EBOOK-1

ชนิดของเครอ่ื งมอื วัดไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ ส์ สามารถจาแนกตามวิธกี ารแสดงผลได้ 2 ชนดิ คอื 1. Analog Multimeter แสดงผลเป็นแบบเขม็ ช้ี สว่ นประกอบหลัก คือ ขดลวดเคลอื่ นที่ ราคาถูก และสามารถสงั เกตความเปลย่ี นแปลงของปรมิ าณที่ วัดได้ แตม่ ีความเที่ยงตรงนอ้ ยกวา่ 2. Digital Multimeter แสดงผลเปน็ ตัวเลข มคี วามเทีย่ งตรงสงู อ่านค่า ได้งา่ ย แตร่ าคาแพง และ ไม่ สามารถสังเกต การเปลย่ี น แปลงใดๆ ได้เลย

1. มัลตมิ ิเตอรช์ นดิ อนาล็อก หรือ มลั ตมิ ิเตอร์แบบเข็ม เป็นเครอื่ งมอื วัดปริมาณทางไฟฟ้าหลายประเภท รวมอยู่ในเครอื่ งเดยี วกนั ซ่งึ สามารถใช้วดั ปริมาณ ตอ่ ไปน้ี - แรงดันไฟฟา้ กระแสตรง (DC voltage) - แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC voltage) - กระแสไฟฟ้าชนิดไฟตรง (DC current) - ความตา้ นทานไฟฟา้ (electrical resistance) - กาลงั ออกของสญั ญาณความถี่เสยี ง ( - การขยายกระแสตรงของทรานซสิ เตอร์ - กระแสร่วั ของทรานซสิ เตอร์ (leakage current, lCEO) -ความจุทางไฟฟ้า (capacitance)

สว่ นประกอบของมลั ตมิ เิ ตอรแ์ บบอนาล็อก         หมายเลข 1 หนา้ ปัดแสดงสเกล บอกคา่ ตา่ งๆ ของปริมาณไฟฟา้ ที่วัดได้ หมายเลข 2 ไดโอดเปลง่ แสงหรอื แอลอีดี จะเปล่งแสง เมอื่ ทาการแตะ สายมเิ ตอร์ ขณะต้ังย่าน x1 หมายเลข 3 เข็มช้ีของมเิ ตอร์ หมายเลข 4 สกรู ใชส้ าหรบั ปรบั แตง่ ตาแหนง่ เข็มช้ีของมิเตอร์ หมายเลข 5 ป่มุ สาหรับปรับแตง่ ให้เข็มช้ขี องมิเตอร์ชีท้ ี่ตาแหน่ง ศูนยโ์ อห์มพอดี หมายเลข 6 ขว้ั ตอ่ เอาตพ์ ตุ (OUTPUT) ใช้วัดความดังของเสียง หมายเลข 7 สวิทซ์เลือกยา่ นวดั หมายเลข 8 ขัว้ ตอ่ ขั้วบวก (+) หมายเลข 9 ขั้วตอ่ ขวั้ ลบ (-COM)

สเกลหนา้ ปัทของมลั ตมิ เิ ตอร์ หมายเลข 1 คือ สเกลใช้แสดงค่าความตา้ นทาน () หมายเลข 2 คอื สเกลใช้แสดงคา่ แรงดนั ไฟตรง (DCV) หมายเลข 3 คอื สเกลใช้แสดงค่าแรงดนั ไฟสลบั (ACV) หมายเลข 4 คือ สเกลใช้แสดงคา่ อัตราการขยายกระแสไฟตรง หมายเลข 5 ของตัวทรานซิสเตอร์ (hFE) คือ สเกลใชแ้ สดงค่ากระแสร่วั ซึมหรือกระแสรั่วไหล หมายเลข 6 หมายเลข 7 (Leakage Current) ของตวั ทรานซสิ เตอร์ (ICEO) หมายเลข 8 คอื สเกลใชแ้ สดงค่าแรงดันภาระ (Load Voltage) คอื สเกลใชแ้ สดงคา่ ความดงั ของสัญญาณเสียง คือ กระจกเงา

2. มัลตมิ เิ ตอรช์ นดิ ดิจิตอล หรอื มัลติมิเตอรแ์ บบตัวเลข ใชแ้ สดงผลดว้ ยการนับคา่ เป็นตัวเลข สว่ นประกอบของ วงจรมเิ ตอร์แตล่ ะชนิด ประกอบด้วย อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์ ดจิ ติ อล ช่วยใหป้ ริมาณกระแสไฟฟ้าทจี่ ่ายใหด้ ิจติ อลมัลติ มิเตอร์ ขณะวัดคา่ ปริมาณไฟฟา้ ในวงจรน้อยมาก ๆ ทาให้ ผลของการโหลดลงลง คา่ ปริมาณไฟฟา้ ทแ่ี สดงออกมา มี ความถูกตอ้ งใกล้เคียงค่าจรงิ มากขน้ึ

ลักษณะเฉพาะบางประการของเครอ่ื งวัด 1. จอแสดงผล (display) แสดงดว้ ยตวั เลข 4 หลัก (digit) เนอื่ งจากค่าสงู สดุ ที่สามารถแสดงได้คือ 1999 ตวั เลขหลัก ที่ 1, 2 และ 3 (นบั จากขวาสดุ ไปทางซ้าย) แปรคา่ ไดจ้ าก 0 ถึง 9 (เรยี กวา่ full digit) ส่วนตัวเลขหลักที่ 4 จะแสดง ตัวเลขได้เฉพาะ 1 เทา่ นั้น (เรยี กว่า half digit) 2. สภาพขวั้ (polarity) ในการวดั ปรมิ าณทางไฟฟา้ บาง ชนดิ เช่น ความตา่ งศักย์ไฟฟ้ากระแสตรงดว้ ยเครอื่ งวัดทใี่ ช้ เข็มช้เี ป็นตวั แสดงผล เมื่อตอ่ สายวัดผิดขัว้ เขม็ ของเครอื่ ง วดั จะตกี ลับในทิศตรงขา้ ม ในสภาวะเชน่ นี้ สาหรับมลั ติ มิเตอร์แบบตวั เลขจะปรากฏเครอ่ื งหมาย-บนจอแสดงผล 3. ในการวดั ปรมิ าณใดๆ ท่ีตั้งช่วงการวัดต่ากว่าค่าทีจ่ ะวดั จอแสดงผลจะแสดงตวั เลข 1 หรอื -1 เชน่ จะวดั ความ ตา้ นทาน 10 k แตต่ ัง้ ชว่ งการวดั ไว้ท่ี 0-2 k จะปรากฏ 1 แสดงว่าค่าทจ่ี ะวดั สงู กวา่ ชว่ งการวดั ทีต่ ้ังไว้ 4. เมอ่ื แหล่งจา่ ยกาลังให้เครอ่ื งวัด คอื แบตเตอร่ี 9V อ่อนกาลงั LO BAT จะปรากฏบนจอเตือนใหผ้ ูใ้ ชเ้ ปลยี่ น แบตเตอรใ่ี หม่

ส่วนประกอบของมัลติมเิ ตอรแ์ บบดจิ ิตอล      11 12  14 13   หมายเลข 1 หนา้ ปดั แสดงผลการวดั ปริมาณไฟฟ้าที่วดั ได้ หมายเลข 2 สวิตชเ์ ลอื กปริมาณทจ่ี ะวัดและชว่ งการวดั สามารถเลือก การวัดได้ 8 รายการ ดงั นี้ 1. DCV สาหรับการวัดความตา่ งศกั ยไ์ ฟฟ้ากระแสตรง มี 5 ช่วงการวัด 2. ACV สาหรบั การวดั ความต่างศักยไ์ ฟฟา้ กระแสสลับ มี 5 ช่วงการวดั 3. DCA สาหรับการวัดปรมิ าณกระแสตรง มี 3 ช่วงการวดั 4. ACA สาหรับการวัดปริมาณกระแสสลบั มี 2 ช่วงการวดั 5. สาหรบั การวดั ความตา้ นทาน มี 6 ชว่ งการวัด 6. CX สาหรับการวัดความจไุ ฟฟ้า มี 5 ชว่ งการวัด 7. hFE สาหรับการวดั การขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์ 8. สาหรับตรวจสอบไดโอด

หมายเลข 3 ชอ่ งเสียบสาหรบั วดั การขยายและวัดตวั ทรานซิสเตอร์ หมายเลข 4 ชอ่ งเสียบสายวดั สีแดง สาหรับวดั กระแสไฟตรงคา่ สงู ๆ ระหว่าง 200mA-10A โดยใช้รว่ มกับสว่ นประกอบหมายเลข 6 หมายเลข 5 ชอ่ งเสียบสายวัดสแี ดง สาหรบั วดั DCV, ACV, DCmA ค่าตา่ ๆ ระหวา่ ง 0-200mA และคา่ ความต้านทาน โดยใชร้ ว่ มกบั ส่วนประกอบหมายเลข 6 หมายเลข 6 ช่องเสยี บสายวัดสดี า (COM) ใช้เป็นขั้วรว่ มของสายวัด สาหรบั การวดั ทัง้ หมด (ยกเว้นการวัด CX และ hFE ไม่ต้องใช้สายวดั ) หมายเลข 7 สวิตซเ์ ปิด-ปิด (ON-OFF) หมายเลข 8 ตาแหนง่ การทางานของโวลท์มิเตอร์ สาหรับวัดแรงดนั ไฟตรง หมายเลข 9 ตาแหนง่ การทางานของโวลทม์ ิเตอร์ สาหรับวดั แรงดนั ไฟสลับ หมายเลข 10 ตาแหนง่ การทางานของแอมป์มเิ ตอร์ สาหรบั วัดกระแส ไฟตรง หมายเลข 11 ตาแหน่งการทางานของโอห์มมเิ ตอร์ สาหรบั วัดความ ต้านทานไฟฟ้า หมายเลข 12 ตาแหน่งการทางานของแอมปม์ ิเตอร์ สาหรบั วัดกระแส ไฟตรงคา่ สงู (10A) หมายเลข 13 ชอ่ งเสยี บสาหรบั วดั การขยายและวัดตัวของ ทรานซสิ เตอร์ ใชง้ านรว่ มกับสว่ นหมายเลข 3 หมายเลข 14 ตาแหน่งการใช้มเิ ตอร์ สาหรบั วัดไดโอด

หน้าทข่ี องเครอื่ งมอื วดั เครื่องวัดแต่ละชนิดมีหน้าท่แี ละการใชง้ านแตกต่างกนั ออกไป ซง่ึ หนา้ ท่ขี องเครอื่ งวัดแตล่ ะชนดิ ขนึ้ อยู่กับเป้าหมาย การวัด เช่น การใช้วตั ต์มเิ ตอร์ วัดกาลงั ไฟฟ้า หน้าที่ของวัตตม์ ิเตอร์ คือ แสดงผลคา่ กาลงั ไฟฟ้าให้ทราบ หน้าท่ีของเครือ่ งวดั แบง่ ออกได้ 3 ประเภท คอื 1. เพื่อแสดงผล (Indicating) คอื การวัดทีต่ อ้ งการเพยี งแค่ ทราบค่าหรอื อ่านผลจากปทั ม์เท่านนั้ 2. การวัดค่าเพื่อบันทกึ (Recording) มกั ใชใ้ นงานวิเคราะห์ ทมี่ ีการเปลยี่ นแปลงตัวแปรที่วดั เมอ่ื เวลาเปลย่ี นไป จงึ ตอ้ งมี การสุม่ วัดและบนั ทกึ ผลในชว่ งเวลาตา่ งๆ อาจใชเ้ ครอื่ งวดั ท่ี สามารถเขยี นเปน็ กราฟแสดงการเปล่ียนแปลงหรอื พมิ พ์ออก มาเป็นตัวเลข 3. การวัดเพ่อื ควบคมุ (Controlling) ใช้มากในโรงงาน อุตสาหกรรมเปน็ การนาเอาสญั ญาณทวี่ ัดไดไ้ ปใชค้ วบคมุ กระบวนการผลติ เพอ่ื ให้ได้ผลผลติ ทต่ี ้องการ

หน่วยการวัด หนว่ ยในระบบ SI UNIT (System Internation D’UNIT) เป็นหนว่ ยทใ่ี ชก้ ัน อยา่ งแพร่หลายโดยมีพ้นื ฐานมา จากหนว่ ยรากฐานซ่ึงประกอบด้วยหนว่ ยมาตรฐาน ดังนี้ หน่วยพ้นื ฐาน ปรมิ าณ ตัว หน่วย อกั ษรยอ่ ยอ่ แทนหน่วย 1. เวลา t วินาที s Kg 2. มวล m กโิ ลกรัม m A 3. ความยาว l เมตร K 4. กระแสไฟฟา้ i แอมแปร์ Cd 5. อุณหภูมิทางเทอร์โมได T เคลวิน Mol นามกิ 6. ความเข้มข้นของการ lv แคลเดลา สอ่ งสว่าง 7. จานวนสาร N โมล

หนว่ ยอนพุ ันธท์ างกล ปรมิ าณ ตัว หน่วย อกั ษรแทน ย่อ หนว่ ย 1. ความยาว n เมตรต่อวนิ าที m/s 2. ปริมาตร V ลกู บาศกเ์ มตร m3 3. พน้ื ที่ A ตารางเมตร m2 4. ความเร็ว  เรเดยี นต่อวนิ าที red/s เชิงมมุ 5. ความเรง่ A เมตรตอ่ วินาที2 m/s2 6. โมเมนต์ T นวิ ตนั เมตร Nm 7. ความเค้น ? นวิ ตันต่อตาราง N/m2 เมตร 8. โมเมนตมั M กโิ ลกรมั เมตรต่อ Kg.m/s วนิ าที

หน่วยอนพุ ันธ์ทางไฟฟ้า ปริมาณ ตัวย่อ หน่วย  1. ตัวต้านทานไฟฟ้า R โอห์ม F 2. ความจไุ ฟฟ้า Q ฟารัด 3. ศักย์ไฟฟา้ และ แรงดัน U,V โวลต์ V 4. กาลัง 5. พลังงาน P วัตต์ W 6. ความปถรี่ ิมาณ 7. ฟลกั ซแ์ ม่เหลก็ W จูล อกั Jษร 8. ความหนาแน่น ตวัfยอ่ เหฮนิรต่วซย์ แHทzน ฟลกั ซ์แมเ่ หลก็  เวเบอร์ หWน่วbย 9. อินดกั แตนซ์ D เทสลา T 10. ฟลักซแ์ สงสวา่ ง L เฮนร่ี H 11. การส่องสวา่ ง - ลูเมน lm - ลักซ์ lx

ตวั ย่อ – ขยายหนว่ ย ช่ือ สญั ลักษณ์ เลขยกกาลงั ตัวคูณ เทรา (tera) T 1012 1,000,000,000,0 จิกะ (giga) 00 G 109 1,000,000,000 เมกกะ (mega) M 106 1,000,000 กิโล (kilo) K 103 1,000 หน่วย (ชuื่อnit) สญั ลักษ มิลลิ (milli) ณ- ์ เลข1ย0ก0กาลงั 1 ตัวคณู ไมโคร (micro) นาโน (nano) m 10-3 0.001 พโิ ค (pico)  10-6 0.000 001 เฟมโต (femto) n 10-9 0.000 000 001 แอทโต (atto) p 10-12 0.000 000 000 001 f 10-15 0.000 000 000 000 001 a 10-18 0.000 000 000 000 000 001

ความไวของเคร่อื งวดั ไฟฟา้ ความไวของเคร่อื งวดั ไฟฟ้า หมายถึง อตั ราสว่ นของสัญญาณ เอาทพ์ ตุ หรอื ผลตอบสนองของเครือ่ งมือวัดท่มี ตี อ่ อัตราการเปลี่ยน แปลงของสญั ญาณอินพุต โดยท่ัวไปถอื ว่าเครื่องวัดที่มีความไวสูง จะมปี ระสทิ ธภิ าพดกี วา่ เครื่องวัดท่ีมคี วามไวต่าเครื่องวัดไฟฟา้ ทม่ี ี ความไวในการวัดตา่ งกนั จะมีผลในการวัดวงจรไม่เท่ากนั ค่าความไว มีหนว่ ยเปน็ โอห์มต่อโวลต์ หรือ K นอกจากน้ี ค่าความไวและยา่ นการวัด (Range) จะบอกใหท้ ราบถงึ ค่าความ ตา้ นทานทางดา้ นอนิ พตุ (Input Impedance) ของโวลต์มเิ ตอรด์ ว้ ย สมการในการหาค่าความไวในการวดั ไดจ้ ากสตู ร คือ เมอื่ Sensitivity = ความไวของเครอ่ื งวดั ไฟฟ้า Ufs = แรงดนั เตม็ สเกลของเคร่ืองวัดไฟฟ้า (V) Ifs = กระแสเตม็ สเกลของเครอ่ื งวดั ไฟฟา้ (A) Ri = ความต้านทานภายในของเครื่องวดั ไฟฟ้า

ตวั อย่าง แอมปม์ ิเตอร์ตวั หนง่ึ มีค่ากระแสเต็มสเกล (Ifs) 50 A จะมคี า่ ความไวในการวัดเท่าใด ความผดิ พลาดสัมบูรณ์ คือ ความผิดพลาดในการวัดเกิดจากค่าท่ไี ด้จากการวัด ไมต่ รงกบั ค่าทเ่ี ปน็ จริงซ่ึงอาจจะได้คา่ มากกวา่ หรอื นอ้ ยกวา่ และ จะทาให้เกดิ ผลระหว่างคา่ ที่ได้และคา่ ท่เี ป็นจริง ความผดิ พลาด สัมบูรณ์

ความคลาดเคล่อื นในการวัด ความผิดพลาดในการวดั (Error in Measurement) ในกระบวน การวดั ทม่ี ีใช้กันอย่ใู นปจั จบุ นั อาศยั หลกั การเปรียบเทียบค่าที่ต้องการ วดั กับคา่ อา้ งองิ หรอื คา่ ทเ่ี ปน็ มาตรฐาน ซ่ึงในการวดั แตล่ ะครัง้ มกั จะ เกดิ ความผิดพลาด ซงึ่ ความผดิ พลาดทเ่ี กิดขึ้นสามารถแบ่งเป็นหวั ขอ้ ได้ ดังน1้ี . ความผิดพลาดท่เี กิดจากเครือ่ งมือวัด คอื ความผดิ พลาด ทม่ี สี าเหตุมาจากความฝืดหรือความขัดขอ้ งภายในเครอื่ งมือวัดแกไ้ ข ได้ โดยการบารงุ รักษา 2. ความผดิ พลาดท่เี กิดจากผใู้ ช้ คอื ความผิดพลาดทเ่ี กิดจาก ผใู้ ช้ขาดความรใู้ ช้เครือ่ งมือวดั ไมถ่ กู ตอ้ งทาให้ได้คา่ ผดิ พลาด 3. ความผิดพลาดทเ่ี กิดจากการอา่ นสเกล คอื ความผิดพลาด ทม่ี ีสาเหตมุ าจากการอา่ นคา่ จากสเกลไม่ตง้ั ฉาก ทาให้เกดิ เงาบน กระจกบนหนา้ ปดั ทาให้อา่ นคา่ ท่ีได้ผิดพลาด สามารถแก้ไขได้ โดย การอา่ นค่าวดั โดยให้มองในลักษณะต้ังฉากกับเข็ม สังเกตไดจ้ ากจะไม่ เกดิ เงาบนกระจกเงา 4. ความผดิ พลาดจากสภาพแวดลอ้ ม คือ ความผดิ พลาด ที่มสี าเหตมุ าจากสภาพแวดล้อมบรเิ วณที่ใชเ้ ครอื่ งมอื เชน่ บรเิ วณ ทีม่ คี วามรอ้ นสงู หรือบรเิ วณที่มกี ารรบกวนจากสนามแม่เหลก็ 5. ความผิดพลาดแบบแรนดอม (Random Error) คอื คา่ ความผิดพลาดทเี่ กิดขึ้นต่ามาก ๆ จะนามาคดิ ในกรณีทตี่ ้องการ ความถกู ตอ้ งสูง ๆ

ความถกู ต้องและความเท่ยี งตรงในการวัด ในการวดั เมือ่ พจิ ารณาถงึ ความถูกตอ้ งและความเทยี่ งตรง (Accuracy and Precision in Measuring) แลว้ ถือไดว้ ่าเป็น ส่วนหน่งึ ท่ีเกิดขึ้นภายหลงั จากกระบวนการใช้เครื่องวัดไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหวา่ งความถูกต้องและความเทย่ี งตรง น้นั กล่าวไดว้ า่ การวดั ทม่ี ีความถูกตอ้ งสูงน้ัน ยอ่ มมคี วามเทีย่ งตรงสงู ตามไปด้วย แตถ่ ้าหากกระบวนการวัดใดท่คี วามเทย่ี งตรงสูง น้นั ไม่ไดห้ มายถึงว่า ความถูกตอ้ งจะต้องสูงตามไปด้วยเสมอไป ความถกู ต้อง (Accuracy) คือ ความใกลเ้ คยี งระหว่างค่า ทแ่ี ทจ้ รงิ กับคา่ ท่ไี ด้จากการวัด ยง่ิ คา่ ทั้งสองน้ี มีความใกลเ้ คยี งกนั มากเท่าไร คา่ ความถูกตอ้ ง จะสงู ขึน้ เท่านัน้ และ คา่ ความถกู ตอ้ ง จะมคี ่าไมเ่ กิน 1 ความเทย่ี งตรง (Precision) คอื การวดั คา่ ตัวแปรเดยี วกนั หลายๆ คร้งั แลว้ ได้คา่ ใกล้เคียงกนั หากไดค้ า่ ใกลเ้ คยี งกันมาก ในทกุ ๆ ครัง้ แสดงวา่ ความเทยี่ งตรงสงู