หน่วยที่ 2

MEASURMENT & INSTRUMENTS หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง หน่วยที่ 2 มิเตอร์ไฟตรง เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี

แผนการจัดการเรยี นรทู ่ี 2 สอนคร้ังท่ี 2-3 เรื่อง มิเตอรไฟตรง

แผนการจดั การเรียนรูที่ 2 ชอื่ วิชา เครื่องมอื วดั ไฟฟาและอิเล็กทรอนกิ ส เวลาเรียนรวม 90 ช่ัวโมง ชือ่ หนวย ความรเู บื้องตนทางการวัด คร้ังท่ี 2-3 ชือ่ เร่อื ง มิเตอรไ ฟตรง จาํ นวน 10 ชั่วโมง หวั ขอเรอ่ื ง 1. จุดประสงคการเรยี นรู 2. บทนาํ 3. มเิ ตอรม ฟู เมนตแบบดอี ารส ันวาล 4. การใชม ิเตอรม ฟู เมนตดอี ารส นั วาลทาํ เปนแอมมเิ ตอรไ ฟตรง 5. การขยายยานวัดแอมมเิ ตอรไฟตรง 6. การใชมเิ ตอรมูฟเมนตดีอารสนั วาลทาํ เปนโวลตมเิ ตอรไ ฟตรง 7. การขยายยานวดั โวลตม เิ ตอรไฟตรง 8. ผลการโหลดของโวลตม เิ ตอรไ ฟตรง 9. การใชมิเตอรมูฟเมนตดีอารส นั วาลทําเปน โอหม มิเตอร 10. เมกโอหมมเิ ตอร (Megohmmeter) สาระสําคญั มิเตอรม ูฟเมนตเบ้ืองตนจะใชวดั คา ไฟฟากระแสตรง โดยใชค วามสมั พันธร ะหวา งกระแส ไฟฟากับสนามแมเหลก็ ในปจจบุ นั นิยมใชม ิเตอรม ูฟเมนตแบบดอี ารสนั วาลซึ่งระบบพ้นื ฐานใชการเคลอื่ นท่ขี องขดลวด โดยปกติจะอา งถึงมิเตอรม ฟู เมนตแ บบดีอารส ันวาลหรือแบบขดลวดเคลี่อนที่แมเ หลก็ ถาวร (PMMC; Permanent Magnet Moving Coil) ขดลวดเคลี่อนท่ีจะมเี ดือยหมนุ เพอ่ื ลดการเสียดทาน วิธอี นื่ จะใชว ิธกี ารแขวนดวยแถบตึง มีความไวสงู แตม รี าคา แพง เปรยี บเทยี บกนั มิเตอรมูฟเมนตแ บบเดือยหมนุ มกี ระแสเตม็ เสกล 50 µA ขณะทีแ่ บบแขวนดว ยแถบตึงกระแสเตม็ เสกล 2 µA ในการนาํ มเิ ตอรม ฟู เมนตไ ปวดั คา ปริมาณทางไฟฟาไดมากขน้ึ จะตอ งทาํ การขยายยา นการวดั ดงั นนั้ ในการวัดคา ปรมิ าณทางไฟฟาจะตองปรบั ยานวัดใหเ หมาะสม สมรรถนะหลกั (สมรรถนะประจาํ หนว ย) แสดงความรูเ กี่ยวกบั ความรูความเขาใจในหลกั การทาํ งานและการใชงานมิเตอรไ ฟตรง สมรรถนะยอ ย (สมรรถนะการเรียนรู) สมรรถนะทวั่ ไป (ทฤษฎี) 2.1 แสดงความรูเก่ยี วกับมเิ ตอรม ฟู เมนตแ บบดีอารส นั -วาล 2.2 การใชม ิเตอรมฟู เมนตด อี าร-สนั วาลทําเปน แอมมิเตอรไฟตรง 2.3 แสดงความรเู ก่ยี วกับการขยายยานวดั แอมมเิ ตอรไ ฟตรง 2.4 แสดงความรเู กยี่ วกับผลการโหลดของโวลตม เิ ตอรไ ฟตรง

