หน่วยที่ 6

MEASURMENT & INSTRUMENTS หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง หน่วยที่ 6 วงจรบริดจ์ไฟตรง เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี

แผนการจดั การเรียนรูท ี่ 6 สอนครั้งท่ี 9 เรือ่ ง วงจรบริดจไ ฟตรง

แผนการจดั การเรยี นรทู ่ี 6 ชื่อวิชา เคร่อื งมือวดั ไฟฟา และอเิ ล็กทรอนกิ ส เวลาเรียนรวม 90 ชั่วโมง ช่ือหนวย วงจรบริดจไ ฟตรง ครั้งท่ี 9 ชอ่ื เรอ่ื ง วงจรบริดจไ ฟตรง จํานวน 5 ช่วั โมง หัวขอเร่อื ง 1. จดุ ประสงคการเรยี นรู 2. บทนาํ 3. วตี สโตนบรดิ จ (Wheatstone Bridge) 4. ความไวของวตี สโตนบรดิ จ 5. วตี สโตนบริดจไมส มดุลเล็กนอย 6. เคลวนิ บรดิ จ (Kelvin Bridge) 7. วงจรบรดิ จทถี่ ูกควบคมุ ดวยไมโครโปรเซสเซอร 8. วงจรทีถ่ กู ควบคมุ ดว ยวงจรบรดิ จ 9. การนาํ ไปใชงาน สาระสําคัญ วงจรบริดจเ ปน เครอ่ื งมอื วัดสําหรบั การวัดเปรียบเทยี บจะถูกใชอยา งแพรหลาย เพอ่ื วดั คา ความตา นทาน ความ เหน่ยี วนํา ความจุและอมิ พแี ดนซ การทํางานเบื้องตนวงจรบริดจจ ะเปน การทาํ งานบนหลกั การ การแสดงผลคา นลู หมายถงึ การบอกคา จะเปน อิสระตอการปรบั แตง ของอุปกรณบ อกคาหรือคณุ สมบตั ิใด ๆ ของมัน สาํ หรบั เหตผุ ลนกี้ ารใชบ รดิ จจะ ไดรับความถกู ตอ งสูงมาก วงจรบรดิ จส วนใหญจะถูกนาํ ไปใชในวงจรควบคุมอีกดวย เมื่อถกู นําไปใชง านแกนดา นใดดา นหน่งึ ของวงจรบรดิ จประกอบดวยตวั ตา นทานสําหรบั ตรวจสอบพารามเิ ตอรท างฟส ิกสเชน อณุ หภูมิ แรงกด- ดันที่ควบคมุ เปนตน สมรรถนะหลัก (สมรรถนะประจาํ หนวย) แสดงความรูเ กย่ี วกับความรคู วามเขาใจในหลักการทาํ งานและการใชง านวงจรโพเทนทิโอมิเตอรและแรงดัน อา งอิง สมรรถนะยอย (สมรรถนะการเรียนร)ู สมรรถนะทว่ั ไป (ทฤษฎ)ี 6.1 แสดงความรูเ ก่ียบกบั วตี สโตนบริดจ 6.2 แสดงความรูเกี่ยบกบั ความไวของวตี สโตนบรดิ จ 6.3 แสดงความรูเก่ียบกับวีตสโตนบรดิ จไ มส มดุลเล็กนอย 6.4 แสดงความรูเก่ยี บกับเคลวินบริดจ (Kelvin Bridge) 6.5 แสดงความรูเก่ียบกบั วงจรบรดิ จท ี่ถกู ควบคมุ ดว ยไมโครโปรเซสเซอร 6.6 แสดงความรเู ก่ียบกบั วงจรทถี่ กู ควบคุมดวยวงจรบริดจ

แผนการจดั การเรยี นรทู ่ี 6 ชอ่ื วิชา เครือ่ งมอื วัดไฟฟาและอเิ ล็กทรอนิกส เวลาเรียนรวม 90 ช่ัวโมง ช่อื หนวย วงจรบรดิ จไ ฟตรง ครงั้ ท่ี 9 ชือ่ เรอ่ื ง วงจรบริดจไ ฟตรง จาํ นวน 5 ชว่ั โมง สมรรถนะท่วั ไป (ปฏบิ ตั ิ) แสดงทกั ษะในการใชงานวงจรบรดิ จไ ฟตรง สมรรถนะท่พี ึงประสงค (ปฏบิ ัต)ิ 6.1 แสดงทกั ษะเกย่ี บกบั การนําบรดิ จไ ฟตรงไปใชง าน กิจกรรมการเรียนการสอน ในการจัดการเรยี นการสอนรายวิชา เคร่อื งมอื วดั ไฟฟาและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส ในหนวยการเรียนที่ 5 เรอ่ื ง วงจร บรดิ จไ ฟตรง ไดก าํ หนดกิจกรรมการเรยี นการสอนใหผ ูเรียนเกดิ การเรยี นรโู ดยใชว ิธีการจดั การเรยี นรูฐานสมรรถนะเชิงรุก (Active Learning Competency Based) รปู แบบการจัดการเรยี นรูแบบผสมผสาน (Blended Learning) ระหวา งชดุ ฝก ทักษะการใชง านวงจรบริดจไ ฟตรง รว มกับส่ือการสอนออนไลนไ มโครคลปิ วดี โี อ เพ่ือพฒั นาสมรรถนะในเรอ่ื งวงจรบรดิ จ ไฟตรง โดยมีขนั้ ตอนในการดําเนนิ กจิ กรรมการเรียนการสอน ดังนี้ กิจกรรมการเรียนการสอน (สอนครั้งท่ี 9 ) เวลา 5 ช่วั โมง/สปั ดาห ขั้นนําเขา สบู ทเรยี น 1. ผูส อนตรวจความเรยี บรอยของหองเรียน และผเู รียน 2. อบรมคณุ ธรรมจริยธรรม และใหน กั ศึกษาทําแบบทดสอบกอ นเรยี น หนวยท่ี 6 ขนั้ การเรียนการสอน 3. ครู :- อธิบาย จุดประสงคการเรยี นรู บทนาํ วีตสโตนบริดจ ความไวของวีตสโตน บรดิ จ วตี สโตนบรดิ จไม สมดลุ เลก็ นอ ย เคลวนิ บรดิ จ วงจรบรดิ จที่แสดงผลแบบดิจติ อล วงจรบรดิ จทถี่ กู ควบคมุ ดว ยไมโครโปรเซสเซอร วงจรที่ ถกู ควบคุมดวย วงจรบรดิ จ การนาํ ไปใชง าน 4. นักศกึ ษา :- ตอบคําถามเกี่ยวกบั จุดประสงคการเรยี นรู บทนาํ วีตสโตนบรดิ จ ความไวของวตี สโตนบริดจ วตี สโตนบรดิ จไ มส มดลุ เล็กนอ ย เคลวินบรดิ จ วงจรบริดจท ีแ่ สดงผลแบบดจิ ติ อล วงจรบรดิ จท ่ีถกู ควบคมุ ดว ย ไมโครโปรเซสเซอร วงจรที่ถูกควบคมุ ดว ย วงจรบรดิ จ การนําไปใชง าน 5. ครู :- สรุปในสัปดาหนจ้ี ะศึกษาเกยี่ วกบั วงจรบริดจไ ฟตรง 6. ครบู รรยายเนอ้ื หาในบทเรยี นเกยี่ วกบั จดุ ประสงคก ารเรยี นรู บทนํา วตี สโตนบรดิ จ ความไวของวตี สโตนบรดิ จ วีตสโตนบริดจไ มส มดุลเล็กนอ ย เคลวนิ บริดจ วงจรบรดิ จทแ่ี สดงผลแบบดิจิตอล วงจรบริดจ ทถี่ กู ควบคุมดว ยไมโครโปรเซสเซอร วงจรที่ถกู ควบคมุ ดวยวงจรบรดิ จ การนําไปใชง าน

แผนการจดั การเรียนรทู ่ี 6 ช่ือวิชา เครื่องมือวดั ไฟฟา และอิเลก็ ทรอนกิ ส เวลาเรยี นรวม 90 ช่ัวโมง ชื่อหนวย วงจรบรดิ จไฟตรง ครั้งที่ 9 ช่ือเรือ่ ง วงจรบริดจไ ฟตรง จาํ นวน 5 ช่ัวโมง ขัน้ สรุปและการประยุกต 7. ครแู ละนักศกึ ษารวมกันสรุปเนื้อหาในบทเรียน 8. ครใู หน ักศกึ ษาทําแบบทดสอบหลงั เรยี น หนว ยท่ี 6 9. ครูใหนกั ศึกษาทําแบบฝกหดั หนว ยที่ 6 10. ครตู รวจผลงานการทําแบบฝก หัด หนว ยที่ 6 11. ครแู ละนักศึกษารวมกนั ตรวจแบบทดสอบกอ น/หลงั เรยี นหนวยท่ี 6 สือ่ การสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. คลปิ YouTube เรอื่ ง วงจรบรดิ จไ ฟตรง (https://www.youtube.com/watch?v=JOgIqEALhNY) 3. ใบงานที่ 6 เรือ่ ง วงจรบริดจไ ฟตรง งานทมี่ อบหมาย/กจิ กรรม ใหน ักเรยี นทําแบบฝก เสรมิ ทักษะตามใบงานทา ยหนว ยการเรยี นท่ี 6 การวัดและประเมนิ ผล วธิ กี าร เครอื่ งมือ เกณฑ วดั ผล/ประเมนิ ผล - ผานเกณฑร อยละ 70 - ทาํ แบบฝก เสรมิ ทกั ษะ - แบบฝกเสริมทกั ษะทา ย 1.สมรรถนะทีพ่ ึงประสงค ทา ยหนว ย หนว ย - ผานเกณฑร อยละ 80 - ประเมินคณุ ลกั ษณะอัน - แบบประเมนิ คณุ ลกั ษณะ 2.คณุ ลักษณะอนั พึง พึงประสงค อนั พึงประสงค ประสงค (Attitude)



วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชางอิเล็กทรอนิกส ใบงานท่ี 6 เรอื่ ง การออกแบบและสรางดิจติ อลมิเตอร จุดประสงค หลังจากศึกษาเร่ืองน้ีแลวนักศึกษาสามารถ 1. คํานวณหาคาความตานทานขยายยานวัดดิจิตอลโวลตมิเตอรและดิจิตอลแอมมิเตอร ไฟฟากระแสตรงได 2. ตอวงจรดิจิตอลโวลตมิเตอรและดิจิตอลแอมมิเตอรไฟฟากระแสตรงได 3. ทดสอบเปรยี บเทียบดิจิตอลโวลตมิเตอรและดิจิตอลแอมมิเตอรที่ออกแบบกับ ดิจิตอลโวลตมิเตอรและดิจิตอลแอมมิเตอรไฟฟากระแสตรงมาตรฐานได 4. คํานวณหาคาความผิดพลาดได 5. ใหความรว มมือในการใช การบาํ รุงรักษา และการจัดเก็บวัสดุอุปกรณ ชุดฝก ชุดทดลอง และเคร่ืองมือตาง ๆ 6. ปฏิบัติงานดว ยความละเอียดรอบคอบและปลอดภัย เครือ่ งมือ/อุปกรณ 1 ชุด 1 เครื่อง 1. ชุดทดลองขยายยานวัดดจิ ิตอลมิเตอร No.2 คาละ 1 ตัว 2. ดิจิตอลมัลติมิเตอร DM-887 คาละ 1 ตัว 3. ตัวตานทาน 10 kΩ , 90 kΩ , 100 kΩ และ 900 kΩ 0.25 W 1 ชุด 4. ตวั ตานทาน 0.1 Ω , 1 Ω , 10 Ω 5W 1 ชุด 5. ตวั ตานทานคาตาง ๆ ตามที่คํานวณ 6. สายตอวงจร

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส ลาํ ดบั ข้นั การทดลอง ตอนท่ี 1 ออกแบบและสรางดิจิตอลโวลตมิเตอรไฟฟากระแสตรง 1.1 จากวงจรรูปที่ 6.1 คํานวณหาคาความตานทานขยายยานวัด Ra, Rb และ Rc ได ที่ Rin รวม 1 MΩ Ra = ……………. Ω Rb = ……………. Ω Rc = ……………. Ω 1.2 เลือกคาความตานทานท่ีคํานวณไดในชุดทดลอง และตอวงจรตามรูปที่ 6.1 ดิจติ อลมิเตอรแ์ บบแผง Ra 200mV Vi Dp4 Dp3 Dp2 Vi Rb 2V S1A 20V 200mV Rc 2V S1B 200mV 20V รูปท่ี 6.1 วงจรดิจิตอลโวลตมิเตอรไฟฟากระแสตรง 1.3 นาํ ดจิ ติ อลโวลตมิเตอรที่สรา งข้ึนทดสอบเปรยี บเทียบกับดิจติ อลโวลตมเิ ตอรมาตรฐาน โดยเร่ิมที่ยานวัด 200mV วัดและบันทึกผลการทดลองในตารางที่ 6.1 1.4 ทําซํ้าขอที่ 1.3 โดยเปลี่ยนยานวัดเปน 2V และ 20V ตามลาํ ดับ บันทึกผลการทดลอง ในตารางท่ี 6.2 และตารางที่ 6.3 ตามลาํ ดับ ตารางท่ี 6.1 ยานวัด 200mV คาจากมิเตอรมาตรฐาน (mV) 20 50 80 10 125 15 170 190 00 คาจากมิเตอรท่ีสราง (mV) % ความผิดพลาด

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส คาจากมิเตอรมาตรฐาน (V) ตารางที่ 6.2 ยานวัด 2V คาจากมิเตอรท่ีสราง (V) 0.2 0.5 0.8 1 1.25 1.5 1.7 1.9 % ความผิดพลาด ตารางที่ 6.3 ยานวัด 20V คาจากมิเตอรมาตรฐาน (V) 2 5 8 10 12.5 15 17 19 คาจากมิเตอรท่ีสราง (V) % ความผิดพลาด ตอนท่ี 2 ออกแบบและสรางดิจิตอลแอมมิเตอรไฟฟากระแสตรง 2.1 จากวงจรรูปที่ 6.2 คํานวณหาคาความตานทานขยายยานวัด Ra และ Rb ได Ra = ……………. Ω ที่ Rin รวม 1 MΩ Rb = ……………. Ω 2.2 เลอื กคาความตานทานที่คาํ นวณไดในชดุ ทดลองและตอวงจรตามรูปที่ 6.2 กําหนดให Rsh=10 Ω I I1 20mA ดิจติ อลมิเตอรแ์ บบแผง S1A Ra Vi Dp4 Dp3 Dp2 Rsh I2 20mA 200mA S1B Rb 200mV 200mA รูปท่ี 6.2 วงจรดิจิตอลแอมมิเตอรไฟฟากระแสตรง

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส 2.3 นาํ ดิจิตอลแอมมิเตอรที่สรางขึ้นมาทดสอบเปรียบเทียบกับดิจิตอลแอมมิเตอรมาตรฐาน โดยเริ่มที่ยานวัด 20mA วัดและบันทึกผลการทดลองในตารางที่ 6.4 2.4 ทําซ้ําขอที่ 2.3 โดยเปลี่ยนยานวัดเปน 200mA วัดและบันทึกผลการทดลองในตาราง ที่ 6.5 ตารางที่ 6.4 ยานวัด 20mA คาจากมิเตอรมาตรฐาน (mA) 2 5 8 10 12.5 15 17 19 คาจากมิเตอรท่ีสราง (mA) % ความผิดพลาด ตารางที่ 6.5 ยานวัด 200mA คาจากมิเตอรมาตรฐาน (mA) 20 50 80 10 125 15 170 190 00 คาจากมิเตอรที่สราง (mA) % ความผิดพลาด สรุปผลการทดลอง …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… ปญหาขอเสนอแนะ …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชางอิเล็กทรอนิกส คาํ ถามทายการทดลอง 1. จากวงจรรูปที่ 6.1 หากตองการใหอินพุตอิมพีแดนซของดิจิตอลโวลตมิเตอรมีคาเปน 10 MΩ คาความตานทาน Ra, Rb และ Rc จะมีคาเทาใด …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 2. ในกรณีท่ีตองการใหแอมมิเตอรมีคาความตานทานรวมต่ํา ๆ เชน 0.1Ω สามารถทําได หรือไมเพราะเหตุใด …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 3. จงบอกขอดีของดิจิตอลโวลตมิเตอรเมื่อเทียบกับแอนะล็อกโวลตมิเตอร .......................................................................................................................................................... …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี