Blog Content ในครั้งนี้ทางทีม Factomart.com ขอนำเสนอเกี่ยวกับซีรีย์ความรู้ของ Digital Panel Meter ในหมวดของ Volt Meter โดยในบทความส่วนนี้เราขอเริ่มต้นด้วยหลักการทำงานของ Volt Meter กันก่อนครับ แต่เรายังมีข้อมูลอื่นๆ ของ Volt Meter ให้ท่านได้เลือกอ่านที่ ศูนย์รวมข้อมูล Volt Meter หรือหากสามารถสั่งซื้อสินค้า Volt Meter ออนไลน์ได้จากเว็บไซต์Factomart.com ได้ทันทีเช่นกันครับ พร้อมแล้วมาเริ่้มดูหลักการทำงาน ไม่ยากอย่างที่คิด ไปตามกันเลยครับ
หลักการทำงานของ Digital Panel Voltmeter
หลักการทำงานของ Digital Panel Voltmeter หรือโวลต์มิเตอร์ทำงานอย่างไรนั้น เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถเข้าใจในการทำงานของตัวดิจิตอลมัลติมิเตอร์ และเครื่องมือวัดไฟฟ้าพื้นฐานได้เป็นอย่างดีนั้น จำเป็นต้องเข้าใจพื้นฐานของไฟฟ้าก่อน โดยส่วนประกอบของระบบไฟฟ้าที่เราใช้กันทุกวันนี้เริ่มต้นจากอะไรนั้น เรามาเริ่มเรียนรู้พร้อมกันดังนี้
ในช่วงราว 500-600 ปี ก่อนคริสต์ศักราช Thales ได้ค้นพบปรากฎการไฟฟ้าสถิตเป็นคนแรกของโลก โดยการนำแท่งถูกับขนสัตว์ แล้วนำมาวางใกล้กับเศษวัตถุ ซึ่งมีผลทำให้เกิดแรงดึงดูดวัตถุชิ้นนั้น ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในปัจจุบันว่า คือแท่งอัมพัน หลังจากนั้นราว 2000 ปี หรือในช่วง ค.ศ.1544~1603 William Gilbert ได้เริ่มศึกษาเรื่องของไฟฟ้าสถิตอีกครั้ง และในคำนิยามเกี่ยวกับ Electromotive Force ซึ่งเป็นที่มาของ Electricity หรือคำว่า ไฟฟ้า ในบ้านของเรา ต่อมาในปี ค.ศ.1706~1790 เป็นยุคของ Benjamin Franklin ซึ่งเป็นผู้ทดลองและอธิบายเกี่ยวกับปรากฎการณ์ฟ้าผ่า รวมถึงผู้ประดิษฐ์สายล่อฟ้าเป็นคนแรก ต่อมาในปี ค.ศ.1791~1867 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ที่มีชื่อว่า Michael Faraday ซึ่งเป็นผู้ทดลองเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า และค้นพบว่าเมื่อนำแท่งแม่เหล็กถาวรตัดผ่านขดลวดตัวนำแล้วทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ซึ่งเป็นที่มาของสิ่งประดิษฐ์ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า และ ไดนาโม
จะเห็นได้ว่าเรื่องราวของไฟฟ้านั้นมีเกิดขึ้นมานานมากแล้ว จนกระทั่งถึงปัจจุบันกระบวนการวิเคราะห์หรือหาค่าของตัวประกอบทางไฟฟ้าต่างๆ นั้น จะสามารถทำได้โดยง่ายเนื่องจากวิทยาการความก้าวหน้าทางด้านวงจรรวมอิเล็กทรอนิกส์ IC นั้น สามารถช่วยลดขั้นตอนในการออกแบบเครื่องมือวัดให้ใช้เวลาน้อยลง และยังให้ค่าความเที่ยงตรงที่สูงมากขึ้น โดยการทำงานของตัว Digital Panel Voltmeter นั้นจะแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ Digital AC Voltmeter, Digital DC Voltmeter
Digital DC Voltmeter หรือโวลต์มิเตอร์ที่ใช้วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าดีซี คือวงจรวัดค่าแรงดันไฟฟ้าชนิด DC ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดไฟฟ้าพื้นฐานทำงานโดยการรับค่าแรงดันดีซีทางด้านอินพุต แล้วทำการเปรียบเทียบค่ากับค่าแรงดันอ้างอิง เพื่อทำการแปลงค่าสัญญาณอนาล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิตอล เพื่อให้ง่ายต่อการประมวลผลสัญญาณต่างๆ เช่น การทำสเกล การฟิลล์เตอร์สัญญาณรบกวน หรือการเก็บข้อมูล การเตรียมข้อมูลทางด้านสถิติ เช่น ค่าสุงสุด ค่าต่ำสุด ค่าเฉลี่ย โดยเมื่อได้ค่าที่เป็นดิจิตอลแล้ว ก็จะส่งไปยังส่วนของการแสดงผล ซึ่งจะเป็นหน้าจอที่ใช้สื่อสารกับผู้ใช้งานเช่น LED ซึ่งจะให้ความสว่างในการการมองเห็นในเวลากลางวัน หรือแบบ LCD ก็จะประหยัดพลังงานกว่า
Digital AC Voltmeter หรือโวลต์มิเตอร์ที่ใช้วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเอซี คือวงจรวัดค่าแรงดันไฟฟ้าชนิด AC ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดไฟฟ้าพื้นฐานทำงานโดยการรับค่าแรงดันเอซีทางด้านอินพุต โดยจะผ่านวงจรแปลงแรงดันจากค่า Vp-p เป็นค่าแรงดัน RMS ซึ่งก็คือค่าแรงดันดีซี จากนั้นก็จะทำงานเหมือนกับวงจรของ DC Voltmeter ซึ่งจะทำการเปรียบเทียบค่ากับค่าแรงดันอ้างอิง เพื่อทำการแปลงค่าสัญญาณอนาล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิตอล เพื่อให้ง่ายต่อการประมวลผลสัญญาณต่างๆ เช่น การทำสเกล การฟิลล์เตอร์สัญญาณรบกวน หรือการเก็บข้อมูล การเตรียมข้อมูลทางด้านสถิติ เช่น ค่าสุงสุด ค่าต่ำสุด ค่าเฉลี่ย โดยเมื่อได้ค่าที่เป็นดิจิตอลแล้ว ก็จะส่งไปยังส่วนของการแสดงผล ซึ่งจะเป็นหน้าจอที่ใช้สื่อสารกับผู้ใช้งานเช่น LED ซึ่งจะให้ความสว่างในการการมองเห็นในเวลากลางวัน หรือแบบ LCD ก็จะประหยัดพลังงานกว่า
กฎที่เกี่ยวข้องกับเครื่องมือวัดไฟฟ้านั้นมีอยู่หลากหลายกฎ แต่ที่มีใช้อยู่เป็นประจำในชีวิตประจำวันนั้นได้แก่ กฎของโอห์ม OHM’s LAW ซึ่งเข้าใจว่าหลายๆ ท่านคงคุ้นเคยเป็นอย่างดี และก็คงมีอีกหลายท่านที่กำลังทำหน้างงๆ โดยกฎของโอห์ม นั้นถือว่าเป็นเครื่องมือหากินของชาวไฟฟ้าเป็นหลัก ซึ่งภายในกฏนั้นจะกล่าวถึงตัวพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า ดังนี้
V=I×R
V = Voltage หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า บางครั้งเรียกแรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวลต์ V
I = Current หรือกระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมป์ A
R = Resistance หรือความต้านทานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโอห์ม Ω
P=I×V
P=I2×R
P = Power หรือกำลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้น มีหน่วยเป็นวัตต์ W
นอกจากกฎของโอห์มที่ใช้กันอยู่ แล้วเรายังจำเป็นต้องการเข้าใจเรื่องของแรงดันไฟฟ้าเอซีที่อยู่ในรูปของ sin wave โดยสามารถคำนวณหาค่าแรงดันไฟฟ้า ได้จากสมการด้านล่าง
Vavg=0.637×Vp =0.9×VRMS
VRMS=0.707×Vp=1.11×Vavg
Vp=1.414×VRMS=1.57×Vavg
VRMS=0.3535×Vpp
Vp = คือ ค่าแรงดันไฟฟ้าจุดสุงสุดหรือจุดต่ำสุดเทียบกับกึ่งกลางของ sin wave
Vpp = คือ ค่าแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดต่ำสุดเทียบกับจุดสูงสุดของ sin wave
VRMS = คือ ค่าแรงดัน (Root Mean Square) ซึ่งเท่ากับค่าแรงดันดีซี
Vavg = คือ ค่าแรงดันเฉลี่ยของ sin wave
ในเครื่องมือวัดที่เป็นลักษณะของ Panel Meter นั้น จะวัดค่าแรงดันไฟฟ้าที่เป็นค่า Vavg หรือ ค่า VRMS ซึ่งขึ้นอยู่กับโหมดที่เราเลือกใช้ แต่โดยส่วนมากจะใช้ที่เป็น VRMS มากกว่า ซึ่งค่าแรงดัน RMS ของมิเตอร์นั้น ยังสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ RMS กับ True RMS ซึ่งแบบ RMS จะวัดหาค่าแรงดันจากความถี่มูลฐาน หรือ (Fundamental Frequency) เท่านั้น โดยในที่นี้จะเท่ากับ 50Hz หรือ 60Hz แต่สำหรับ True RMS แล้วจะเป็นการวัดค่าแรงดันรวมของ Fundamental Frequency และค่า Harmonics Frequency ด้วย ซึ่งจะได้ค่าที่ถูกต้องกว่า ในกรณีที่รูปคลื่นของสัญญาณที่วัดอยู่นั้นไม่เป็นรูป sin wave เช่น แรงดันไฟฟ้าที่อยู่ใกล้ตัวปรับความเร็วรอบมอเตอร์ AC Drive หรือจาก UPS
เป็นอย่างไรกันบ้างครับสำหรับข้อมูลหลักการทำงานของ Volt Meter ทางทีมงานหวังว่าท่านผู้อ่านได้รับประโยชน์จากบทความของเราเพื่อใช้ในการตัดสินใจเลือกซื้อสินค้านะครับ หากมีคำแนะนำสามารถแจ้งทีมงานได้ทุกช่องทางครับ สำหรับท่านที่สนใจหัวข้ออื่นๆ ของ Volt Meter ติดตามได้ที่ ศูนย์รวมข้อมูลและสั่งซื้อสินค้า Volt Meter ออนไลน์ ได้จากเว็บไซต์ Factomart.com หากมีข้อสงสัยสามารถปรึกษาทีมงาน Technical Engineer ของเราได้ทุกช่องทางครับ