แผนการจดั การเรยี นรทู ่ี 2 ช่อื วิชา เครือ่ งมือวดั ไฟฟา และอเิ ล็กทรอนิกส เวลาเรยี นรวม 90 ช่ัวโมง ชอ่ื หนวย ความรเู บื้องตนทางการวดั คร้ังที่ 2-3 ชือ่ เร่ือง มเิ ตอรไฟตรง จํานวน 10 ช่ัวโมง สมรรถนะท่ัวไป (ปฏบิ ตั ิ) แสดงทักษะในการใชงานมิเตอรไ ฟตรง สมรรถนะทีพ่ ึงประสงค (ปฏบิ ตั ิ) 2.1 แสดงทักษะเกีย่ วกบั การใชมิเตอรม ูฟเมนตดอี าร-สนั วาลทําเปนโวลตม ิเตอรไฟตรง 2.2 แสดงทกั ษะเกี่ยวกบั การขยายยา นวดั โวลตมเิ ตอรไ ฟตรง 2.3 แสดงทกั ษะเกีย่ วกบั การใชม ิเตอรม ูฟเมนตด อี าร- สนั วาลทาํ เปนโอหม มเิ ตอร กิจกรรมการเรียนการสอน ในการจัดการเรยี นการสอนรายวชิ า เครือ่ งมอื วดั ไฟฟาและอเิ ล็กทรอนิกส ในหนว ยการเรียนที่ 4 เร่ือง การ คํานวนและสรา งโวลตม เิ ตอร ไดก าํ หนดกจิ กรรมการเรยี นการสอนใหผ เู รยี นเกดิ การเรยี นรโู ดยใชว ิธีการจดั การเรยี นรูฐาน สมรรถนะเชิงรกุ (Active Learning Competency Based) รปู แบบการจดั การเรยี นรแู บบผสมผสาน (Blended Learning) ระหวา งชดุ ฝก ทกั ษะการคํานวณและสรางโวลตม เิ ตอร รว มกบั สอ่ื การสอนออนไลนไ มโครคลิปวีดโี อ เพื่อพฒั นา สมรรถนะในเรอ่ื งการคาํ นวนและสรา งโวลตม เิ ตอรห ลายยา นการวดั โดยมีข้นั ตอนในการดาํ เนนิ กิจกรรมการเรียนการสอน ดงั นี้ กจิ กรรมการเรียนการสอน (สอนครง้ั ที่ 2-3 ) เวลา 10 ชว่ั โมง/สปั ดาห ขัน้ นาํ เขา สบู ทเรยี น 1. ผสู อนตรวจความเรียบรอ ยของหองเรยี น 2. อบรมคุณธรรม จรยิ ธรรม และใหนกั ศึกษาทาํ แบบทดสอบกอ นเรยี น หนวยท่ี 2 ข้ันการเรยี นการสอน 3. ครู :- อธบิ าย จดุ ประสงคการเรียนรู บทนาํ มเิ ตอรมฟู เมนตแ บบดีอารสนั วาล การใชม เิ ตอรมฟู เมนต ดาอารส นั วาลทําเปนแอมมเิ ตอรไ ฟตรง การขยายยา นวดั แอมมเิ ตอรไ ฟตรง การใชมเิ ตอรม ฟู เมนตด อี ารส ันวาลทาํ เปน โวลตม ิเตอรไ ฟตรง การขยายยา น-วัดโวลตม เิ ตอรไ ฟตรง ผลการโหลดของโวลตมิเตอรไ ฟตรง การใชมเิ ตอรม ูฟเมนต ดอี ารส ันวาลทําเปน โอหมมเิ ตอร เมกโอหม มิเตอร 4. นกั ศึกษา :- ตอบคาํ ถามเกี่ยวกับ จดุ ประสงคการเรียนรู บทนํา มเิ ตอรมฟู เมนต แบบดอี ารสนั วาล การใช มิเตอรม ูฟเมนตด อี ารส นั วาลทาํ เปน แอมมเิ ตอรไ ฟตรง การขยายยานวัดแอมมิเตอรไ ฟตรง การใชมิเตอรม ูฟเมนตด อี ารส ัน วาลทําเปนโวลตม เิ ตอรไ ฟตรง การขยายยา นวดั โวลตม เิ ตอรไ ฟตรง ผลการโหลดของโวลตมิเตอรไฟตรง การใชม ิเตอรมฟู เมนต ดอี ารสันวาลทําเปน โอหม มิเตอร เมกโอหม มเิ ตอร 5. ครู :- สรุปในสปั ดาหน้จี ะศึกษาเกย่ี วกับมเิ ตอรไ ฟตรง

