View Topic
รายงาน เครื่องวัดไฟฟ้า
ข้อความ 1
เครื่องวัดแบบแผ่นเหล็กเคลื่อนที่
(Iron Vane Meter)
เครื่องวัดแบบแผ่นเหล็กเคลื่อนที่แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือแบบแรงดูด , แบบแรงผลัก , รวมทั้งแบบแรงดูดและแรงผลักเข้าด้วยกัน
เครื่องวัดแบบแรงดูด
(Attraction Movement)
เครื่องวัดชนิดนี้ประกอบด้วยส่วนที่อยู่กับที่ซึ่งเรียกว่าขดลวดสนามแม่เหล็กหรือขดลวดฟิลด์ (Field Coil) และส่วนที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งทำจากแผ่นเหล็กอ่อน (Soft Iron Plunger)
ส่วนที่เคลื่อนที่จะมีกลไกเชื่อมกับสปริงควบคุม (Control Spring) และเข็มชี เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดฟิลด์จะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นที่บริเวณนั้น ซึ่งทำให้เกิดการเหนี่ยวนำและเกิดแรงดูดแผ่นเหล็กอ่อนเคลื่อนตัวเข้าไป เข็มของเครื่องวัดจึงเบี่ยงเบนไปได้ และเมื่อเกิดความสมดุลระหว่างแรงดูดของขดลวดฟิลด์กับแรงที่เกิดจากสปริงเข็มจะหยุดนิ่ง
เครื่องวัดแบบแรงผลัก
(Repulsion Movement)
การเบี่ยงเบนของเข็มในเครื่องวัดชนิดนี้เกิดจากแรงผลักของแผ่นแม่เหล็กอ่อน 2 แผ่น แผ่นหนึ่งติดอยู่กับแกนเคลื่อนไหวของเครื่องวัด ซึ่งเราเรียกว่า แผ่นเหล็กเคลื่อนที่ อีกแผ่นหนึ่งติดอยู่กับขดลวดสนามแม่เหล็กอยู่กับที่ ซึ่งเรียกว่า แผ่นเหล็กอยู่กับที่
เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กและเกิดการเหนี่ยวนำที่แผ่นเหล็กทั้งสอง แผ่นเหล็กทั้งสองกลายเป็นแม่เหล็กที่มีขั้ว (N และ S) เหมือนกันและมีแรงผลักระหว่างแผ่นเหล็กทั้งสองทำให้เกิดแรงบิดไปหมุนแกนของเครื่องวัดจนกระทั่งเข็มเบี่ยงเบนได้ และเมื่อแรงผลักของแผ่นเหล็กทั้งสองกับสปริงควบคุมสมดุลกันเข็มจึงหยุดเคลื่อนไหวโดย นาย ณัฐพงษ์ วิลาจันทร์ สอฟ 1/3 [25 มิ.ย. 2551 , 21:36:39 น.] ( IP = 118.173.244.243 : : 192.168.2.232 )
ข้อความ 2
เครื่องวัดแบบแรงดูดและแรงผลักร่วมกัน
(The Repulsion Attraction Movement)
เข็มในเครื่องวัดแบบแรงดูดหรือเครื่องวัดแบบแรงผลักเบี่ยงเบนได้ประมาณ 90 องศา เท่านั้น แต่เข็มในเครื่องวัดแบบแรงดูดและแรงผลักร่วมกันเบี่ยงเบนได้ถึง 250 องศา
ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องวัดชนิดนี้ คือ แผ่นเหล็กอ่อน 2 คู่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก คู่หนึ่งจะออกแรงผลัก อีกคู่จะออกแรงดูดเพื่อให้เข็มเบี่ยงเบน
เมื่อขดลวดสนามแม่เหล็กเริ่มได้รับไฟฟ้ากระแสสลับ การเบี่ยงเบนของเข็มจะอาศัยแรงผลักของเหล็กอยู่กับที่กับเหล็กเคลื่อนที่แต่เมื่อเข็มเบี่ยงเบนในช่วงท้ายสเกลแผนเหล็กปรับแต่งได้จะดูดแผ่นเหล็กเคลื่อนที่เพื่อชดเชยแรงผลักในตอนแรก ทำให้การเบี่ยงเบนของเข็มในเครื่องวัดชนิดนี้มุมเพิ่มขึ้น
เครื่องวัดแบบเทอร์โมคัพเพิล
(Thermocouple Meter)
ส่วนประกอบจองเครื่องวัดชนิดนี้ ได้แก่ เครื่องวัดกระแสตรงชนิดคอยล์หมุน, ลวดความร้อน (Heater) และเทอร์โมคัพเพิล ซึ่งประกอบด้วยโลหะ 2 ชนิดเชื่อมปลายข้างหนึ่งต่อเข้าด้วยกัน และบรรจุภายในอุปกรณ์ที่เป็นฉนวนขั้น (Insulating Bead) เพื่อป้องกันการถ่ายเทความร้อนจากลวดความร้อน
ปกติลวดความร้อน (Heater) จะมีความต้านทานจำนวนหนึ่ง ดังนั้นเมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่ลวดความร้อน (I2 R) แล้วส่งอุณหภูมิ (ซึ่งเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดความร้อน) มายังเทอร์โมคัพเพิล เทอร์โมคัพเพิลจะส่งสัญญาณเป็นแรงดันไฟฟ้าปริมาณต่ำ (หน่วยเป็น mV) ไปยังส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องวัดแบบคอยล์หมุนทำให้เข็มเบี่ยงเบน
หลักการทำงานของเครื่องวัดชนิดนี้อาศัยความร้อนที่เกิดจาก I2 R จึงวัดได้ทั้งค่าไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ โดยมีความคลาดเลื่อนเพียง 1% ของค่าที่ทำให้เข็มเบี่ยงเบนเต็มสเกล
เมื่อพิจารณาส่วนประกอบต่างๆของเครื่องวัดจะเห็นว่าตัวกำเนิดสัญญาณแรงดันอินพุด (ได้แก่กระแสไฟฟ้า , ลวดความร้อน และเทอร์โมคัพเพิล) ไม่เกี่ยวข้องกับค่าอินดักแตนซ์ของลวด ดังนั้น เครื่องวัดชนิดนี้จึงนำไปใช้ได้ในย่านการวัดที่มีค่าความถี่สูงๆ คือประมาณ 100 MHz
ข้อจำกัดของเครื่องวัดชนิดนี้ คือ ไม่อาจทนค่ากระแสไฟฟ้าโหลดเกิน (Over load) ได้ดีนัก เพราะขณะโหลดเกินกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดจะสูงกว่ากระแสไฟฟ้าปกติมาก ลวดความร้อนอาจละลายและขาดได้โดย นาย ณัฐพงษ์ วิลาจันทร์ สอฟ 1/3 [25 มิ.ย. 2551 , 21:37:52 น.] ( IP = 118.173.244.243 : : 192.168.2.232 )
ข้อความ 3
เครื่องวัดแบบไฟฟ้าสถิต
(Electrostatic Type Instrument)
เครื่องวัดชนิดนี้เป็นเครื่องวัดที่อาศัยแรงจากไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Force) ที่เกิดขึ้นบนแผ่นเหล็กตัวนำสองแผ่นที่มีขั้วต่างกันเป็นตัวการทำให้เข็มเบี่ยงเบน
ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องวัดแบบไฟฟ้าสถิตมีดังนี้
1. แผ่นตัวนำ 2 แผ่น คือ แผ่นตัวนำเคลื่อนที่
2. ลวดสปริง
ถ้าเราจ่ายแรงดันที่ต้องการวัดจะทำให้แผ่นตัวนำทั้งสองแผ่นมีขั้วต่างกันและและทำงานเช่นเดียวกันกับคาปาซิเตอร์ที่กำลังทำการอัดประจุไฟฟ้า ทำให้เกิดแรงบิดขึ้นที่แผ่นตัวนำทั้งสอง ซึ้งแปรค่าตามแรงดันอินพุตยกกำลังสอง (E2in) ส่งผลให้แผ่นตัวนำถูกดึงดูดตามทิศทางการเพิ่มขึ้นของประจุที่เกิดจากแผ่นตัวนำทั้งสอง ทำให้เข็มที่ติดอยู่ที่แผ่นตัวนำเกิดการเบี่ยงเบน เมื่อแรงบิดที่เกิดจากแผ่นตัวนำ แรงบิดควบคุมที่เกิดจากลวดสปริงสมดุล เข็มจะหยุดเคลื่อนไหว
เนื่องจากการเบี่ยงเบนของเข็มของเครื่องวัดชนิดนี้แปรตามแรงดันไฟฟ้ายกกำลัง 2 จึงเหมาะสมกับการวัดแรงดันไฟฟ้าที่มีค่าสูง นอกจากนี้ยังใช้วัดกระแสตรงได้ด้วย
ลักษณะพิเศษของเครื่องวัดแบบไฟฟ้าสถิต คือ
1. มีความเที่ยงตรงสูงเนื่องจากแรงบิดของเครื่องวัดขึ้นอยู่กับ E2in ที่เกิดขึ้นจากแผ่น
ตัวนำทั้งสองโดยตรงไม่ต้องผ่านสนามแม่เหล็กที่ขดลวดสนามแม่เหล็ก
2. เนื่องจากแรงบิดที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของเข็มขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้ากำลังสองนี้เอง เครื่องวัดชนิดนี้จึงเหมาะสมกับการวัดกำลังไฟฟ้าที่มีค่าสูงตั้งแต่ 100 V ขึ้นไป
แอมมิเตอร์และโวลท์มิเตอร์แบบมูฟวิ่งคอยล์
(Moving coil ammeters and voltmeters)
เครื่องวัดแบบนี้มีอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ 1. แบบใช้แม่เหล็กถาวรและใช้สำหรับเป็นเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าตรงเท่านั้น 2. แบบไดนาโมมิเตอร์ ซึ่งใช้เป็นเครื่องวัดได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ
เครื่องวัดแบบใช้แม่เหล็กถาวร
(Permanent magnet type instruments)
การทำงานของเครื่องวัดแบบนี้ (แบบ Moving coil permanent magnet) อาศัยหลักการดังนี้ คือ เมื่อปล่อยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำไฟฟ้าที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงขึ้นมาที่ตัวนำไฟฟ้านั้นและพยายามทำให้ตัวนำไฟฟ้าเคลื่อนที่จากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งสนามแม่เหล็ก
ส่วนประกอบ (Construction) เครื่องวัดไฟฟ้าแบบนี้ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร (permanent magnet) และคอยล์ที่พันด้วยลวดเส้นเล็กๆหลายๆรอบ รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าโดยที่คอยล์นี้พันอยู่กับแกนอะลูมิเนียมหรือทองแดงที่มีน้ำหนักเบาๆ
แม่เหล็กถาวรรูปตัวยูที่ทำด้วยอัลนิโกที่ปลายทั้งสองของอัลนิโกรูปตัวยูจะมีแท่งเหล็กอ่อนยึดติดอยู่และทำหน้าที่เป็นขั้วแม่เหล็ก (แม่เหล็กถาวร) ที่แท่งเหล็กอ่อนนี้จะเจาะเป็น รูปทรงกระบอกเพื่อให้เกิดผลดังนี้
1. ให้กระจายเส้นแรงแม่เหล็กออกไปโดยรอบ และด้วยจำนวนที่สม่ำเสมอ
2. ลดความต้านทานระหว่างขั้วแม่เหล็กทั้งสอง ดังนั้น จะทำให้จำนวนเส้นแรงแม่เหล็กเพิ่มขึ้น
สภาพของแกน จะประกอบด้วยขดลวดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจำนวนหลายรอบอยู่บนแท่งอะลูมิเนียมเบาๆซึ่งรองรับด้วยแบริ่งขนาดเล็กและบอบบางและที่แกนนี้จะมีเข็มชี้ที่มีน้ำหนักเบาๆติดด้วย แท่งอะลูมิเนียมนี้ไม่เพียงแต่เตรียมไว้สำหรับยึดคอยล์เท่านั้น แต่เตรียมไว้สำหรับแรงบิดแดมพ์แบบกระแสไหลวนด้วย ด้านข้างทั้งสองมีความอิสระในการที่จะเคลื่อนที่ไปมาในช่องว่างระหว่างขั้วแม่เหล็ก การเคลื่อนที่ของคอยล์ควบคุมโดยสปริงที่ทำด้วยทองแดงผสมดีบุกและฟอสฟอรัสสองตัว ตัวหนึ่งจะอยู่ข้างบนอีกตัวหนึ่งจะอยู่ข้างล่าง นอกจานี้ สปริงยังทำหน้าที่นำกระแสไฟเข้าและออกจากคอยล์ด้วย สปริงทั้งสองตัวนี้จะขดเป็นเกลียวสวนทางกัน ทั้งนี้เพื่อจะไม่ให้มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปโดย นาย ณัฐพงษ์ วิลาจันทร์ สอฟ 1/3 [25 มิ.ย. 2551 , 21:39:00 น.] ( IP = 118.173.244.243 : : 192.168.2.232 )
ข้อความ 4
แอมมิเตอร์แบบฮอทไวร์
(Hot wire Instruments)
เครื่องวัดนี้ ประกอบด้วยลวดทองขาว ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงๆได้ สามารถที่จะปรับให้ตึงหรือหย่อนได้ สำหรับการทำงานก็อาศัยผลของความร้อนที่เกิดขึ้นเนื่องจากกระแส
เมื่อมีกระแสไหลผ่านลวดทองขาว จะทำให้เกิดความร้อนทำให้ลวดทองขาวขยายตัวและเกิดหย่อนซึ่งลวดทองขาวนี้จะมีต่ออยู่ ซึ่งลวดนี้ทำด้วยทองแดงผสมดีบุกกับฟอสฟอรัส จากลวดจะมีเชือกไหมต่อออกไปพันรอบมู่เลย์ และปลายด้านหนึ่งของเชือกไหมจะต่อเข้ากับสปริง เมื่อลวดหย่อนตัว ลวดจะดึงลงไปข้างล่าง สปริงที่ต่ออยู่กับเชือกก็จะดึงลวด ทำให้เชือกไหมที่พันรอบมู่เลย์เคลื่อนและทำให้มู่เลย์เคลื่อนที่ไป เข็มชี้ที่ติดอยู่กับมู่เลย์ก็จะบ่ายเบนไป มากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับการหย่อนตัวของลวดทองขาว
สเกลของเครื่องวัดนี้เป็นแบบกฎกำลังสองคือสเกลบนหน้าปัดจะมีขนาดไม่เท่ากัน และถ้าใช้ไฟฟ้ากระแสสลับอิทธิพลจากความถี่จะไม่มีผลต่อเครื่องวัดแบบนี่
แรงบิดแดมพ์ของเครื่องวัดแบบนี้ มีการทำงานดังนี้ คือมู่เลย์จะมีจานอะลูมิเนียมเบาและบางติดอยู่ เมื่อเคลื่อนที่ผ่านแม่เหล็กถาวรจะทำให้เกิดกระแสไหลวนเหนี่ยวนำขึ้นในจานอะลูมิเนียม ซึ่งจะทำให้เกิดแรงบิดแดมพ์
โดยปกติเครื่องวัดแบบนี้ใช้สำหรับเป็นแอมมิเตอร์ แต่อาจจะให้เป็นโวลท์มิเตอร์ก็ได้
โดยจะต้องใช้ความต้านทานสูงๆมาต่ออันดับกับลวดทองขาว และเครื่องวัดแบบนี้ใช้ได้ทั้งไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง
แอมมิเตอร์และโวลท์มิเตอร์แบบอาศัยการเหนี่ยวนำ
(Induction type Ammeters and Voltmeters)
เครื่องวัดแบบที่ทำงานโดยอาศัยการเหนี่ยวนำนี้ ใช้สำหรับวัดไฟฟ้าสลับเท่านั้นและสามารถทำเป็นเครื่องวัดได้ทั้งโวลท์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ หรือวัตต์มิเตอร์ หลักการทำงานแบบเหนี่ยวนำนี้มีใช้อย่างกว้างขวาง เช่น ใช้กับวัตต์อาวร์มิเตอร์ หรือ เอนเนอร์ยีมิเตอร์ แรงบิดบ่ายของเครื่องวัดแบบนี้เกิดขึ้นได้จากอำนาจแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าสลับและกระแสไฟฟ้าไหลวน
หลักการทำงานของเครื่องวัดที่ทำงานโดยอาศัยการเหนี่ยวนำ ขึ้นอยู่กับแรงบิดที่เกิดขึ้นได้เนื่องจากอำนาจแม่เหล็กของกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าที่จะวัด และจากกระแสไหลวนที่เหนี่ยวนำขึ้นในจานโลหะหรือในแกนโลหะ กระแสไหลวนนี้จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันหรือกระแสไฟฟ้าสลับที่จะทำการวัด ดังนั้นขนาดของกระแสไหลวนที่เกิดขึ้นจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับเส้นแรงแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าสลับ
แรงบิดที่เกิดขึ้นขณะที่ทำหารวัดจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้ากำลังสองหรือแรงดันไฟฟ้ากำลัง และค่าแรงบิดเฉลี่ยจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่ากำลังสองเฉลี่ยโดย นาย ณัฐพงษ์ วิลาจันทร์ สอฟ 1/3 [25 มิ.ย. 2551 , 21:39:44 น.] ( IP = 118.173.244.243 : : 192.168.2.232 )
ขอเชิญแสดงความคิดเห็น คำเตือน
- การแอบอ้างใช้ชื่อบุคคลซึ่งอาจทำให้บุคคลนั้นเกิดความเสียหาย อาจถูกดำเนินคดีทางกฏหมายได้
- การโพสรูปภาพที่ไม่เหมาะสม หรือ ไม่ได้รับอนุญาตจากเจ้าของภาพ อาจถูกดำเนินคดีทางกฏหมายได้
- หากพบเห็นรูปภาพหรือกระทู้ที่ไม่เหมาะสมสามารถเมล์เข้ามาได้ที่ freewebboard@thaimisc.com โดยระบุ subject "กระทู้ไม่เหมาะสม" พร้อมทั้งระบุ ADDRESS ของเว็บบอร์ด