟ้าท่คี านวณได้จากแอมมิเตอร์.............................. 68ภาพที่ 45 สเกลของแอมมเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงทป่ี รบั จากแนวเสน้ ตรง .................................................. 69ภาพท่ี 46 การต่อตัวตา้ นทานสแวพปิ้งในวงจรขดลวดเคลอื่ นท่ี................................................................ 69ภาพที่ 47 วงจรเมอื่ ยังไมม่ ตี วั ต้านทานสแวพป้งิ ....................................................................................... 69ภาพท่ี 48 วงจรเมือ่ ตอ่ ตวั ตา้ นทานสแวพปิง้ ............................................................................................. 69ภาพท่ี 49 สวิตชเ์ ลอื กยา่ นวัดแบบตอ่ ก่อนตัด........................................................................................... 70ภาพท่ี 50 วงจรสมมูลของแอมมิเตอรแ์ บบหลายย่านวัด .......................................................................... 71ภาพที่ 51 วงจรแอมมเิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสตรงแบบหลายย่านวัด ................................................................ 72ภาพท่ี 52 สเกลของแอมมเิ ตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงแบบหลายย่านวดั .......................................................... 73ภาพท่ี 53 สญั ลกั ษณข์ องแอมมเิ ตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลับ............................................................................. 73ภาพท่ี 54 โครงสร้างของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั ............................................................................. 74ภาพที่ 55 วงจรเรยี งกระแสแบบเตม็ คล่ืน ................................................................................................ 74ภาพที่ 56 วงจรเสมือนของแอมมเิ ตอร์ไฟฟา้ กระแสสลบั .......................................................................... 74ภาพท่ี 57 วงจรวดั กระแส Im ................................................................................................................... 78 วงจรวัดคา่ Rm......................................................................................................................... 78 วงจรแอมมิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง ............................................................................................ 78 วงจรการตอ่ แอมมิเตอร์ ........................................................................................................... 78

(ฒ) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอื่ งมอื วดั ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ภาพท่ี 58 สารบัญภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 59ภาพที่ 60 หนา้ภาพที่ 61 ลักษณะการต่อโวลตม์ เิ ตอรเ์ พื่อวดั แรงดันไฟฟา้ ....................................................................... 88ภาพที่ 62 สัญลักษณ์ของโวลตม์ เิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง............................................................................. 88ภาพที่ 63 วงจรสมมูลของโวลตม์ ิเตอร์ ..................................................................................................... 89ภาพที่ 64 โครงสรา้ งทางกายภาพของโวลต์มิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง ......................................................... 89ภาพที่ 65 วงสมมลู ของโวลตม์ เิ ตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงแบบหลายยา่ นวัด.................................................... 91ภาพที่ 66 สเกลของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบหลายย่านวัด.......................................................... 94ภาพท่ี 67 สัญลกั ษณข์ องโวลตม์ เิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ........................................................................... 94ภาพท่ี 68 โครงสรา้ งของโวลต์มิเตอร์ไฟฟา้ กระแสสลับ............................................................................ 95ภาพที่ 69 วงจรเรยี งกระแสแบบครึ่งคล่ืน ................................................................................................ 95ภาพท่ี 70 วงจรเสมือนของโวลต์มเิ ตอรช์ นิดเรยี งกระแสแบบครึ่งคลน่ื ..................................................... 95ภาพท่ี 71 วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบรดิ จ์ ....................................................................................... 97ภาพท่ี 72 วงจรเสมือนของแอมมิเตอร์ไฟฟา้ กระแสสลบั ชนิดเรยี งกระแสเตม็ คล่ืน................................... 97ภาพท่ี 73 วงจรวัดกระแส Im .................................................................................................................100ภาพท่ี 74 วงจรวดั คา่ Rm.......................................................................................................................100ภาพที่ 75 วงจรโวลตม์ ิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง.........................................................................................100ภาพท่ี 76 วงจรการต่อโวลต์มิเตอร์ ........................................................................................................100ภาพท่ี 77 วงจรเสมอื นของโอหม์ มเิ ตอร์แบบอนกุ รม..............................................................................108ภาพท่ี 78 สเกลของโอหม์ มเิ ตอรแ์ บบอนุกรมเมื่อเปรยี บเทียบกับสเกลของแอมมเิ ตอร์ ..........................108ภาพท่ี 79 วงจรโอหม์ มเิ ตอร์แบบอนุกรม ...............................................................................................110ภาพที่ 80 สเกลของโอหม์ มิเตอรแ์ บบอนุกรมทค่ี านวณได้ ......................................................................110ภาพที่ 81 โอห์มมเิ ตอร์แบบอนกุ รมแบบมตี ัวตา้ นทานปรับค่าศนู ย์โอห์ม................................................111ภาพท่ี 82 สเกลของโอห์มมเิ ตอร์............................................................................................................115ภาพที่ 83 วงจรโอหม์ มเิ ตอร์แบบหลายย่านวัด.......................................................................................116ภาพที่ 84 สเกลความตา้ นทานและสวิทชเ์ ลือกย่านการวัด.....................................................................116ภาพท่ี 85 บลอ็ กไดอะแกรมพื้นฐานของดิจติ อลโวลต์มิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง ........................................128ภาพท่ี 86 ตวั อยา่ งวงจรเปรียบเทียบแรงดนั ..........................................................................................129ภาพท่ี 87 กราฟแสดงสญั ญาณอินพุทต่อเอาท์พทุ ของวงจรเปรียบเทยี บแรงดัน.....................................129 วงจรกาเนดิ สัญญาณนาฬกิ าด้วย IC 555...............................................................................130 สัญญาณนาฬิกา ....................................................................................................................130 วงจรนับขน้ึ – ลง...................................................................................................................131

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอื่ งมือวดั ไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (ณ) สารบัญภาพ (ตอ่ ) หนา้ภาพท่ี 88 ไดอะแกรมของเวลาของวงจรนับขึน้ – ลง.............................................................................131ภาพท่ี 89 วงจรนับข้นึ – ลง 3 หลกั .......................................................................................................132ภาพที่ 90 วงจรแปลงแปลงสญั ญาณดจิ ิตอลเปน็ อนาล็อก......................................................................133ภาพท่ี 91 วงจรถอดรหสั เลขฐานสองแบบใช้ LED 7 Segment.............................................................135ภาพท่ี 92 ตัวอยา่ งวงจรถอดรหสั และวงจรแสดงผล 7 ส่วน...................................................................136ภาพที่ 93 ตวั อยา่ งวงจรโวลตม์ ิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ............................................................................136ภาพท่ี 94 การตอ่ วงจร...........................................................................................................................140ภาพที่ 95 มัลติมเิ ตอร์แบบอนาลอ็ ก.......................................................................................................148ภาพท่ี 96 การต่อมเิ ตอร์เพื่อวัดแรงดนั ไฟฟ้า..........................................................................................150ภาพท่ี 97 ย่านการวดั แรงดนั ไฟฟา้ กระแสตรง .......................................................................................151ภาพท่ี 98 สเกลแสดงผลของโวลตม์ ิเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง .....................................................................152ภาพท่ี 99 ย่านการวดั แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ......................................................................................153ภาพที่ 100 สเกลแสดงผลของโวลตม์ ิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั .................................................................154ภาพท่ี 101 การวัดกระแสไฟฟา้ ในวงจร................................................................................................156ภาพท่ี 102 ย่านการวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง....................................................................................156ภาพท่ี 103 สเกลแสดงผลของแอมป์มเิ ตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง ................................................................157ภาพท่ี 104 ย่านการวัดโอหม์ ................................................................................................................159ภาพท่ี 105 สเกลแสดงผลของโอหม์ มเิ ตอร์ ...........................................................................................160ภาพท่ี 106 ดิจติ ิลมัลตมิ เิ ตอร์ ยีห่ อ้ UNI-T รนุ่ UT33B.........................................................................163ภาพท่ี 107 วงจรบรดิ จอ์ ย่างง่าย...........................................................................................................174ภาพที่ 108 วงจรวิทสโตนบรดิ จ์............................................................................................................175ภาพท่ี 109 แรงดันไฟฟา้ เทียบเท่าเทวนิ ินของวงจรบริดจ์......................................................................177ภาพท่ี 110 การแปลงวงจรบริดจเ์ พ่ือหาค่าความตา้ นทานเทียบเทา่ เทวินนิ ...........................................178ภาพท่ี 111 วงจรบริดจเ์ มือ่ แปลงเป็นวงจรเสมอื นของเทวนิ ิน................................................................179ภาพที่ 112 วงจรวทิ สโตนบริดจ์ทมี่ ีคา่ ความต้านทานต่างกันเลก็ น้อย....................................................180ภาพท่ี 113 วงจรบริดจเ์ พอื่ หาค่าความต้านทานเทวินิน ........................................................................181ภาพท่ี 114 วงจรเทยี บเท่าเทวนิ นิ ของวทิ สโตนบริดจ์............................................................................181ภาพท่ี 115 วงจรเคลวินบรดิ จ์...............................................................................................................183ภาพที่ 116 ตัวอย่างแผนภาพการทางานของระบบควบคมุ ด้วยวงจรบริดจ์...........................................184ภาพท่ี 117 วงจรบริดจ์ทต่ี อ่ รว่ มกบั เซนเซอร์ ........................................................................................184

(ด) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครื่องมอื วัดไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนกิ ส์ภาพที่ 118 สารบญั ภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 119ภาพท่ี 120 หน้าภาพท่ี 121 วงจรบรดิ จไ์ ฟฟา้ กระแสสลบั ..............................................................................................187ภาพที่ 122 วงจรแมกซ์เวลบริดจ์ ..........................................................................................................188 แผนภาพไดอะแกรมของออสซิลโลสโคป ............................................................................ 197ภาพที่ 123 ชดุ ปนื อเิ ล็กตรอน...............................................................................................................197ภาพที่ 124 (ก) ลาอิเล็กตรอนที่ไม่ได้เคลอ่ื นทผ่ี ่านชดุ เบย่ี งเบนทางแนวตงั้ และแนวนอนจะเกดิ ภาพภาพท่ี 125 เปน็ จุดเรืองแสงบนจอภาพเท่านน้ั (ข) ลาอิเล็กตรอนท่ีผ่านเฉพาะชุดเบ่ยี งเบนทางภาพที่ 126 แนวนอน (ค) ลาอิเล็กตรอนที่เคลื่อนทผ่ี า่ นชุดเบย่ี งเบนทางแนวต้งั และแนวนอน...............198ภาพท่ี 127 แผนภาพไดอะแกรมของระบบเบีย่ งเบนทางแนวต้ัง ...........................................................199ภาพท่ี 128 แผนภาพไดอะแกรมของระบบเบ่ยี งเบนทางแนวต้งั ...........................................................200ภาพที่ 129 วงจรสวทิ ช์เลือกสญั ญาณทริกเกอร์ ....................................................................................200ภาพท่ี 130 ความสมั พันธ์ของการแสดงสัญญาณภาพบนจอออสซิลโลสโคป .........................................201ภาพที่ 131 ส่วนประกอบของออสซิลโลสโคป ....................................................................................... 204ภาพท่ี 132 ส่วนประกอบของสายโพรบ ................................................................................................ 205ภาพท่ี 133 วงจรสมมูลของสายโพรบ ...................................................................................................206ภาพที่ 134 (ก) ลักษณะของรูปคลืน่ ท่ีถกู ต้อง (ข) และ (ค) ลกั ษณะของรูปคลื่นทผ่ี ดิ เพยี้ น ...................206ภาพท่ี 135 หน้าจอแสดงผลของออสซิลโลสโคป ................................................................................... 208ภาพท่ี 136 สญั ญาณไฟฟ้าของรูปคล่นื ไซน์...........................................................................................210ภาพท่ี 137 การวัดคาบเวลาของสัญญาณ ............................................................................................. 211ภาพท่ี 138 ตวั อยา่ งดจิ ทิ ัลออสซลิ โลสโคป............................................................................................214ภาพที่ 139 สว่ นประกอบของดจิ ิทลั ออสซิลโลสโคป .............................................................................215ภาพที่ 140 หนา้ จอแสดงผลของดจิ ิทลั ออสซลิ โลสโคป .........................................................................216ภาพท่ี 141 ระบบควบคุมทางแนวตัง้ ....................................................................................................218ภาพท่ี 142 ระบบควบคุมทางแนวนอน................................................................................................. 219ภาพท่ี 143 เมนูการวัดแรงดนั ไฟฟา้ ......................................................................................................221ภาพท่ี 144 เมนูการวัดทางเวลา............................................................................................................ 221 ฟงั ก์ชนั่ การปรบั เทยี บตนเอง ..............................................................................................222 ปุ่มควบคมุ การทางานบนจอภาพ........................................................................................222 การตงั้ ค่าการลดทอนของโพรบ ..........................................................................................223 การปรบั เทียบโพรบ............................................................................................................223

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครือ่ งมอื วดั ไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (ต)ภาพท่ี 145 สารบัญภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 146 หนา้ภาพที่ 147 รปู สัญญาณจากการปรบั เทียบโพรบ (ก) การชดเชยสัญญาณมากเกินไปภาพที่ 148 (ข) สญั ญาณทถี่ ูกต้อง (ค) การชดเชยสัญญาณนอ้ ยเกินไป..................................................223ภาพที่ 149 พารามเิ ตอรต์ ่าง ๆ สาหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าของรูปคล่ืนไฟฟ้า........................................224ภาพท่ี 150 พารามิเตอร์ต่าง ๆ สาหรับการวัดทางเวลาของรปู คล่นื ไฟฟ้า..............................................225ภาพที่ 151 ตัวอยา่ งการใช้เคอร์เซอร์วัดสัญญาณไฟฟา้ ในโหมดแมนนวล..............................................227ภาพท่ี 152 ตวั อย่างการใช้เคอรเ์ ซอรว์ ัดสัญญาณไฟฟ้าในโหมดตดิ ตาม ................................................228ภาพท่ี 153 ตัวอย่างการใช้เคอรเ์ ซอร์วัดสัญญาณไฟฟ้าในโหมดอัตโนมัติ ..............................................228ภาพท่ี 154 องค์ประกอบโดยทว่ั ไปของระบบการวัด.............................................................................233ภาพท่ี 155 กราฟความสมั พนั ธ์ของอุณหภมู ทิ ้งั 3 หน่วยวดั ..................................................................235ภาพท่ี 156 สญั ลกั ษณ์ทางไฟฟ้าของเทอร์มิสเตอร์................................................................................235ภาพท่ี 157 เทอร์มสิ เตอรช์ นดิ ต่าง ๆ ....................................................................................................236ภาพท่ี 158 กราฟคุณลกั ษณะการตอบสนองของความตา้ นทานต่ออุณหภมู ขิ องเทอร์มสิ เตอร์ ..............236ภาพที่ 159 ตัวอย่างเทอรม์ ิสเตอร์โพรบแบบท่อโลหะ ...........................................................................237ภาพที่ 160 ตวั อยา่ งเทอร์มสิ เตอร์โพรบแบบผนึกในแท่งแก้ว ................................................................237ภาพท่ี 161 การตอ่ เทอร์มิสเตอร์กบั วที สโตนบริดจ์ (ก) แบบพื้นฐาน (ข) แบบปรบั สมดลุ .....................238ภาพที่ 162 การต่อวงจรขยายสญั ญาณเข้ากบั วงจรวที สโตนบริดจ์........................................................239ภาพท่ี 163 อารท์ ดี ชี นดิ ตา่ ง ๆ ..............................................................................................................240ภาพที่ 164 โครงสรา้ งภายในของอาร์ทีดี ..............................................................................................240ภาพที่ 165 (ก) โครงสรา้ งภายนอก (ข) โพรบหรือปลอกโลหะสาหรับห่อหุม้ อาร์ทีดี ............................241ภาพที่ 166 ส่วนประกอบของอารท์ ีดี....................................................................................................241ภาพท่ี 167 กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างค่าความตา้ นทานและอณุ หภูมิของวสั ดตุ า่ ง ๆ ..........................242ภาพท่ี 168 อุปกรณ์ควบคุมอณุ หภูมิแบบสาเรจ็ รปู สาหรับอาร์ทดี ี ........................................................242ภาพท่ี 169 ตัวอย่างคุณสมบตั ิทว่ั ไปของอุปกรณ์ควบคุมอุณหภมู ิ .........................................................243ภาพที่ 170 ตัวอย่างอินพทุ และเอาท์พุทพอร์ทของอปุ กรณค์ วบคุมอณุ หภมู ิ..........................................243ภาพที่ 171 ตัวอยา่ งการต่อใช้งานอปุ กรณ์ควบคุมอุณหภูมิและอาร์ทดี ี .................................................243ภาพท่ี 172 ปรากฏการณ์ Seebeck effect.........................................................................................244ภาพที่ 173 วงจรพื้นฐานของเทอรโ์ มคัปเปลิ .........................................................................................245 หลกั การทางานของเทอรโ์ มคัปเปลิ .....................................................................................245 กราฟคุณสมบตั ิของเทอรโ์ มคัปเปลิ ชนดิ ต่าง ๆ ...................................................................245 ตัวอย่างเทอร์โมคัปเปิลแบบต่าง ๆ .....................................................................................246

(ถ) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอื่ งมอื วัดไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ภาพท่ี 174 สารบัญภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 175ภาพที่ 176 หนา้ภาพท่ี 177 โครงสร้างของเทอรโ์ มคปั เปลิ .............................................................................................246ภาพท่ี 178 ตวั อย่าง Thermowell แบบต่าง ๆ....................................................................................247ภาพท่ี 179 สายต่อของเทอรโ์ มคัปเปลิ้ ..................................................................................................247ภาพที่ 180 การตอ่ วงจรขยายกบั เทอรโ์ มคัปเปิล...................................................................................249ภาพท่ี 181 อปุ กรณ์ควบคมุ อณุ หภมู สิ าหรับเทอรโ์ มคปั เปิล ..................................................................249ภาพท่ี 182 ตัวอยา่ งอินพุทและเอาท์พุทของอุปกรณ์ควบคมุ อณุ หภมู ิ ...................................................250ภาพท่ี 183 สญั ลกั ษณโ์ ดยทัว่ ไปของไอซีวัดอุณหภูมิ .............................................................................250ภาพที่ 184 IC # LM335 แบบ Surface Mount (ก) สัญลักษณ์และขาใชง้ าน (ข) ตวั จรงิ ...................251ภาพที่ 185 IC # LM335 แบบตัวถงั พลาสติก (ก) สญั ลักษณ์และขาใช้งาน (ข) ตวั จรงิ .........................251ภาพที่ 186 IC # LM335 แบบตัวถงั โลหะ (ก) สัญลกั ษณแ์ ละขาใช้งาน (ข) ตวั จริง ..............................251ภาพท่ี 187 การตอ่ วงจรของ LM335 (ก) วงจรพนื้ ฐาน (ข) วงจรวดั อณุ หภูมิแบบปรับคา่ ได้.................253ภาพที่ 188 วงจรควบคุมอุณหภูมขิ องขดลวดความรอ้ น........................................................................255ภาพท่ี 189 IC # LM34 แบบ Surface Mount (ก) ขาใชง้ าน (ข) ตวั จริง ............................................256ภาพที่ 190 IC # LM34 แบบตัวถงั พลาสติก (ก) ขาใชง้ าน (ข) ตวั จรงิ ..................................................256ภาพท่ี 191 IC # LM34 แบบตวั ถังโลหะ (ก) ขาใชง้ าน (ข) ตัวจริง .......................................................256ภาพที่ 192 ตัวอย่างการต่อวงจร (ก) วงจรพ้นื ฐาน (ข) วงจรสาหรบั วัดอณุ หภมู ิแบบเต็มยา่ นวดั ...........257ภาพท่ี 193 การต่อวงจรสาหรับการตรวจวัดอุณหภูมริ ะยะไกลแบบกราวดร์ ่วม ....................................258ภาพที่ 194 การตอ่ วงจรสาหรับการตรวจวดั อณุ หภมู ิแบบระยะไกล .....................................................258ภาพที่ 195 IC # AD590 แบบ Surface Mount (ก) ขาใชง้ าน (ข) ตัวจริง ..........................................258ภาพที่ 196 IC # AD590 แบบตวั ถงั พลาสตกิ (ก) ขาใช้งาน (ข) ตัวจริง................................................259ภาพที่ 197 IC # AD590 แบบตัวถังโลหะ (ก) ขาใช้งาน (ข) ตัวจริง .....................................................259ภาพที่ 198 วงจรพน้ื ฐานแบบแรงดันเอาท์พุท 1 mV / 1 K..................................................................260ภาพที่ 199 วงจรสาหรับ (ก) วัดคา่ อุณหภมู ติ า่ สุด (ข) วดั ค่าอุณหภมู ิเฉล่ีย............................................260ภาพที่ 200 วัสดตุ วั นาทรงกระบอก.......................................................................................................261ภาพท่ี 201 วัสดุตวั นาเม่อื ถกู แรงบบี มากระทาจากภายนอก.................................................................261ภาพท่ี 202 วัสดุตวั นาถูกแรงดึงมากระทาจากภายนอก ........................................................................262ภาพที่ 203 สเตรนเกจ (ก) สัญลกั ษณ์ทางไฟฟ้า (ข) โครงสร้างพื้นฐานของสเตรนเกจ ..........................262 สเตรนเกจแบบต่าง ๆ.........................................................................................................263 ตัวอย่างการติดต้ังใชง้ าน ....................................................................................................263 การติดต้งั สเตรนเกจบนวัตถุในแนวทศิ ทางแตกต่างกัน .......................................................266

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครือ่ งมอื วดั ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนกิ ส์ (ท)ภาพที่ 204 สารบัญภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 205ภาพท่ี 206 หน้าภาพที่ 207 การตดิ ตัง้ สเตรนเกจบนวตั ถใุ นแนวทิศทางแตกต่างกนั .......................................................266ภาพที่ 208 การจดั วงจรวีทสโตนบรดิ จก์ ับสเตรนเกจ............................................................................267ภาพที่ 209 การเพ่ิมความไวในการวัดโดยใชส้ เตรนเกจ 4 ตวั ................................................................269ภาพท่ี 210 การวางสเตรนเกจ 4 ตัวบนวตั ถทุ ่ีต้องการวัดท้ัง (ก) ด้านบน (ข) ด้านลา่ ง..........................269ภาพที่ 211 วงจร Strain Gauge Signal Conditioner with Bridge Excitation................................270ภาพท่ี 212 สเตรนเกจแบบสารกึง่ ตัวนาชนดิ แท่ง..................................................................................270ภาพที่ 213 สเตรนเกจแบบสารก่ึงตวั นาชนดิ ตวั เอ็ม..............................................................................270ภาพที่ 214 สเตรนเกจแบบสารกึง่ ตวั นาชนิดตัวยู..................................................................................271ภาพท่ี 215 ตวั อย่างสเตรนเกจแบบสารกึ่งตวั นา...................................................................................271ภาพท่ี 216 โหลดเซล (ก) โครงสร้างพืน้ ฐาน (ข) การต่อวงจรของสเตรนเกจ ........................................273ภาพท่ี 217 ตวั อย่างโหลดเซลแบบต่าง ๆ..............................................................................................273ภาพท่ี 218 การเปลย่ี นแปลงทางโครงสร้างของโหลดเซลเมื่อมีนา้ หนักกดทบั .......................................273ภาพที่ 219 กฎของฮคุ ..........................................................................................................................274ภาพท่ี 220 ลักษณะของโหลดเซล......................................................................................................... 276ภาพที่ 221 เคร่อื งชง่ั บรรจุอัตโนมัตแิ ละระบบสายพานลาเลียง.............................................................276ภาพที่ 222 ลักษณะการเคลือ่ นที่ของโมเลกุลกา๊ ซเมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงขนึ้ .......................................277ภาพท่ี 223 ลักษณะการวัดค่าความดันจาก Static head.....................................................................278ภาพท่ี 224 เปรียบเทยี บความดันชนดิ ต่าง ๆ ........................................................................................279ภาพท่ี 225 ลักษณะของท่อบูร์ดอง .......................................................................................................280ภาพที่ 226 โครงสร้างของเกจวดั ความดันแบบท่อบูร์ดอง.....................................................................280ภาพที่ 227 การปรบั ใช้เกจวดั ความดนั แบบท่อบรู ์ดองกบั คาปาซิเตอรแ์ บบปรบั คา่ ได้ ...........................281ภาพที่ 228 ลักษณะของไดอะแฟรมและความเคน้ ทีเ่ กิดขน้ึ ..................................................................282ภาพที่ 229 การประยุกต์ใชง้ านแผ่นไดอะแฟรมเปน็ ทรานสดิวเซอร์......................................................282ภาพที่ 230 ขนาดของโหลดเซล ............................................................................................................283ภาพท่ี 231 ข้อมลู ทางเทคนคิ ของโหลดเซลและขาต่อใช้งาน.................................................................284ภาพที่ 232 เครือ่ งแสดงผลโหลดเซลลแ์ บบดจิ ิตอล ...............................................................................285ภาพท่ี 233 ขอ้ มูลทางเทคนคิ ...............................................................................................................286 กราฟ Linearization.........................................................................................................286 การต่อวงจรใช้งาน .............................................................................................................287 คุณสมบตั เิ พยี โซอเิ ล็กทรกิ ..................................................................................................287

(ธ) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมือวดั ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ภาพที่ 234 สารบญั ภาพ (ตอ่ )ภาพท่ี 235ภาพที่ 236 หนา้ภาพที่ 237 โครงสรา้ งของทรานสดวิ เซอร์วดั ความดันแบบผลึกเพยี โซอเิ ลก็ ทรกิ ...................................288ภาพที่ 238 ทรานสดวิ เซอรว์ ดั ความดนั รนุ่ MPXA6115A6U................................................................288ภาพที่ 239 ภาพตดั ขวางของ MPXA6115A6U....................................................................................289ภาพที่ 240 โครงสร้างภายในและขาการต่อใชง้ าน ................................................................................289ภาพท่ี 241 การตอ่ วงจรพน้ื ฐาน............................................................................................................290ภาพท่ี 242 กราฟความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งความดนั และแรงดนั เอาทพ์ ุท ...................................................290ภาพท่ี 243 การต่อทรานสดิวเซอร์วดั ความดัน......................................................................................291ภาพท่ี 244 วงจรวัดความดันแสดงผลแบบดิจิตอล ................................................................................ 291ภาพท่ี 245 แผนภาพไดอะแกรมการใช้งานทรานสดวิ เซอรแ์ บบใช้แสง .................................................292ภาพที่ 246 สญั ลักษณข์ องหลอดไดโอดเปลง่ แสง..................................................................................293ภาพที่ 247 การตอ่ วงจรพื้นฐานของหลอดไดโอดเปล่งแสง ...................................................................293ภาพที่ 248 โครงสร้างของหลอดไดโอดเปล่งแสง ..................................................................................293ภาพที่ 249 หลอดไดโอดเปล่งแสงชนดิ ตา่ ง ๆ .......................................................................................293ภาพที่ 250 วงจรสวิทชค์ วบคุมการทางาน ............................................................................................296ภาพที่ 251 วงจรสวิทชอ์ เิ ลก็ ทรอนิกส์ (ก) แบบไม่กลบั เฟส (ข) แบบกลับเฟส ......................................296ภาพท่ี 252 โครงสร้างของโฟโต้ไดโอด ..................................................................................................297ภาพท่ี 253 การต่อวงจรพื้นฐาน............................................................................................................ 297ภาพท่ี 254 โฟโต้ไดโอด (ก) รูปรา่ ง (ข) ตัวอย่าง...................................................................................298ภาพท่ี 255 วงจรสมมูลของโฟโต้ทรานซิสเตอร์ ..................................................................................... 298ภาพท่ี 256 โฟโตท้ รานซิสเตอร์ (ก) สญั ลักษณ์ (ข) ตัวอยา่ งโฟโต้ทรานซิสเตอรใ์ นปัจจุบัน....................299ภาพที่ 257 การทางานของโฟโตท้ รานซิสเตอร์ (ก) เมอ่ื ไม่มีแสงตกกระทบ (ข) เมื่อมแี สงตกกระทบ.....299ภาพท่ี 258 การต่อวงจร (ก) วงจรควบคุมแบบเปิด – ปดิ (ข) กราฟอินพทุ เทยี บกบั เอาท์พทุ ...............300 แผนภาพไดอะแกรมการทางานทรานสดวิ เซอร์ตรวจจับแบบใช้แสง...................................300ภาพท่ี 259 วงจรควบคุมแบบเปิด – ปิด (ก) เอาทพ์ ุทเกิดตามอินพุท (ข) เอาท์พทุ เกดิ สลับกับอนิ พุท...301ภาพที่ 260 วงจรควบคมุ แบบสัดส่วนตามปรมิ าณแสง (ก) เอาท์พทุ เกดิ ตามอนิ พทุ (ข) เอาท์พุทภาพท่ี 261 เกิดสลับกับอนิ พทุ ..............................................................................................................301ภาพท่ี 262 ลักษณะการต่อวงจรเพ่ือควบคมุ อุปกรณ์ภายนอก..............................................................302 การติดต้งั ทรานสดิวเซอรแ์ บบภาคส่งและภาครับอย่ดู ้านเดยี วกัน.......................................303 การตดิ ต้งั ทรานสดวิ เซอรแ์ บบภาคส่งและภาครบั อยดู่ ้านตรงข้ามกัน..................................303 การทางานแบบใหว้ ัตถตุ ดั ผ่าน............................................................................................304

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เคร่อื งมอื วดั ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (น) สารบัญภาพ (ตอ่ ) หน้าภาพที่ 263 การทางานแบบการเคลื่อนท่เี ขา้ ใกล้ระยะสะท้อน ..............................................................304

แผนบริหารการสอนประจาวชิ าวิชา เครื่องมือวดั ทางไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ รหสั 4214301หนว่ ยกิต 3(2-2-5) เวลาเรยี น 48 คาบคาอธบิ ายรายวชิ า การวัด หน่วยของการวัดทางไฟฟ้า ความเท่ียงตรง และความแม่นยาในการวัด หลักการทางานโครงสร้าง การขยายยา่ นวัด การทางานของกัลวานอมเิ ตอร์ วงจรบริดจ์ มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ มัลติมิเตอร์แบบอนาล็อกและดิจิตอล ศึกษาและใช้งานออสซิลโลสโคปแบบอนาล็อกและดิจิตอล การใช้ ทรานสดิวเซอร์ในเคร่ืองมือวดั อิเล็กทรอนกิ ส์ การตรวจซ่อมและบารงุ รักษาเครอ่ื งมอื วัดแบบต่าง ๆวตั ถุประสงค์ 1. มีความรคู้ วามเขา้ ใจทฤษฎีพื้นฐานของการทางานของเครื่องมือวัดประเภทต่าง ๆ 2. สามารถใช้งานมัลติมิเตอร์และออสซิลโลสโคปได้อย่างเหมาะสม 3. มคี วามรู้ความเข้าใจเกย่ี วกับทรานสดวิ เซอร์ในเครื่องมือวัดอิเลก็ ทรอนิกส์ 4. สามารถทาการบารงุ รักษาเครอื่ งมือวัดชนิดต่าง ๆ ได้อยา่ งเหมาะสมแผนการสอน เนื้อหา จานวนคาบสปั ดาห์ บทที่ 3 บทที่ 1 ระบบหน่วยวัด 3 ที่ - ประวตั ิความเปน็ มา 3 11 - ระบบหน่วยวดั - หน่วยวัดทางไฟฟา้ 22 - มาตรฐานของการวัด บทที่ 2 ความผิดพลาดในการวดั 33 - ความผิดพลาดในการวัด - ความแม่นยาและความเที่ยงตรงในการวัด - การหาคา่ เฉลีย่ ของการวดั บทที่ 3 เครื่องมือวดั ไฟฟา้ ไฟฟ้ากระแสตรง - เคร่ืองมอื วัดแบบขดลวดเคลอ่ื นที่ - กลั วานอมเิ ตอร์

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครื่องมอื วัดไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (ป)แผนการสอน (ตอ่ ) เน้ือหา จานวนคาบสัปดาห์ บทที่ 3 บทที่ 4 แอมปม์ เิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 3 ท่ี - แอมป์มเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 3 44 - ปฏบิ ัตกิ ารแอมปม์ เิ ตอร์ 3 55 บทท่ี 5 โวลต์มเิ ตอร์ 3 66 - โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 77 - ปฏิบตั ิการโวลตม์ เิ ตอร์ 3 บทที่ 6 โอห์มมเิ ตอร์ 8 - โอห์มมเิ ตอร์ 3 98 - ปฏิบตั กิ ารโอหม์ มเิ ตอร์ 3 10 9 บทที่ 7 ดิจิทลั โวลตม์ เิ ตอร์ - โครงสร้างของดิจทิ ลั โวลตม์ ิเตอร์ 11 10 - ตัวอย่างวงจร 12 11 สอบกลางภาค บทท่ี 8 การใช้งานมลั ตมิ ิเตอร์ - การใช้งานอนาลอ็ กมเตอร์ - การใช้งานดจิ ทิ ลั มเิ ตอร์ บทที่ 9 วงจรบรดิ จ์ - วงจรบริดจไ์ ฟฟา้ กระแสตรง - สภาวะสมดลุ ของวงจรบริดจ์ - วิทสโตนบรดิ จ์ - เคลวนิ บริดจ์ - การประยกุ ต์ใชง้ านวงจรบริดจ์ บทท่ี 10 ออสซิลโลสโคป - ออสซลิ โลสโคปแบบแอนาล็อก - ออสซิลโลสโคปแบบดิจิทลั - ปฏิบตั กิ ารออสซิลโลสโคป บทที่ 11 เซนเซอรแ์ ละทรานสดวิ เซอร์ในเครือ่ งมือวดั - ประเภทของเซนเซอร์และทรานสดวิ เซอร์ - เซนเซอร์ตรวจวดั อุณหภูมิ

(ผ) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอื่ งมอื วัดไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ ส์แผนการสอน (ต่อ) บทท่ี 11 เซนเซอร์และทรานสดวิ เซอรใ์ นเคร่ืองมือวดั (ต่อ) 3 13 11 - เซนเซอร์ตรวจวดั ตวั แปนทางกล - เซนเซอรช์ นดิ ใช้แสง 3 14 นาเสนอรายงานหนา้ ชั้นเรียน เรอื่ ง เคร่ืองมือวดั ชนดิ ตา่ ง ๆ 3 15 นาเสนอรายงานหนา้ ชัน้ เรยี น เร่อื ง เคร่ืองมอื วดั ชนดิ ต่าง ๆ 16 สอบปลายภาควธิ ีสอนและกิจกรรม 1. การบรรยาย โดยการเสนอข้อมูลทางทฤษฎีและเนน้ แนวคิดของการนาไปประยุกตใ์ ช้งาน มีการตั้งคาถามระหวา่ งการเรียนการสอน 2. วิธสี อนแบบอภิปราย โดยแบ่งผู้เรียนออกเป็นกลุ่มเพ่ือให้ไปศกึ ษาข้อมลู ตามท่ีได้รบั มอบหมายและนาผลการศึกษามานาเสนอ โดยมผี ้สู อนเป็นผนู้ าอภปิ รายและสรปุ 3. วิธีการทดลอง โดยใหผ้ ูเ้ รียนทาการทดลองตามใบการทดลองและสรปุ ผล 4. ทาแบบฝึกหัดและกิจกรรมในช้นั เรยี น 5. การซกั ถามปญั หาภายในห้องเรียนสื่อการเรยี นการสอน 1. เอกสารคาสอนและพรีเซนเตชั่น 2. ตาราและเอกสารอนื่ ๆ 3. ใบการทดลอง 4. มลั ตมิ เิ ตอร์กิจกรรมส่งเสริมการเรียนการสอน 1. ใบการทดลองการขยายยา่ นวดั ของแอมป์มิเตอร์ 2. ใบการทดลองการขยายยา่ นวัดของโวลตม์ เิ ตอร์ 3. ใบการทดลองใช้งานมัลติมิเตอร์เพื่ออ่านค่าปริมาณทางไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ เช่น แรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟา้ และความต้านไฟฟา้ 4. รายงานหนา้ ชนั้ เรียนเก่ียวกับเคร่อื งมือวดั ทางไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกส์ชนิดต่าง ๆการเตรียมการด้านวดั ผล ได้เตรียมเอกสารที่ใช้วัดผลการเรียนการสอนท้ังวัดผลระหว่างเรียน วัดผลกลางภาคเรียนและวัดผลปลายภาคเรยี น โดยเอกสารทเ่ี ตรยี มไว้มีทง้ั เป็นแบบฝกึ หัด ใบปฏบิ ัติงาน และข้อสอบ

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอ่ื งมอื วดั ไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (ฝ)เกณฑ์การวัดผลและประเมินผล 60% 1. การวดั ผล 30% 1.1 คะแนนเกบ็ ระหวา่ งภาคเรียน 10% 1.1.1 ใบการทดลอง 20% 1.1.2 จิตพสิ ยั 20% 1.1.3 การคน้ ควา้ 20% 1.2 คะแนนสอบกลางภาคเรียน 1.3 คะแนนสอบปลายภาคเรียน คะแนนระหว่าง 80–100 2. การประเมินผล คะแนนระหวา่ ง 76 - 79 ได้ระดับ A คะแนนระหว่าง 70 - 75 ไดร้ ะดบั B+ คะแนนระหวา่ ง 66 - 69 ไดร้ ะดบั B คะแนนระหว่าง 60 - 65 ไดร้ ะดบั C+ คะแนนระหว่าง 56 - 59 ไดร้ ะดับ C คะแนนระหว่าง 50 - 55 ได้ระดบั D+ คะแนนระหว่าง 0 - 49 ไดร้ ะดบั D ได้ระดบั E

แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 1 ระบบหนว่ ยวดัหวั ขอ้ เนื้อหา 1. ความเป็นมาของระบบหน่วยวดั 2. ระบบหนว่ ยวัดระหวา่ งประเทศ 3. หน่วยฐานเอสไอ 4. หน่วยอนพุ นั ธข์ องมาตรฐานเอสไอ 5. คานาหนา้ หน่วย 6. การเปลยี่ นแปลงหน่วย 7. การแปลงหน่วยอุปสรรค์ (Prefix) 8. มาตรฐานของการวดั 9. สรุปสาระสาคญัวัตถุประสงค์เชิงพฤตกิ รรม เมื่อผู้เรยี นศึกษาบทเรียนนแ้ี ลว้ สามารถ 1. อธบิ ายความหมาย แนวคดิ และความเป็นมาของระบบหนว่ ยวัดได้ 2. อธบิ ายองคป์ ระกอบของระบบหน่วยวดั ระหวา่ งประเทศได้ 3. อธิบายถึงแนวคดิ และความสาคญั ทมี่ าของระบบหน่วยฐานเอสไอได้ 4. อธบิ ายถึงการสรา้ งหน่วยอนพุ นั ธ์จากหนว่ ยมาตรฐานของมาตรฐานเอสไอได้ 5. อธิบายวธิ กี ารเปลยี่ นแปลงหนว่ ยการวดั และสามารถเปล่ียนหนว่ ยการวัดได้ 6. อธบิ ายวธิ ีการเปลีย่ นแปลงหน่วยอุปสรรคแ์ ละสามารถเปลย่ี นแปลงหน่วยอุปสรรคได้ 7. อธิบายมาตรฐานของการวัดและจาแนกมาตรฐานของการวัดได้ 8. สามารถนาระบบหน่วยวัดและมาตรฐานของการวดั ไปใช้ใหเ้ กิดประโยชนไ์ ด้วิธสี อนและกจิ กรรมการเรยี นการสอน 1. วิธีสอน 1.1 วิธีสอนแบบบรรยาย เริ่มจากการอธิบายถึงความหมายของการวัด ความสาคัญของการวัดระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ หน่วยฐานเอสไอ หน่วยอนุพันธ์ การแปลงหน่วย การใชห้ น่วยอปุ สรรค์ (Prefix) ในดา้ นวิทยาศาสตร์ และมาตรฐานของการ ระหว่างการบรรยายมี

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอื่ งมอื วดั ไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนิกส์ (2)การตั้งคาถาม ตอบคาถามระหว่างผู้สอนและผู้เรียน สุดท้ายอภิปรายและสรุปประเด็นสาคัญที่เก่ียวกับระบบหนว่ ยวัด 2. กิจกรรมการเรยี นการสอน 2.1 แสดงตัวอย่าง การนาระบบหน่วยวัดไปใช้ในงานท้ังด้านวิทยาศาสตร์ ท้ังในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงผลกระทบของระบบหน่วยวดั ที่มตี ่องานดา้ นวิทยาศาตร์ 2.2 อภิปราย เร่ืองการประยุกต์ใช้ระบบหน่วยวัดในชีวิตประจาวัน ผลกระทบของระบบหน่วยวัดทพ่ี บในชีวิตประจาวัน และกฎหมายเก่ยี วกบั ระบบหน่วยวัด 2.3 ทาแบบฝกึ หัดทา้ ยบทท่ี 1สื่อการเรยี นการสอน 1. เครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ 2. เพาเวอร์พอยต์ พรเี ซนเตชนั เรอื่ งระบบหน่วยวดั 3. ตวั อย่างการประยุกต์ใช้ระบบหน่วยวดั ในชวี ิตประจาวัน ผลกระทบของระบบหน่วยวัดทพ่ี บในชวี ิตประจาวนั และกฎหมายเกย่ี วกบั ระบบหนว่ ยวัด 4. โปรเจคเตอร์การวัดผลและการประเมนิ ผล 1. สงั เกตการตอบคาถามและตั้งคาถาม 2. สังเกตจากการอภปิ ราย ซักถาม และการแสดงความคดิ เห็น 3. วดั เจตคตจิ ากการสังเกตพฤติกรรมความกระตือรือรน้ ในการทากิจกรรมและคณุ ภาพของงาน

บทท่ี 1 ระบบหน่วยวัดความเป็นมาของระบบหน่วยวัด การวัด (Measure) เป็นภาษาพ้ืนฐานที่พัฒนาขึ้นสาหรับการส่ือสารเพื่อบอกถึง ปริมาณ ขนาดน้าหนัก ตาแหน่งและเวลา เป็นต้น จากการตรวจสอบทางโบราณคดีในแถบลุ่มแม่น้าสินธุ พบว่ามีการพัฒนามาตรฐานการวัดข้ึนในช่วงอารยธรรมลุ่มแม่น้าสินธุ (3,000 – 1,500 ปีก่อนคริสตศักราช) และมีวิวัฒนาการของระบบการวัดควบคู่ไปกับการเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวัฒนธรรมของมนุษยชาติอยา่ งตอ่ เนือ่ งจนถงึ ปจั จบุ ัน เกดิ เป็นสาขาวิชาที่ว่าดว้ ยศาสตรแ์ ห่งการวัด เรียกว่า มาตรวิทยา (Metrology)โดยมีจุดมุ่งหมายท่ีสาคัญของการวัด ได้แก่ การตัดสินปริมาณต่างๆ ด้วยความแม่นยา (Precision) และถกู ตอ้ ง (Accuracy) ระบบการวัดและมาตรวัดแรกสุดถูกพัฒนาข้ึนในช่วงอารยธรรมอิยิปต์โบราณ เมโสโปเตเมียและลุ่มแม่น้าสินธุ โดยการค้นพบทางโบราณคดีในแถบลุ่มแม่น้าสินธุพบว่ามีการพัฒนามาตรวัดและใช้ตุ้มน้าหนักเป็นเครื่องมือในการวัด ซ่ึงมาตรฐานการวัดน้ีทาให้เกิดการพัฒนาเคร่ืองมือที่สามารถใช้งานการวัดเชิงมุมและการวัดสาหรับงานก่อสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนั้นยังพัฒนา การเทียบมาตรฐาน(Calibration) ข้ึนเพื่อยืนยันความเที่ยงตรงของเครื่องมือวัด โดยมาตรฐานการวัดในระบบนี้มีความแม่นยามากถึง 1.704 มิลลิเมตร ซ่ึงเป็นเคร่ืองหมายที่ปรากฏอยู่บนเถาวัลย์ท่ีมีสเกลที่ค้นพบในเมอื งลอทัล (Lothal) นับเปน็ หน่วยวดั ทีเ่ ลก็ ที่สุดทม่ี บี ันทึกในในยุคสารดิ (อ้างถงึ ใน วิกิพีเดีย, 2555)นอกจากน้ันยังมีการพัฒนาระบบการวัดโดยใช้ส่ิงแวดล้อมในธรรมชาติ การใช้การโคจรของดวงอาทิตย์หรอื ดวงจนั ทรใ์ นการวัดระยะเวลา การใช้ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายเป็นเกณฑ์อ้างอิงเพื่อวัดความยาวเช่น 1 นิ้ว 1 คืบ 1 ศอก 1 วา เป็นต้น แต่การวัดในลักษณะนี้ไม่สามารถกาหนดระยะได้อย่างชัดเจนเนอ่ื งจาก คบื ศอก วา ของแต่ละชมุ ชนทใ่ี ชใ้ นการวัดนนั้ ยาวไม่เท่ากัน ดังน้ันเพื่อจัดการกับปัญหาน้ีจึงมีการพัฒนาหน่วยการวัดที่เป็นมาตรฐานสากลขึ้น โดยมีมาตรฐานสากลท่ีนิยมใช้ 2 มาตรฐาน คือ 1)ระบบอังกฤษ ซ่ึงจะใช้หน่วยวัดความยาวเป็น น้ิว ฟุต หลา และ ไมล์ เป็นต้น และ 2) ระบบเมตริก ซึ่งพัฒนาขึ้นท่ีประเทศฝร่ังเศส เมื่อปี พ.ศ . 2336 กาหนดหน่วยความยาวเป็น เซนติเมตร เมตร และกโิ ลเมตร เป็นต้นสาหรับในประเทศไทยซึ่งใช้หน่วยการวัดท่ีอ้างอิงจากส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย เช่น คืบ ศอกและวา ได้เปล่ียนมาใช้หน่วยวัดของระบบเมตริกแทน เม่ือปี พ.ศ. 2466 จากพระราชบัญญัติมาตราช่ังตวงวัด โดยในพระราชบัญญัติได้กาหนดไว้เฉพาะหน่วยการวัดความยาว พ้ืนที่ ปริมาตร และมวล ซ่ึงมี

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอ่ื งมอื วัดไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกส์ (4)วัตถุประสงค์ในด้านพานิช โดยเทียบกับหน่วยวัดเดิม เช่น 1 ไร่ เท่ากับ 1,600 ตารางเมตร หรือ 1 บาทเทา่ กับ 15 กรมั เปน็ ต้นเม่ือปี พ.ศ. 2503 องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรฐาน (International Organization forStandardization : ISO) ได้กาหนดระบบการวัดขึ้นใหม่ โดยมีจุดมุ่งหมายเพ่ือให้การวัดทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นระบบเดียวกันท่ัวโลก เรียกว่า ระบบระหว่างประเทศ ( System International d’Unites) หรอื เรียกว่า SI Unit ประกอบดว้ ยเมตร (Meter : m) เป็นหนว่ ยใช้วดั ความยาวกโิ ลกรมั (Kilograms : kg) เปน็ หน่วยใช้วดั มวลวินาที (Second : s) เปน็ หน่วยใชว้ ดั เวลาแอมแปร์ (Ampere : A) เป็นหนว่ ยใช้วดั กระแสไฟฟา้เคลวิน (Kelvin : K) เปน็ หน่วยใชว้ ดั อณุ หภูมิเคนเดลา (Candela : cd) เป็นหนว่ ยใช้วดั ความเข้มของการส่องสวา่ งโมล (Mole : mol) เปน็ หน่วยใช้วดั ปริมาณของสารระบบหน่วยวัดระหวา่ งประเทศ ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศท่ีใช้แสดงปริมาณของส่ิงต่าง ๆ น้ัน แต่เดิมได้รับความนิยมอยู่ 2ระบบ คือ 1) ระบบอังกฤษ (FPS: Foot-Pound-Second System) พัฒนาข้ึนโดยประเทศอังกฤษ เป็นหน่วยท่ีวัดความยาวเป็นฟุต มวลเป็นปอนด์และเวลาเป็นวินาที และ 2) ระบบเมตริก พัฒนาข้ึนโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ซึ่งได้รับการแต่งตั้งให้เป็นคณะกรรมการจากสภาผู้แทนราษฎรฝร่ังเศส โดยแต่เดิมเป็นหน่วยซีจีเอส (CGS: Centimetre-Gram-Second System) ซึ่งเป็นหน่วยที่ใช้วัดความยาวเป็นเซนติเมตรมวลเป็นกรัมและเวลาเป็นวินาที และต่อมาได้พัฒนาเป็นหน่วยเอ็มเคเอส (MKS: Meter-Kilogram-Second System) ซ่ึงวัดความยาวเป็นเมตร มวลเป็นกิโลกรัม และเวลาเป็นวินาที ทาให้เกิดปัญหาขึ้นระหว่างระบบหน่วยวัดท้ัง 2 จากชื่อเรียกหน่วยวัดท่ีแตกต่างกันและมีค่าคงท่ีของหน่วยการวัดท่ีไม่เท่ากันทาให้ต้องเปล่ียนหน่วยไปมาระหว่าง 2 ระบบหน่วยวัด ดังน้ันในปี พ.ศ. 2503 กลุ่มประเทศที่พัฒนาด้านอุตสาหกรรม โดยองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (International Organization forStandardization) ได้ร่วมมือกันพัฒนาหน่วยวัดมาตรฐานร่วมกัน เรียกว่า มาตรฐานระบบเอส.ไอ (SI :System International) และในปัจจุบันเกือบทุกประเทศท่ัวโลกได้เปล่ียนมาใช้มาตรฐานระบบเอสไอแม้กระท่ังในประเทศอังกฤษยังยอมรับระบบเอสไออย่างเป็นทางการ แม้ว่าจะไม่สามารถทดแทนระบบดัง้ เดิมได้ท้ังหมดกต็ าม มเี พียง 3 ประเทศท่ียังใชร้ ะบบองั กฤษ ได้แก่ ไลบเี รีย พม่า และ สหรฐั อเมริกาหน่วยฐานเอสไอ คือหน่วยทรี่ ะบบหนว่ ยวัดระหว่างประเทศกาหนดไว้เป็นพื้นฐานของการวัดปริมาณในระบบเอสไอด้วยการนิยามและการทาให้เป็นจรงิ ในแต่ละหนว่ ย ซ่งึ มีการปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงไปตามความก้าวหน้า

(5) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครือ่ งมอื วัดไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนิกส์ทางวิทยาศาสตรข์ องงานวิจยั ด้านมาตรวทิ ยา ซง่ึ ค้นพบความเปน็ ไปได้ท่ีจะทาให้ได้มาซ่ึงนิยามของหน่วยวัดและการทาให้เปน็ จรงิ ท่ีแมน่ ยายงิ่ ข้นึ นยิ ามของหน่วยฐานเอสไอ (SI base unit definition) 1. ความยาว (Length) มีหน่วยเป็นเมตร (meter, m) ซ่ึงมีนิยามว่า 1 เมตร คือ ระยะทางของแสงท่ีเคลื่อนท่ีในสุญญากาศในช่วงเวลา 1/299,792,458 วินาที โดยใช้ความยาวคลื่นจากเลเซอร์ฮีเลียม-นอี อนที่ถกู ทาใหเ้ สถียรโดยไอโอดีน ภาพที่ 1 การตรวจสอบเลเซอร์ฮเี ลยี มนีออนในห้องปฏิบัติการของประเทศแคนาดา ที่มา : Maintaining the SI unit of length, 2010, Online 2. มวล (Mass) มีหน่วยเป็น กิโลกรัม (kilogram, kg) ซึ่งมีนิยามว่า 1 กิโลกรัม คือ หน่วยของมวล ซ่ึงเท่ากับมวลต้นแบบประถมภูมิระหว่างประเทศ ทาด้วยโลหะผสมของแพลทินัม (Platinum) 90 %และ เออรเิ ดียม (Iridium) 10 % ท่ีมีลักษณะเปน็ รปู ทรงกระบอก สูง 39 มิลลิเมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 39มิลลิเมตร ปัจจุบันเก็บไว้ที่สถาบันช่ัง ตวง วัดระหว่างประเทศ (BIPM: Bureau International de Poidset Measures) ในประเทศฝรงั่ เศส ภาพท่ี 2 มวลตน้ แบบประถมภูมริ ะหวา่ งประเทศ ทีม่ า : Tia Ghose, 2013, Online

เอกสารประกอบการสอน วิชา เคร่ืองมือวัดไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (6) 3. เวลา (Time) มีหน่วยเป็นวินาที (second, s) มีนิยามความว่า 1 วินาทีคือ ระยะเวลาเท่ากับการเปล่ียนสถานะของอะตอมของธาตุซเี ซยี ม 133 (Cesium-133) เป็นจานวน 9,192,631,770 คาบ โดยท่ีอะตอมของธาตุซีเซียมนัน้ มอี ุณหภมู ิ 0 เควลิ (K) ภาพที่ 3 นาฬิกาอะตอมของธาตซุ ีเซยี ม 133 ทมี่ า : Theodore, 2008, Online 4. กระแสไฟฟ้า (Electric Current) มหี นว่ ยเป็นแอมแปร์ (Ampere, A) มีนิยามว่า 1 แอมแปร์คือ ขนาดของกระแสไฟฟ้าคงท่ที ไี่ หลผา่ นเสน้ ลวดตัวนา 2 เสน้ ทีม่ ีพ้นื ทีภ่ าคตดั ขวางที่เล็กมากและวางขนานกนั เป็นระยะหา่ ง 1เมตรที่มีความยาวเปน็ อนันต์และอยู่ในสุญญากาศ ที่ทาให้เกิดแรงระหว่างเส้นสวดตัวนาทงั้ สองมีขนาด 2 × 10-7 นิวตันตอ่ ความยาว 1 เมตร1 เมตร แรง = 2 × 10-7 นวิ ตัน กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ 1 เมตร ภาพที่ 4 นยิ ามของปรมิ าณกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ 5. อุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกส์ (Thermodynamic Temperature) มีหน่วยเป็นเคลวิน(Kelvin, K) ซ่ึงจากัดความว่า 1 เควิล คือ หน่วยของอุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งเท่ากับ 1/273.16ของอุณหภูมิเทอรโ์ มไดนามิกสข์ องจดุ สามสถานะ (Triple point) ของน้า ซ่ึงเป็นอุณหภูมิขณะท่ีน้าธรรมดาไอน้า และน้าแข็ง อย่ใู นสภาพสมดลุ กนั (Equilibrium)

(7) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมอื วัดไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 6. ความเข้มการส่องสวาง (Luminous Intensity) มีหน่วยเป็นแคนเดลา (Candela, cd) ซึ่งนิยามว่า 1 แคนเดลา คือ ความเข้มของการส่องสวางของแหล่งกาเนิดแสงซึ่งแผ่รังสีของแสงความถี่เดียวที่ความถี่ 254 ×1012 เฮริทซ์ (เป็นช่วงสเปกตรัมท่ีตามองเห็นใกล้แสงสีเขียว) ในทิศทางที่กาหนด ด้วยความเข้มของการแผ่รังสขี นาด 1/683 วตั ต์ต่อสเตอร์เรเดยี น (watt/steradian) ในทิศทางเดียวกัน ภาพที่ 5 การวัดค่าความเขม้ การส่องสวางทมี่ า : Definition of luminous intensity, 2013, Online 7. ปริมาณสาร มีหน่วยเป็นโมล (mol) ซึ่งนิยามว่า 1 โมล คือ ปริมาณของสารในระบบที่ประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยมูลฐาน (Elementary entities) ท่ีมีจานวนเท่ากับจานวนอะตอมของคารบ์ อน-12 (C-12) เท่ากบั 0.012 กโิ ลกรัมตารางที่ 1 สรปุ หน่วยฐานเอสไอ ปริมาณ (QUANTITY) หนว่ ยฐาน (BASE UNIT) สญั ลักษณ์ (SYMBOL)ความยาว (length) เมตร mมวล (mass) กิโลกรมั kgเวลา (time) วนิ าที sกระแสไฟฟา้ (electric current) แอมแปร์ Aอุณหภมู อิ ณุ หพลวตั (thermodynamictemperature) เคลวิน Kปรมิ าณสาร (amount of substance)ความเข้มของการสอ่ งสว่าง (luminous intensity) โมล mol แคนเดลา cd หนว่ ยอนพุ ันธ์ของมาตรฐานเอสไอ คือหน่วยของการวดั ใหม่ทเี่ กิดจากการนาหน่วยฐานเอสไอทั้ง 7 หน่วยมาคูณหรือหารกัน เพ่ือใช้ในการวัดและการแสดงปริมาณต่างๆ โดยเป็นไปตามการเชื่อมโยงทางกายภาพ (Physical connection)ระหวา่ งปรมิ าณฐานทง้ั 7 หนว่ ย ทาให้หน่วยอนพุ ันธส์ ามารถมีไดไ้ มจ่ ากดั ยกตัวอย่างเช่น เมื่อนาหน่วยฐาน

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอื่ งมอื วดั ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ (8)เวลา (Time) และ ระยะทาง (length) มาหารกัน จะได้หน่วยใหม่คือ อัตราเร็ว ที่มีหน่วยเป็น เมตรต่อวินาที (meter/second) หรือ หน่วยของความต้านทานซึ่งมีหน่วยเป็น โอห์ม (Ω) สามารถนิยามได้จากm2·kg·s-3·A-2 อนั เป็นผลมาจากนิยามเกี่ยวกบั ความตา้ นทานไฟฟ้า เป็นต้น ตัวอย่างของหน่วยอนุพันธ์แสดงดงั ตารางที่ 2ตารางที่ 2 ตวั อยา่ งของหนว่ ยอนุพันธท์ างกล ปรมิ าณ สญั ลกั ษณ์ หนว่ ย ตวั ยอ่ การอนุพนั ธ์ m3 ลกู บาศกเ์ มตร Vปริมาตร m2 ตารางเมตร A m3พื้นที่ a เมตรต่อวนิ าทยี กกาลงั สอง aความเร่ง m2 F นิวตนั N m/s2 M นวิ ตนั ตอ่ เมตร Tแรง W จลู J 1N = 1kg -m Q คลู อมบ์ C s2โมเมนต์ C ฟารดั F Nmพลังงาน L เฮนรี Hประจไุ ฟฟ้า เวเบอร์ Wb 1 J = 1Nmค่าความจุ  เทสลา T 1 C = 1A-sอินดกั แตนซ์ B 11AVVA--ssเส้นแรงแมเ่ หล็ก 1F = 1H = 1Wb = 1Vsความหนาแนน่ ของฟลักซแ์ ม่เหลก็ 1T = 1Wb m2 นอกจากการอนุพันธ์กนั ของหนว่ ยฐานทั้ง 7 เพือ่ ใชว้ ดั และแสดงปรมิ าณตา่ ง ๆ แล้ว ยงั มหี นว่ ยอนุพนั ธ์ที่มชี ื่อเฉพาะทเี่ กิดจากการคน้ พบของนักวทิ ยาศาตรใ์ นเร่อื งนั้น ๆ เรยี กว่า หนว่ ยอนุพนั ธ์ท่ีมีชื่อเฉพาะ ตัวอย่างแสดงดังตารางที่ 3ตารางท่ี 3 หน่วยอนุพนั ธเ์ อสไอท่ีมชี อ่ื เฉพาะ ปรมิ าณ สญั ลักษณ์ หนว่ ย การอนุพนั ธ์อานาจการเรง่ ปฏกิ ิริยา kat คาทัล mol/s = s-1·molประจไุ ฟฟา้ C คูลอมบ์พลงั งาน J จูล Asความนา S ซีเมนส์ N m = kg m2 s-2ขนาดกาหนดของกมั มันตภาพรังสี Sv ซีเวริ ์ต Ω−1 = kg-1 m-2 A2 s3แรง N นวิ ตนั J/kg = m2 s-2ความดนั Pa ปาสกาล kg m s -2 N/m2 = kg m -1 s-2

(9) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เคร่อื งมอื วดั ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ตารางที่ 3 (ตอ่ ) สญั ลักษณ์ หนว่ ย การอนพุ นั ธ์ lx ลกั ซ์ cd m-2 ปริมาณ lm ลเู มน cd sr = cdความสว่าง W วตั ต์ฟลกั ซ์ส่องสว่าง sr สเตอเรเดียน J/s = kg m2 s-3กาลัง °C องศาเซลเซยี ส m2·m-2มุมตัน Gy เกรย์ K − 273.15อุณหภมู ิอณุ หพลวตั T เทสลาขนาดกาหนดของการดดู กลนื รงั สี Bq เบกเคอเรล J/kg = m2 s-2ความหนาแนน่ ฟลักซแ์ ม่เหล็ก Wb เวเบอร์ Wb/m2 = kg s-2 A−-1กนั มันตภาพของรงั สี H เฮนรีฟลกั ซ์แม่เหล็ก Hz เฮิรตซ์ s-1ความเหนี่ยวนาไฟฟา้ V โวลต์ kg m2 s-2 A-1ความถี่ Ω โอห์ม Ω s = kg m2 A-2 s-2ความต่างศกั ย์ความตา้ นทานไฟฟ้า s-1 J/C = kg m2 A-1 s-3 V/A = kg m2 A-2 s-3 นอกจากน้ียงั มีหน่วยวดั ซ่งึ ไมไ่ ด้เปน็ สว่ นหนง่ึ ของระบบหน่วยวัดเอสไอ (SI Unit) แต่ได้รับการยอมรับให้ใช้กับในระบบหน่วยวัดเอสไอได้ เนื่องจากเป็นพหุคูณหรือพหุคูณย่อยของหน่วยเอสไอ ซ่ึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายหรือมีความสะดวกในการใช้งานมากกว่าสาหรับวิทยาศาสตร์บางสาขา ตัวอย่างแสดงดังตารางท่ี 4ตารางที่ 4 หน่วยวดั ที่ใช้กันอยา่ งแพร่หลาย ช่อื สญั ลักษณ์ ปริมาณ หนว่ ยเอสไอเทียบเท่านาที 1 min = 60 sชวั่ โมง min เวลา (พหคุ ณู ของหนว่ ยเอสไอ) 1 h = 60 min = 3600 sวนั 1 d = 24 h = 1440 min = 86400 sองศา h เวลา (พหคุ ณู ของหน่วยเอสไอ) 1° = n/180 radลิปดา 1′ = 1/60° = n/10,800 radพิลปิ ดา d เวลา (พหุคูณของหนว่ ยเอสไอ) 1″ = 1/60′ = 1/3,600° = n/64,800 radเฮกตาร์ 1 ha = 100 a = 10000 m2 = 1 hm2 ° มุม (หนว่ ยวัดไรม้ ติ )ิ ′ มมุ (หน่วยวัดไรม้ ติ )ิ ″ มมุ (หนว่ ยวัดไร้มติ ิ) ha พื้นท่ี (พหุคูณฐานสิบของหนว่ ยเอสไอ)

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เคร่อื งมอื วดั ไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (10)ตารางที่ 4 (ต่อ) ชอ่ื สัญลกั ษณ์ ปริมาณ หน่วยเอสไอเทยี บเท่าลติ รเมตรกิ ตนั l หรอื L ปรมิ าตร (พหุคูณฐานสบิ ของหนว่ ยเอสไอ) 1 L = 1 dm3 = 0.001 m3 t มวล (พหุคณู ฐานสิบของหน่วยเอสไอ) 1 t = 103 kg = 1 Mgตารางที่ 5 หนว่ ยทเี่ กี่ยวข้องกับการทดลองช่อื สญั ลกั ษณ์ ปริมาณ หน่วยเอสไอเทียบเท่าอิเล็กตรอนโวลต์ พลังงาน (เท่ากับพลงั งานทอ่ี เิ ล็กตรอนหนง่ึ eV ตัวไดจ้ ากความตา่ งศกั ยห์ น่ึงโวลต์ ใชใ้ น 1 eV = 1.60217653(14)×10-19 J ฟิสิกส์อะตอม)มวลอะตอม u มวล (เทา่ กับมวลอะตอมไฮโดรเจนหน่ึง 1 u = 1 Da =1.66053886(28)×10-ดอลตัน Da อะตอมโดยประมาณ ใชใ้ นฟิสกิ สอ์ ะตอม) 27 kgหนว่ ยดาราศาสตร์ au ความยาว (เท่ากบั ระยะทางจากโลกถงึ ดวง 1 au =1.49597870691(6)×1011 เมตร อาทิตย์ ใชใ้ นดาราศาสตร)์ตารางท่ี 6 หนว่ ยวัดธรรมชาติ ชอื่ สัญลกั ษณ์ ปรมิ าณ หน่วยเอสไอเทยี บเทา่ความเรว็ แสงปฏิกิรยิ า c0 ความเรว็ แสง 299,792,458 m/sมวล 1.05457168(18)×10−34 J·sเวลา ħ ค่าคงท่ขี องพลงั ค์ 9.1093826(16)×10−31 kg 1.2880886677(86)×10−21 s me มวลอิเล็กตรอน ħ / (meC ) เวลาตารางท่ี 7 หนว่ ยวัดอะตอม ชือ่ สัญลักษณ์ ปริมาณ หน่วยเอสไอเทียบเท่าประจุอิเล็กตรอน E 1.60217653(14)×10−19 Cความยาว a0 ประจอุ เิ ลก็ ตรอน 0.5291772108(18)×10−10 เมตรพลังงาน Eh 4.35974417(75)×10−18 J รัศมีของโบร์เวลา ħ/Eh 2.418884326505(16)×10−17 s พลังงานฮารต์ ี เวลา (คาบของคลืน่ ท่อี ิเลก็ ตรอน ดูดกลืนเพ่อื เป็นอิสระจากอะตอม ไฮโดรเจนในสถานะพนื้ )

(11) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครือ่ งมือวัดไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ตารางท่ี 8 หนว่ ยวัดท่ใี ชอ้ ย่างแพร่หลายแต่ยงั ไม่ยอมรบั อย่างเปน็ ทางการ ชื่อ สัญลักษณ์ ปรมิ าณ หนว่ ยเอสไอเทยี บเทา่อังสตรอม Åไมลท์ ะเล nm ความยาว (คดิ คน้ โดยอังสตรอม ใช้ในฟิสกิ ส์ 1 Å = 0.1 nm = 10−10 mนอ็ ต kt นวิ เคลยี ร)์อาร์ aบาร์น b ความยาว (เทา่ กบั ระยะทกี่ วาดบนเสน้ ศูนย์ 1 ไมล์ทะเล = 1852 m สูตรหนึ่งพิลิปดา ใชใ้ นการเดินเรอื )บาร์ barมลิ ลบิ าร์ mbar นอ็ ต (เท่ากบั หนง่ึ ไมลท์ ะเลต่อวินาที ใชใ้ น 1 น็อต = 1 ไมล์ทะเลต่อวินาที =บรรยากาศ atm การเดนิ เรอื ) (1852/3600) m/s พืน้ ท่ี (เทา่ กับ 1/100 เฮกตาร์ เปน็ คา) 1 a = 1 dam2 = 100 m2 พ้ืนที่ (เทา่ กับพน้ื ทห่ี นา้ ตดั ของนวิ เคลยี ส 1 b = 10−28 m2 ของอะตอมยูเรเนียมโดยประมาณ ใช้ใน ฟสิ ิกสน์ วิ เคลียร)์ ความดนั (เทา่ กบั ความดนั บรรยากาศที่ 1 bar = 105 Pa ระดบั นา้ ทะเลโดยประมาณ) ความดนั 1 mbar = 1 hPa = 100 Pa ความดนั (เทา่ กับความดันบรรยากาศที่ 1 atm = 1013.25 mbar = 1013.25 ระดบั น้าทะเลโดยประมาณ) hPa =1.01325×105 แม่แบบ:คานาหนา้ หน่วย หรือเรียกว่าคาอุปสรรค (Prefix) ใช้สาหรับแทนค่าตัวเลขยกกาลังของเลขฐาน 10 ของหน่วยในระบบเอสไอ นิยมใชป้ ระกอบการคานวณด้านวทิ ยาศาสตรแ์ ละวิศวกรรมศาสตรเ์ พ่อื แสดงปริมาณของหน่วยน้ันว่ามปี รมิ าณมากหรอื นอ้ ยเพียงใด คานาหน้าหน่วยที่นิยมใช้บ่อย ๆ ดงั แสดงไวด้ งั ตารางท่ี 9ตารางท่ี 9 ค่าและสัญลกั ษณ์ของคานาหน้าหนว่ ย คาอปุ สรรค สัญลกั ษณ์ เลขยกกาลงั ฐาน 10 จานวนเต็มปกติเอ็กซส์ ะ (exa) E 1018 1,000,000,000,000,000,000เพตะ (peta) P 1015 1,000,000,000,000,000เทรา (tera) T 1012 1,000,000,000,000จิกะ (giga) G 109 1,000,000,000เมกะ (mega) M 106 1,000,000กโิ ล (kilo) k 103 1,000ยนู ิต (Unit) - 100 1คาอุปสรรค สัญลกั ษณ์ จานวนเตม็ ปกติ เลขยกกาลังฐาน 10

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (12)ตารางท่ี 9 (ต่อ) สัญลักษณ์ เลขยกกาลงั ฐาน 10 จานวนเต็มปกติ m 0.001 คาอปุ สรรค 103 0.000 001 มิลลิ (milli)  106 0.000 000 001 ไมโคร (micro) n 109 0.000 000 000 001 นาโน (nano) p 1012 0.000 000 000 000 001 พิโก (pico) F 1015 0.000 000 000 000 000 001 เฟมโต (femto) a 1018 อัตโต (atto) สาหรบั งานดา้ นวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตรน์ ้นั ปริมาณของแต่ละหน่วยจะมีขนาดท่ีแตกต่างกัน บางหน่วยมีขนาดใหญ่มาก เช่น กาลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าหรือค่าความต้านทาน เป็นต้น ในขณะที่บางหน่วยมีขนาดเล็กมาก เช่น กระแสไฟฟ้า หรือค่าความจุไฟฟ้า เป็นต้น ดังน้ันในการแสดงค่าเหล่าน้ีจาเป็นต้องใช้คานาหน้าหน่วยเพื่อช่วยให้ทาความเข้าใจปริมาณของแต่ละหน่วยได้อย่างรวดเร็วและลดขอ้ ผดิ พลาดจากการอ่านค่าปรมิ าณท่เี ขยี นด้วยตัวเลขจานวนมากได้ ตัวอย่างของการนาคาอุปสรรค (Prefix) ไปใช้งาน เช่น การบอกค่าความต้านทานไฟฟ้าขนาด1,000,000 โอหม์ นยิ มเขียน 1 เมกะโอห์ม (1MΩ) หรือ กระแสไฟฟา้ ขนาด 0.000023 แอมแปร์ นิยมเขียนเป็น 23 ไมโครแอมแปร์ (23 A) เป็นตน้ การเปล่ียนแปลงหน่วย จากตัวอย่างข้างต้น แสดงให้เห็นว่าคาอุปสรรคน้ันไม่ใช่หน่วยของปริมาณแต่เป็นสัญลักษณ์ท่ีใช้แทนปริมาณของตัวเลขยกกาลงั ฐาน 10 ดังนน้ั ในการใชง้ านจรงิ จึงตอ้ งมกี ารเปล่ยี นแปลงหน่วยให้มีขนาดท่ีเหมาะสม โดยอาจต้องเพิ่มหรือลดขนาดของหน่วยและนาคาอุปสรรคท่ีเหมาะสมมาประกอบการใช้งานโดยใชค้ วามสมั พันธข์ องเลขจานวนเตม็ เลขทศนิยม และเลขยกกาลงั ฐาน 10 จากตารางที่ 9 แสดงถงึ ความสมั พันธ์ของเลขจานวนเต็ม เลขทศนิยมและเลขยกกาลังฐาน 10 โดยเมื่อค่าของเลขจานวนเต็มเพ่ิมข้ึนจะทาให้ตัวเลขท่ีแสดงการยกกาลังของเลข 10 เพิ่มข้ึนตามจานวนหลักของเลขจานวนเต็ม และเมื่อเลขจานวนเต็มลดลงจนเป็นจุดทศนิยม ตัวเลขที่แสดงการยกกาลังของเลข 10จะติดเครื่องหมายลบมากขึ้นตามจานวนทศนิยมท่ีเพิ่มข้ึนเช่นกัน ดังน้ันจากความสัมพันธ์น้ี เราจึงสามารถใช้วิธีการเล่ือนตาแหน่งจุดทศนิยมของเลขจานวนเต็มหรือเลขทศนิยม เพื่อเขียนใหม่ให้อยู่ในรูปของเลขยกกาลังฐาน 10 หรือคาอุปสรรคได้ ดังน้ันจึงสามารถแสดงความสัมพันธ์ของการเล่ือนตาแหน่งเลขทศนิยมเลขยกกาลงั และคาอุปสรรคบนแนวเสน้ จานวนจรงิ ไดด้ ังภาพท่ี 6

(13) เอกสารประกอบการสอน วิชา เครือ่ งมือวดั ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนกิ ส์ GMk mn 109 106 103 100 10-3 10-6 10-91,000,000,000 1,000,000 1,000 1 0.001 0.000001 0.000000001ภาพที่ 6 ความสมั พนั ธข์ องการแปลงจานวนและการเลอื่ นตาแหนง่ จุดทศนยิ มตัวอย่างท่ี 1. การแปลงหนว่ ยของเลขจานวนเตม็ ดว้ ยวิธกี ารเลื่อนตาแหนง่ 1.2 M 1,200,000 = 1,200,000.0 = 1.2 × 106 = 1.0 k 125 k1,000 = 1,000.0 = 1.0 × 103 = 0.125 M = 15 k125,000 = 125,000.0 = 125 × 103 = 0.15 Mหรือ 125,000 = 125,000.0 = 0.125 × 103 =15,000 = 15,000.0 = 15 × 103หรือ 15,000 = 15,000.0 = 0.15 × 103 =ตวั อย่างท่ี 2. การแปลงหนว่ ยของเลขทศนิยมด้วยวธิ ีการเล่อื นตาแหนง่ = 1 0.000001 = 0.000001 = 1.0 × 10-6 = 1m 0.001 = 0.001 = 1.0 × 10-30.000125 = 0.000125 = 125 × 10-6 = 125 หรอื 0.000125 = 0.000125 = 0.125 × 10-3 = 0.125 m0.0015 = 0.0015 = 1.5 × 10-3 = 1.5 mหรือ 0.0015 = 0.001500 = 1,500 × 10-6 = 1,500 

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมือวดั ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ (14) การแปลงหนว่ ยอุปสรรค เนอื่ งจากงานดา้ นวทิ ยาศาสตร์และวศิ วกรรมศาตรน์ ้นั นิยมใช้คาอุปสรรคในการเขียนรวมกับตัวเลขเพื่อแทนค่าปรมิ าณของส่ิงตา่ ง ๆ จึงจาเป็นต้องแปลงหนว่ ยอุปสรรคจากหน่วยหน่ึงไปเป็นอีกหน่วยหนึ่งเพ่ือความเหมาะสมในการใช้งาน ดังน้ันจงึ มีวิธกี ารแปลงหนว่ ยดังน้ีหนว่ ยใหม่ จานวน คาอุปสรรคเดิม อปุ สรรคใหม่ตวั อย่างที่ 3. จงแปลง 100 m ใหอ้ ยูใ่ นรปู ของ  m = 100 × 10-3 10-6 = 100 × 103 = 100 × 1000 = 100,000 ตวั อย่างท่ี 4. จงแปลง 10  ใหอ้ ย่ใู นรูปของ m m = 10 × 10-6 10-3 = 100 × 10-3 = 10 × 0.001 = 1 mAมาตรฐานของการวัด การวัดเปน็ วธิ ีการพ้ืนฐานเพ่ือให้ได้มาซ่ึงปริมาณที่แม่นยาของสิ่งท่ีไม่รู้ค่าและยังมีความสาคัญอย่างย่ิงในกระบวนการควบคุมการทางานในปัจจุบัน ซ่ึงต้องการความเที่ยงตรงและแม่นยาอย่างมากโดยเฉพาะในกระบวนการผลิตต่าง ๆ เช่น โรงผลิตกระแสไฟฟ้า อุปกรณ์และเคร่ืองมือวัดท้ังหลายต้องแสดงผลไอย่างเที่ยงตรงและแม่นยา เพ่ือความม่ันใจในสมรรถนะของกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าและการทางานที่ถูกตอ้ งของระบบการผลติ แต่การจะบอกได้ว่าเครื่องมือวัดนั้นทางานหรือแสดงผลได้ถูกต้อง เที่ยงตรงและแม่นยาหรือไม่น้ันจาเป็นต้องมีหน่วยวัดสากลและวิธีการเปรียบเทียบกับระบบหน่วยวัดสากล ซึ่งเรียกว่า มาตรฐาน(Standard) ซงึ่ เป็นการเปรียบเทยี บค่าการวดั ของเครือ่ งมอื วดั กบั ค่าการวัดของเคร่ืองมือวัดที่มีมาตรฐานสูงกว่า เรียกว่า การเทียบมาตรฐาน (Calibration) ซ่ึงมาตรฐานของการวัดสามารถจาแนกออกได้ 4 ระดับดงั นี้

(15) เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครือ่ งมอื วัดไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนิกส์ 1. มาตรฐานระหว่างประเทศ (International Standard) เป็นนิยามโดยการตกลงระหว่างนานาชาติ โดยตกลงแทนหน่วยของการวัดใหใ้ กล้เคียงและเท่ียงตรงที่สุดที่เทคโนโลยีในการผลิตและการวัดจะเอ้ืออานวยให้ มาตรฐานระหว่างประเทศจะถูกตรวจและทดสอบค่าอย่างสม่าเสมอโดยการวัดแบบสมบูรณ์ ในรูปของหน่วยพื้นฐาน (ความยาว มวล เวลา กระแส อุณหภูมิ ความเข้มของการส่องสว่าง)มาตรฐานเหล่านี้จะถูกเก็บรักษาอยู่ที่ International Bureau of Weight and Measures (BIPM) และไม่ไดใ้ ชใ้ นการเปรยี บเทยี บ (Comparison) หรอื ปรับเทยี บ (Calibration) 2. มาตรฐานปฐมภูมิ (Primary Standard or National Standard) หรือ มาตรฐานช้ันต้น เก็บรักษาอยู่ในห้องปฏิบัติการมาตรฐานแห่งชาติในส่วนต่าง ๆ ของโลก เช่น International Bureau ofStandard (NBS ปัจจุบันเป็น NIST) ในวอชิงตัน จะเป็นผู้เก็บมาตรฐานช้ันต้นสาหรับทวีปอเมริกาเหนือมาตรฐานช้ันตน้ จะแทนหนว่ ยพืน้ ฐานและหนว่ ยสืบทอดทางกลและไฟฟ้าบางส่วน และจะถูกปรับเทียบโดยอิสระโดยการวัดสมบูรณ์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแต่ละแห่ง มาตรฐานช้ันต้นจะใช้แต่เพียงภายในห้องปฏิบัติการแห่งชาติเท่าน้ัน โดยใช้สาหรับตรวจสอบเพื่อยืนยันความถูกต้อง (Verification) และปรบั เทยี บมาตรฐานช้ันรอง 3. มาตรฐานทุติยภูมิ (Secondary Standard) หรือ มาตรฐานชั้นรอง ใช้เป็นมาตรฐานอ้างอิงหลกั ในหอ้ งปฏิบตั ิการวัด (ในอุตสาหกรรม) โดยมาตรฐานช้ันต้นท่ีห้องปฏิบัติการมาตรฐานแห่งชาติ ฉะน้ันมาตรฐานท่ใี ช้ในอตุ สาหกรรมนี้จึงได้รบั การตรวจสอบค่าทวี่ ดั ได้ในเทอมของมาตรฐานชนั้ ตน้ 4. มาตรฐานใช้งาน (Working Standard) ใช้ในห้องปฏิบัติการการวัดสาหรับการตรวจสอบและปรับเทียบเครื่องมือที่ใช้ในห้องปฏิบัติการโดยท่ัวไป สาหรับความถูกต้องหรือสมรรถนะ (Performance)หรอื ใช้ในอุตสาหกรรมในการปฏิบัติการวัดแบบเปรียบเทียบ เช่น ในโรงงานผลิตตัวต้านทานค่าละเอียดจะใช้ตัวต้านทานมาตรฐาน (มาตรฐานใช้งาน) ในส่วนควบคุมคุณภาพเพ่ือตรวจสอบคุณภาพเพ่ือตรวจสอบอปุ กรณ์ทดสอบ ในกรณีนีจ้ ะตรวจสอบวา่ การวดั ยงั คงอยใู่ นขอบเขตของความถูกตอ้ งท่ตี ้องการหรอื ไม่สรปุ สาระสาคัญ ระบบเอสไอ (SI Unit) เป็นหน่วยวัดระหว่างประเทศที่ได้รับความนิยมใช้งานท่ัวโลก ซึ่งมีการปรับปรุงและเปล่ียนแปลงนิยามของหน่วยไปตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของงานวิจัยด้านมาตรวิทยา เพื่อให้หน่วยวัดมีความแม่นยาย่ิงขึ้น หน่วยฐานเอสไอ (SI base unit definition) ประกอบด้วย 7หน่วยหลักคือ ความยาว (Length) มวล (Mass) เวลา (Time) กระแสไฟฟ้า (Electric Current) อุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกส์ (Thermodynamic Temperature) ความเข้มการส่องสวาง (LuminousIntensity) และปริมาณสาร ซึ่งหน่วยพ้ืนฐานเหล่าน้ีสามารถนามารวมเข้าด้วยกันด้วยวิธีการทางคณิตศาสตร์เกดิ เปน็ หน่วยอนุพนั ธ์ ได้ เชน่ พลงั งาน มีหน่วยเป็น จูล (kg m2 s-2) เป็นต้น ในงานด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ปริมาณหน่วยท่ีนามาใช้จะมีขนาดแตกต่างกัน โดยบางหนว่ ยอาจมขี นาดใหญม่ าก เชน่ คา่ ความต้านทานไฟฟ้า (1,000,000 โอห์ม) หรือบางหน่วยอาจมีขนาดเล็กมาก เช่น กระแสไฟฟ้า (0.0001 Ampare) เป็นต้น จึงนิยมนา คาอุปสรรค (Prefix) มาใช้ประกอบการ

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอื่ งมือวดั ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (16)ระบุขนาดเพ่ือช่วยให้เข้าใจได้ง่ายและลดความผิดพลาดจากการอ่านค่าปริมาณที่เขียนด้วยตัวเลขจานวนมากได้ เชน่ ค่าความต้านทานไฟฟ้า 10,000,000 โอห์ม เขียน 10 MΩ หรือ กระแสไฟฟ้าขนาด 0.000023แอมแปร์ เขียน 23 A เปน็ ต้นการแปลงหน่วยอุปสรรค สามารถใช้วิธีการแปลงหน่วยได้ดังนี้ หนว่ ยใหม่ จานวน คาอปุ สรรคเดิม อุปสรรคใหม่

แบบฝึกหดั ท้ายบท1. จงแปลงหน่วยตอ่ ไปนี้ใหอ้ ยู่ในรปู ทีก่ าหนด1.1. 56 A = ……………………………… mA1.2. 1.23 V = ……………………………… mV1.3. 1,200,000 Ω = ……………………………… k Ω1.4. 1,250 V = ……………………………… k V1.5. 0.000123 F = ……………………………… F1.6. 650 k Ω = ……………………………… Ω1.7. 72.6 MW = ……………………………… W1.8. 0.0000356 A = ……………………………… A1.9. 0.00364 mW = ……………………………… W1.10. 0.22 V = ……………………………… A2. จงบอกชื่อหน่วยของปริมาณเหลา่ นใี้ นระบบเอสไอ2.1. แรงดันไฟฟา้ .............................................................................................2.2. กระแสไฟฟา้ .............................................................................................2.3. ความตา้ นทานไฟฟา้ .............................................................................................2.4. ปรมิ าตร .............................................................................................2.5. พืน้ ที่ .............................................................................................2.6. โมเมนต์ .............................................................................................2.7. ความสวา่ ง .............................................................................................2.8. กาลงั .............................................................................................2.9. ขนาดของการดดู กลนื รงั สี .............................................................................................2.10. มมุ ตัน .......................................................................................... ...2.11. ความเหนีย่ วนาไฟฟา้ .............................................................................................2.12. ความหนาแน่นฟลกั ซ์แม่เหล็ก .............................................................................................2.13. กนั มนั ตภาพของรงั สี .............................................................................................2.14. แรง .............................................................................................2.15. ความดนั .............................................................................................

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอื่ งมือวดั ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (18)3. จงเขียนตัวเลขตอ่ ไปนใี้ ห้อยู่ในรปู ของเลข 10n 3.1. 100 3.2. 10,000 3.3. 1,000,000 3.4. 1,000 3.5. 100,000 3.6. 0.1 3.7. 0.001 3.8. 0.000000001 3.9. 0.00001 3.10. 0.00000014. จงเขยี นตัวเลขต่อไปนีใ้ ห้อยใู่ นรปู เลขจานวนเตม็ 4.1. 105 4.2. 253 4.3. 1336 4.4. 5000 4.5. 9872 4.6. 100-3 4.7. 230-6 4.8. 480-9 4.9. 22-35. จงอธบิ ายถึงความสาคญั ของหน่วยพืน้ ฐานของระบบเอสไอและการทาใหน้ ิยามของหน่วยพืน้ ฐานเป็น ความจริง6. จงยกตวั อย่างหนว่ ยอนุพันธ์ในระบบเอสไอท่นี ิยมนามาใช้ในชีวิตประจาวนั มา 10 หนว่ ย7. จงอธบิ ายความหมายวา่ มาตรฐานการวัด คอื อะไร8. จงยกตัวอย่างการนามาตรฐานของการวัดมาใชใ้ นงานอุตสาหกรรม9. จงอธิบายใหเ้ ห็นถึงความสัมพันธข์ องมาตรฐานการวดั ทั้ง 4 ระดบั ว่ามคี วามเกย่ี วขอ้ งกันอย่างไร10. จงอธบิ ายถึงความแตกตา่ งของมาตรฐานปฐมภูมิและมาตรฐานทุติยภูมิวา่ ตา่ งกันอยา่ งไร11. หนว่ ยงานในประเทศไทยท่ีดูแลมาตรฐานการวดั คือหน่วยงานใดและดแู ลมาตรฐานในระดับใด12. จงอธบิ ายความเกีย่ วข้องระหว่าง งานเทยี บมาตรฐาน กับ มาตรฐานของการวดั ว่าเก่ียวข้องกันอย่างไร

เอกสารอ้างอิงกระแ สไ ฟฟ้า . (2555).ค้นเม่ือวันท่ี 16 มกราคม 2556. จากhttp://www.rmutphysics.com/ charud/scibook/electric1/Elcetric_current.htmการวัด. (2555). ค้นเม่อื วันที่ 16 มกราคม 2556. จาก http://th.wikipedia.org/wiki/การวัดธรี วฒั น์ ประกอบผล. (2549). ดิจิทลั อิเล็กทรอนิกส์. กรุงเทพฯ : สานักพิมพ์ท้อป.ประยูร เชี่ยววัฒนา. (2535). เครื่องวัดและการวัดทางไฟฟ้า. กรุงเทพฯ : สมาคมส่งเสริม เทคโนโลยี (ไทย - ญี่ปนุ่ ).พัน ธ์ ศั ก ด์ิ พุ ฒิ ม า นิ ต พ ง ศ์ . ( 2537) . เ ค ร่ื อ ง มื อ วั ด ไ ฟ ฟ้ า แ ล ะ อิ เ ล็ ก ท ร อ นิ ก ส์ . ก รุ ง เ ท พ ฯ : ซเี อด็ ยูเคชน่ั .มาตรวิทยา. (2554). ค้นเม่ือวันที่ 16 มกราคม 2556. จาก http://www.nstda.or.th/nstda- knowledge/3070-metrologyวีระพันธ์ ติยัพเสน และ นภัทร วัจนเทพินทร์. (2546). ทฤษฎีเครื่องมือและการวัดทางไฟฟ้า. กรุงเทพฯ : สกายบกุ๊ ส.์ศักรินทร์ โสนันทะ. (2545). เครือ่ งมอื วัดและการวดั ทางไฟฟ้า. กรงุ เทพฯ : ซีเอด็ ยเู คชนั่ .สมนึก บญุ พาไสว. (2550). การวดั และเคร่ืองมอื วดั . กรงุ เทพฯ : สานกั พิมพ์ท้อป.หนว่ ยทยี่ อมรบั ให้ใชแ้ ก่ระบบเอสไอ. (2555). ค้นเมอ่ื วันท่ี 16 มกราคม 2556. จาก http://th.wikipedia. org/wiki/หน่วยทยี่ อมรับใหใ้ ชแ้ กร่ ะบบเอสไอเอก ไชยสวัสด์ิ. (2539). การวัดและเครื่องวัดไฟฟ้า. กรุงเทพฯ : สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย - ญปี่ ุน่ ).ร ะ บ บ SI. ( 2553) . ค้ น เ มื่ อ วั น ท่ี 1 6 ม ก ร า ค ม 2556. จ า ก http://www.cib-buu.com/index. php?lay=show&ac=article&Id=539095543&Ntype=5มาตรวิทยา. (2550). ค้นเม่ือวันที่ 16 มกราคม 2556. http://www.cal-laboratory.com/page_bx. php?cid=21&cno=38David A. B. (2007). Electronic instrumentation and measurements. 2nd Edition. Prentice Oxford University Press, USA.K. Lal Kishore. (2009). Electronic Measurements and Instrumentation. Pearson Education India.Bakshi U.A. (2011). Electronic Instrumentation & Measurements. 2nd ed. Technical PublicationsDavid A. B. (2007). Electronic instrumentation and measurements. 2nd Edition. Prentice Oxford University Press, USA

เอกสารประกอบการสอน วชิ า เครอ่ื งมอื วัดไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนิกส์ (20)Larry D. Jones And A. Foster Chin. (1995). Electronic instruments and measurement. 2nd ed. Singapore: Simon and Schuster Asia Pte.Tia G. (2013). The Kilogram Has Gained Weight. Retrieved 10 January 2013. From http://www.livescience.com/26017-kilogram-gained-weight.htmlTheodore, W. G. (2008). Cesium clock F1. Retrieved 10 January 2013. From http://www. theodoregray. com/periodictable/Samples/055.x1/index.s15.htmlMaintaining the SI unit of length. (2013). Retrieved 10 January 2013. From http://archive .nrc-cnrc.gc.ca/eng/projects/inms/si-length.htmlDefinition of luminous intensity. (2013). Retrieved 10 January 2013. From http://www. bonjour-odyssey.com.sg/resources/definition-of-luminous-intensity/

แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 2 ระบบหน่วยวัดหัวข้อเน้อื หา 1. ความผดิ พลาดจากการวดั 2. ชนิดของความผิดพลาด 3. นิยามท่ีเกี่ยวข้องกับเครื่องมือวัด 4. การคานวณคา่ ความผิดพลาดจากการวัด 5. ระดบั ชนั้ ของเครื่องมือวดั 6. สรปุ สาระสาคัญวัตถปุ ระสงคเ์ ชิงพฤติกรรม เม่อื ผู้เรียนศึกษาบทเรยี นน้แี ล้วสามารถ 1. อธบิ ายความหมาย แนวคิด และความผดิ พลาดจากการวัดได้ 2. อธบิ ายองค์ประกอบและชนดิ ของความผดิ พลาดได้ 3. อธิบายถงึ แนวคิดและนิยามที่เก่ียวข้องกบั เครื่องมือวัดได้ 4. อธิบายถึงการคานวณค่าความผิดพลาดจากการวดั ได้ 5. อธิบายและแสดงความแตกต่างของระดับชน้ั ของเครือ่ งมอื วัดได้วธิ สี อนและกจิ กรรมการเรยี นการสอน 1. วธิ สี อน 1.1 วิธีสอนแบบบรรยาย เร่ิมจากการอธิบายถึงความหมายของความผิดพลาดจากการวัดองค์ประกอบและชนิดของความผิดพลาดของการวัด แนวคิดและนิยามที่เก่ียวข้องกับเคร่ืองมือวัด การคานวณค่าความผิดพลาดจากการวัด และแสดงความแตกต่างของระดับช้ันของเครื่องมือวัด ระหว่างการบรรยายมีการต้ังคาถาม ตอบคาถามระหว่างผู้สอนและผู้เรียน สุดท้ายอภิปรายและสรุปประเด็นสาคัญท่ีเกี่ยวกบั ระบบหน่วยวัด 2. กิจกรรมการเรยี นการสอน 2.1 แสดงตัวอย่าง การเกิดความผิดพลาดจากการวัดท้ังในด้านวิทยาศาสตร์และในชีวิตประจาวนั รวมถงึ ผลกระทบของการเกิดความผดิ พลาดจากการวดั 2.2 อภิปราย เรื่อง การเกิดความผิดพลาดจากการวัดในชีวิตประจาวัน ผลกระทบของการเกดิ ความผิดพลาดจากการวัดท่พี บในชีวติ ประจาวนั และกฎหมายเกย่ี วข้อง

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอ่ื งมือวัดไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (22) 2.3 ทาแบบฝึกหดั ท้ายบทท่ี 2สอ่ื การเรยี นการสอน 1. เครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ 2. เพาเวอร์พอยต์ พรีเซนเตชนั เรื่อง ความผดิ พลาดจากการวัด 3. ตัวอย่างการเกิดความผิดพลาดจากการวัดในชีวิตประจาวัน ผลกระทบและกฎหมายท่ี เกย่ี วข้อง 4. โปรเจคเตอร์การวดั ผลและการประเมนิ ผล 1. สังเกตการตอบคาถามและต้ังคาถาม 2. สงั เกตจากการอภปิ ราย ซักถาม และการแสดงความคิดเห็น 3. วัดเจตคตจิ ากการสังเกตพฤติกรรมความกระตือรือรน้ ในการทากจิ กรรมและคุณภาพของงาน

บทท่ี 2 ความผดิ พลาดจากการวดั การวัด (Measurement) คือกระบวนการเพ่ือให้ทราบค่าของปริมาณใด ๆ โดยการเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน (Standard) ทกี่ าหนดไว้ ยิ่งค่าท่ีวัดได้มีปริมาณใกล้เคียงกับค่ามาตรฐานมากก็แสดงว่าการวัดน้ันมีความแม่นยาหรือความถูกต้องในการวัดสูง แต่ในการวัดทุกคร้ังจะมีความผิดพลาดเกิดข้ึนเสมอเน่ืองจากในความเป็นจริงจะไม่มีเครื่องมือวัดชนิดใดที่สามารถวัดได้ถูกต้องเท่ากับค่าจริง ดังนั้นการใช้งานเครื่องมือวัดแต่ละชนิดต้องเข้าใจหลักการและเทคนิคพื้นฐานของการวัดอย่างถูกต้อง อีกท้ังต้องทาความเข้าใจถึงค่าความผิดพลาดและสาเหตุที่ทาให้เกิดความผิดพลาด (Error) เพ่ือให้การวัดมีความแม่นยามากทสี่ ุดชนิดของความผดิ พลาด สาเหตุของความผิดพลาดในการวัดสามารถสรปุ ได้เปน็ 3 ปจั จัยหลกั ดังนี้ 1. ความผดิ พลาดจากผวู้ ดั (Human error) 2. ความผิดพลาดของระบบ (Systematic error) 2.1. ความผดิ พลาดของเครื่องวดั ไฟฟา้ (Instrumentation error) 2.2. ความผดิ พลาดเนอื่ งจากสภาพแวดลอ้ มขณะท่ีทาการวดั (Environmental error) 3. ความผิดพลาดแบบส่มุ (Random error) ความผิดพลาดจากผู้วัด (Human error) คือความผิดพลาดซ่ึงเกิดจากตัวผู้วัดเอง เช่น เกิดจากความสะเพร่าในการอ่านค่าจากเคร่ืองมือวัดสเกล การใช้เคร่ืองมือที่ไม่เหมาะสม หรือแม้แต่การจดบันทึกค่าผิดพลาด เป็นต้น ความผิดพลาดชนิดนี้แก้ไขไดโ้ ดยทาการอ่านค่าซ้ามากกว่า 1 ครัง้ หรอื ใหผ้ ใู้ ชง้ านคนอืน่ อา่ นค่าซ้า จากภาพท่ี 7 แสดงตัวอย่างความผิดพลาดจากการอ่านค่าบนหน้าปัทม์เครื่องมือวัด โดยสมมุติเคร่ืองวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกต้ังย่านวัดไว้ที่ 2.5 โวลต์ ซึ่งจะต้องอ่านค่าได้เท่ากับ 1.25 โวลต์ แต่ผใู้ ชง้ านอ่านคา่ ผดิ เปน็ 125 โวลต์ ภาพท่ี 7 ความผิดพลาดจากการอา่ นค่าบนหนา้ ปทั มเ์ คร่ืองมอื วัด

เอกสารประกอบการสอน วิชา เครอ่ื งมอื วดั ไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (24) ความผิดพลาดของระบบ (Systematic error) คือความผดิ พลาดท่ีเกิดจากการทางานผดิ ไปขององคป์ ระกอบตา่ ง ๆ ของเครอื่ งมอื วัดหรือจากความผิดพลาดในกระบวนการทใ่ี ช้ในการวัด ซ่ึงแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คอื 1. ความผิดพลาดของเครื่องมือวัด (Instrumentation error) โดยสาเหตุของความผิดพลาดเกิดขึ้นจากเครื่องมือวัดเอง โดยอาจมีเหตุจากการทางานของโครงสร้างทางกลไกของเคร่ืองมือวัด เช่นความล้าของสปริงก้นหอย ความฝืดของแกนหมุนของเข็มชี้สเกลบนแบร่ิงรองรับแกนหมุน ความเสื่อมของแบตเตอร์ร่ีภายในเคร่ืองมือวัด เป็นต้น ซ่ึงความผิดพลาดแบบน้ีสามารถทาให้ลดลงได้โดยการ บารุงรักษาเครื่องมือวัดประจาปี การเทียบมาตรฐานเคร่ืองมือวัดประจาปีหรือทุกช่วงเวลาที่บริษัทผู้ผลิตกาหนด การจัดวางตาแหนง่ การใชง้ านของเครอ่ื งมือวัดให้ถูกตอ้ งที่บรษิ ัทผผู้ ลติ กาหนด เป็นตน้ 2. ความผิดพลาดทีเ่ กดิ จากสภาพแวดล้อม (Environmental error) เป็นความผิดพลาดท่ีเกิดจากสภาพแวดล้อมท่ีใช้ในการวัดหรือการใช้เครื่องมือวัดในสภาพแวดล้อมท่ีไม่เหมาะสม เช่น การนาเคร่ืองมือวัดท่ีผลิตสาหรับอุณหภูมิห้องไปใช้ในที่มีอุณหภูมิสูงหรือต่ากว่าอุณหภูมิห้องมาก ๆ จะทาให้เครื่องมือวัดแสดงค่าการวัดผิดพลาด หรือการใช้เครื่องมือวัดประเภทกลไกในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กสูง เป็นต้น ความผดิ พลาดแบบนส้ี ามารถแก้ไขได้โดยการควบคุมสภาพแวดลอ้ มใหอ้ ยใู่ นสภาพปกติทุกคร้ังก่อนที่ทาการวัดหรือเลือกใช้เครอ่ื งมือวดั ที่เหมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ ม ความผดิ พลาดแบบสุ่ม (Random error) ความผิดพลาดแบบนี้ไม่สามารถหาสาเหตุมาอธิบายได้ โดยปกติเกิดจากการวัดค่าปริมาณค่าเดียวกนั ซา้ กันหลายครั้ง แตไ่ ดผ้ ลการวัดแตกต่างกนั โดยเฉพาะท่ตี าแหนง่ ทศนยิ มตาแหน่งทา้ ยๆ และเกิดข้ึนทุกคร้ังแม้ว่าจะกาจัดความผิดพลาดอ่ืน ๆ ท่ีพบไปแล้วก็ตาม โดยค่าความผิดพลาดน้ีจะมีค่าต่ามากเม่ือเทียบกับความผิดพลาดที่เกิดจากผู้วัดและความผิดพลาดพลาดของระบบ อย่างไรก็ตามความผิดพลาดน้ีจะมีความสาคัญมากโดยเฉพาะกรณีที่ต้องการความถูกต้องในการวัดสูงมากเท่าน้ัน เช่น การเทียบมาตรฐานเครื่องมือวัด เป็นต้น ซึ่งสามารถใช้วิธีการทางสถิติเพ่ือแก้ไขความผิดพลาดชนิดน้ีสามารถได้โดยการวัดซ้ากนั หลายครัง้ และหาคา่ เฉลยี่ ของการวดั แทน15.238 5 10 15 20 2515.23715.23615.23515.23415.23315.23215.231 0 ภาพท่ี 8 การกระจายของค่าที่วดั