แผนการจดั การเรียนรูท่ี 2 ชือ่ วิชา เครอ่ื งมอื วัดไฟฟา และอิเล็กทรอนิกส เวลาเรยี นรวม 90 ช่ัวโมง ชอื่ หนวย ความรูเบือ้ งตน ทางการวัด คร้งั ที่ 2-3 ช่อื เรื่อง มิเตอรไฟตรง จํานวน 10 ช่ัวโมง 6. ครบู รรยายเน้ือหาในบทเรยี นเกีย่ วกับ จุดประสงคก ารเรยี นรู บทนํา มเิ ตอรมฟู เมนต แบบดีอารส ันวาล การใชม ิเตอรมฟู เมนตดีอารส ันวาลทําเปนแอมมเิ ตอรไ ฟตรง การขยายยา นวดั แอมมิเตอรไ ฟตรง การใช มเิ ตอรม ฟู เมนตด ีอารส นั วาลทาํ เปน โวลตม เิ ตอรไ ฟตรง การขยายยานวดั โวลตม เิ ตอรไ ฟตรง ผลการโหลดของโวลตมิเตอร ไฟตรง การใชมิเตอรม ฟู เมนต ดอี ารสันวาลทาํ เปนโอหม มเิ ตอร เมกโอหม มิเตอร ขั้นสรปุ และการประยกุ ต 7. ครูและนกั ศึกษารว มกันสรปุ เนือ้ หาในบทเรียน 8. ครใู หน ักศกึ ษาทําแบบทดสอบหลงั เรยี น หนวยที่ 2 9. ครูใหนกั ศึกษาทําแบบฝกหดั หนว ยท่ี 2 10. ครูตรวจผลงานการทาํ แบบฝก หัด หนว ยที่ 2 11. ครูและนกั ศึกษารวมกนั ตรวจแบบทดสอบกอ น/หลังเรยี นหนว ยท่ี 2 สือ่ การสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. คลิป YouTube เรอ่ื ง มเิ ตอรไ ฟตรง (https://www.youtube.com/watch?v=JOgIqEALhNY) 3. ใบงานที่ 2 เร่ือง มิเตอรไ ฟตรง งานที่มอบหมาย/กิจกรรม ใหน ักเรยี นทําแบบฝกเสรมิ ทักษะตามใบงานทายหนวยการเรยี นที่ 2 การวดั และประเมนิ ผล วธิ ีการ เครอื่ งมอื เกณฑ วดั ผล/ประเมินผล - ทาํ แบบฝก เสรมิ ทกั ษะ - แบบฝกเสริมทกั ษะทา ย - ผานเกณฑร อยละ 70 ทายหนวย หนว ย 1.สมรรถนะท่พี งึ ประสงค - ประเมนิ คณุ ลกั ษณะอนั - แบบประเมินคณุ ลักษณะ - ผานเกณฑร อ ยละ 80 พงึ ประสงค อันพึงประสงค 2.คณุ ลักษณะอนั พึง ประสงค (Attitude)

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (30105 1002) นายวิษนุ ส่งศรี แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์ ใบงานท่ี 2 เรื่อง การออกแบบและสรา้ งแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง จดุ ประสงค์ หลังจากศึกษาเร่ืองน้ีแล้วนักศึกษาสามารถ 1. วัดหาค่ากระแสเต็มสเกล และค่าความต้านทานภายในของมิเตอร์ได้ 2. ออกแบบและคานวณแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงได้ 3. สร้างแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอย่างง่ายได้ 4. ทดสอบเปรียบเทียบกับแอมมิเตอร์มาตรฐานได้ 5. คานวณหาค่าความผิดพลาดได้ 6. ให้ความร่วมมือในการใช้ การบารุงรักษาและการจัดเก็บวัสดุอุปกรณ์ ชุดฝึก ชุดทดลอง และเครื่องมือต่าง ๆ 7. ปฏิบัติงานด้วยความละเอียดรอบคอบและปลอดภัย เครอ่ื งมือ/อปุ กรณ์ 1 ชุด 1 เครื่อง 1. ชุดทดลองการขยายย่านวัดมิเตอร์ No.1 (แบบแอนะล็อก) 1 เคร่ือง 2. แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง 0-30 V 1 ตัว 3. มัลติมิเตอร์มาตรฐาน 1 ตัว 4. ตัวต้านทาน 2 k 1 W 1 ชุด 5. ตัวต้านทานปรับค่าได้ 1 k 2 W 1 ชุด 6. ตัวต้านทานค่าต่าง ๆ ตามที่คานวณ 7. สายต่อวงจร ลาดับขนั้ การทดลอง ตอนที่ 1 วัดหาค่ากระแสเต็มสเกล และค่าความต้านทานภายใน 1.1 ต่อวงจรดังรูปที่ 2.1 โดยให้แรงดันจากแหล่งจ่ายเท่ากับ 0V และยังไม่ต่อ VR

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (30105 1002) นายวิษนุ ส่งศรี แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์ R1 Ms Im mA 2k Vs VR 1k MUT รูปที่ 2.1 วงจรตรวจวดั ค่ากระแสเต็มสเกล 1.2 ทาการปรับแรงดันของแหล่งจ่ายให้เข็มของมิเตอร์ MUT ชี้เต็มสเกล 1.3 จากการทดลองในข้อ 1.2 จะทราบค่ากระแสเต็มสเกลของมิเตอร์ MUT ได้กระแส เต็มสเกลของมิเตอร์ MUT =………..mA…… เหตุผล…………………………………………...… ………........................................................................................................................................... 1.4 ต่อตัวต้านทาน VR =1 k ตามรูปท่ี 2.1 และทาการปรับ VR ให้เข็มของมิเตอร์ MUT ช้ีกลางสเกล (Half scale) 1.5 ปลดตัวต้านทาน VR =1 k ออกจากวงจรนามาวัดค่าความต้านทานซึ่งค่าที่วัดได้คือ ค่าความต้านทานภายในของมิเตอร์ Rm = …………  ……….. ตอนที่ 2 การขยายย่านวัดแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 2.1 คานวณหาค่าความต้านทานขยายย่านวัดของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง R1, R2 และ R3 ของย่านวัด 10mA, 50mA และ 100mA ตามลาดับในรูปที่ 2.2 (ใช้ค่า Im และ Rm จากการทดลอง ตอนท่ี 1) ได้ R1 = ……….  R2 = ……….  R3 = ……….  2.2 เลือกค่าความต้านทานที่คานวณได้ และประกอบวงจร ดังรูปท่ี 2.2 ในชุดทดลอง

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (30105 1002) นายวิษนุ ส่งศรี แผนกวิชาชา่ งอิเล็กทรอนิกส์ Im Rm R1 R2 R3 50mA 10mA 100mA รูปที่ 2.2 วงจรแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 3 ย่านวัด 2.3 นาแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่ประกอบขึ้นไปทดสอบเปรียบเทียบกับแอมมิเตอร์ มาตรฐานโดยต่อวงจร ดงั รูปที่ 2.3 ปรับคา่ แรงดันไฟฟ้าจากแหลง่ จ่าย 0V Ms 10mA 50mA R1 mA Im Vs 100mA R2 MUT Rm 2k R3 รูปที่ 2.3 วงจรทดสอบแอมมิเตอร์มาตรฐานกับแอมมิเตอร์ที่สร้างข้ึน 2.4 ต้ังย่านวัดกระแสแอมมิเตอร์มาตรฐานที่ 10mA และแอมมิเตอร์ท่ีสร้างข้ึนท่ี 10mA เช่นเดียวกัน 2.5 ทาการปรับแรงดันที่แหล่งจ่ายให้เข็มของแอมมิเตอร์มาตรฐานชี้ค่าตามตารางที่ 2.1 อ่านและบันทึกค่ากระแสจากแอมมิเตอร์ท่ีสร้างข้ึนลงในตารางที่ 2.1 พร้อมทั้งคานวณค่าเปอร์เซ็นต์ ความผิดพลาดโดยใช้สูตร %ความผิดพลาด = Yn Y−nXn 100%

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (30105 1002) นายวิษนุ ส่งศรี แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์ ตารางท่ี 2.1 ย่านวัด 10mA ค่าจากมิเตอร์มาตรฐาน (mA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 ค่าจากมิเตอร์ที่สร้าง (mA) % ความผิดพลาด 2.6 ทาการทดลองซ้าข้อท่ี 2.4 และข้อที่ 2.5 โดยเปลี่ยนย่านวัดเป็น 50mA และ 100mA ตามลาดับ บันทึกผลการทดลองในตารางที่ 2.2 และตารางท่ี 2.3 ตามลาดับ ตารางท่ี 2.2 ย่านวัด 50mA ค่าจากมิเตอร์มาตรฐาน (mA) 5 1 1 2 2 3 3 4 4 5 050505050 ค่าจากมิเตอร์ที่สร้าง (mA) % ความผิดพลาด ตารางที่ 2.3 ย่านวัด 100mA ค่าจากมิเตอร์มาตรฐาน (mA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 000000000 ค่าจากมิเตอร์ที่สร้าง (mA) % ความผิดพลาด สรุปผลการทดลอง …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………….……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………….…………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (30105 1002) นายวิษนุ ส่งศรี แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์ ปัญหาข้อเสนอแนะ …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………….……………………………………………………………………………………………………… คาถามท้ายการทดลอง 1. เพราะเหตุใด เราจงึ ไมส่ ามารถวดั ค่าความตา้ นทานภายใน ของเคร่อื งวัดชนดิ ขดลวดเคลอื่ นท่ี โดยใช้โอหม์ มิเตอร์ได้ …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………….……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………….…………………………………… 2. นอกจากการทดลองนี้ ท่านคิดว่าเราสามารถวัดค่ากระแสเต็มสเกลและความต้านทาน ภายในของเคร่อื งวดั ชนดิ ขดลวดเคลอ่ื นท่ีด้วยวิธีอื่นได้หรอื ไม่ ถ้าไดจ้ ะตอ้ งทาอยา่ งไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 3. การขยายยา่ นวัดแอมมิเตอรโ์ ดยใช้วงจรแบบยนู ิเวอรแ์ ซล มขี ้อดขี ้อด้อยอย่างไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 4. ค่าความผิดพลาดในการวดั แตล่ ะย่านวัดแตกต่างกันอย่างไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี