ทฤษฎีเครื่องมือวัดโอห์มมิเตอร์

145

ขั้วไฟฟาู ของอุปกรณ์ แต่จะมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดท่ีจําเป็นต้องต่อให้ถูกข้ัวมิฉะน้ันจะไม่สามารถวัด
ค่าความต้านทานไฟฟูาได้ (เนื่องจากมีค่าความต้านทานสูงเป็นอนันต์) การวัดค่าความต้านทานไฟฟูาต้องทํา
การตัดแหล่งจ่ายไฟฟูาออกจากวงจรก่อนทําการวัดทุกครั้ง ย่านการวัดของแอมป์มิเตอร์ไฟฟูากระแสตรง
ประกอบด้วย 5 ย่าน คือ × 1, × 10, × 100, × 1k และ × 10k วธิ ีการอ่านค่าความตา้ นทานจะอ่านที่สเกล
บนสุด (Ω) เท่าน้ัน การอา่ นคา่ จากสเกลต้องให้เขม็ และเงาของเข็มบนกระจกเงาซอ้ นทบั กนั เสมอ

ภาพท่ี 100 ย่านการวัดโอห์ม
ลาดับข้ันตอนการใชโ้ อหม์ มเิ ตอร์
1. ปิดสวทิ ช์หรอื ตดั แหลง่ จ่ายไฟฟูาออกจากอุปกรณท์ ต่ี อ้ งการวัด
2. ปรบั สวทิ ชเ์ ลอื กไปท่ียา่ นโอห์มทต่ี อ้ งการวดั เชน่ × 100
3. ต่อสายวดั ขว้ั บวก (สีแดง) และสายวดั ขัว้ ลบ (สีดํา) เขา้ ท่ีมิเตอร์
4. นําปลายสายวัดท้ังสองข้างมาต่อเข้าด้วยกัน สังเกตว่าเข็มมิเตอร์จะเบนข้ึนมาทางขวา ให้หมุนปุม
ปรบั ศนู ยโ์ อห์ม (Zero Adjustable) จนกระทงั่ เขม็ มเิ ตอร์ชี้ที่ ศนู ย์โอห์ม การกระทาํ นเี้ รยี กว่า การปรับศูนย์
โอหม์ ของมเิ ตอร์
5. ตอ่ สายวดั ขัว้ บวก (สีแดง) และสายวดั ข้วั ลบ (สีดํา) เขา้ ทอี่ ุปกรณ์ทีต่ อ้ งการวดั
6. ถ้าเข็มมิเตอร์เบนขึ้นมาน้อยกว่า ¼ ของสเกล ให้ปลดสายมิเตอร์ออกจากอุปกรณ์ท่ีต้องการวัด
และเปลี่ยนย่านวดั ใหส้ งู ข้ึน พร้อมทั้งทําซ้าํ ขอ้ ท่ี 4 อีกคร้งั จึงจะทาํ การวดั ใหม่ได้
ข้อควรระวังในการวดั
1. ค่า 0 Ω บนสเกลของโอห์มมิเตอร์จะอยู่ทางด้านขวามือของสเกล ดงั นั้นการอา่ นค่าความตา้ นทาน
จงึ ตอ้ งอ่านจาก ขวามาซา้ ย เสมอ
2. การวัดค่าความต้านทานในวงจรไฟฟูา ต้องแน่ใจว่าปลดหรือปิดสวิทช์แหล่งจ่ายไฟฟูาออกจาก
วงจรแล้วทุกครั้ง มิฉะน้นั จะเกิดความเสยี หายได้

146

3. ก่อนการนําโอห์มมิเตอร์ไปใช้วัดทุกครั้งและการเปลี่ยนย่านการวัดโอห์ม จะต้อง ปรับศูนย์โอห์ม
(0 Ω ADJ ในภาพที่ 100) ของมิเตอร์เสมอ

4. เน่ืองจากโอห์มมิเตอร์มีแหล่งจ่ายไฟฟูาภายใน ดังน้ันท่ีสายสีแดงจะมีแรงดันไฟฟูาขั้วลบและสายสี
ดําจะมแี รงดนั ไฟฟูาข้ัวบวก

การอา่ นสเกลของโอห์มมเิ ตอร์
การอา่ นค่าความตา้ นทานไฟฟูาจากสเกลของโอห์มมิเตอร์ให้ดูว่าต้ังย่านการวัดไว้ท่ีย่านใด การอา่ นค่า
ให้อ่านบนสเกล Ω และคูณด้วยตวั คูณของแตล่ ะย่านการวดั
1. ตั้งยา่ นวดั × 1 ให้อ่านสเกล Ω จะสามารถวดั ความตา้ นทานไฟฟูาได้สงู สุด 2 kΩ หรือ อ่านค่าปกติ
ในหนว่ ยโอหม์
2. ตั้งย่านวัด × 10 ใหอ้ า่ นสเกล Ω จะสามารถวดั ความตา้ นทานไฟฟาู ไดส้ ูงสดุ 20 kΩ หรอื อ่านค่า
ปกติและคณู ดว้ ย 10
3. ต้ังยา่ นวัด × 100 ให้อ่านสเกล Ω จะสามารถวัดความต้านทานไฟฟาู ไดส้ งู สุด 200 kΩ หรอื อา่ น
คา่ ปกตแิ ละคูณด้วย 100
4. ตง้ั ยา่ นวดั × 1k ให้อ่านสเกล Ω จะสามารถวัดความต้านทานไฟฟาู ได้สงู สุด 2 MΩ หรอื อ่านคา่ ได้
ปกตใิ นหน่วย kΩ หรืออ่านคา่ ปกตแิ ละคูณด้วย 1,000
5. ตง้ั ยา่ นวัด × 10k ใหอ้ า่ นสเกล Ω จะสามารถวดั ความต้านทานไฟฟาู ไดส้ งู สดุ 20 MΩ หรอื อ่าน
ค่าปกติและคูณดว้ ย 10,000

××××× 11111k0000k

ภาพที่ 101 สเกลแสดงผลของโอหม์ มิเตอร์

147

ตารางท่ี 18 ความสัมพนั ธข์ องสเกล ย่านวดั และคา่ ความตา้ นทานไฟฟูาของโอห์มมิเตอร์

สเกล ยา่ นวดั การอา่ นคา่ ค่า คตท. ทอ่ี ่านได้

× 1 × 1 0 – 2 kΩ

× 10 × 10 0 – 20 kΩ

Ω × 100 × 100 0 – 200 kΩ

× 1k อ่านคา่ ได้ปกตใิ นหนว่ ย kΩ 0 – 2 MΩ
หรอื × 1,000

× 10k × 10,000 0 – 20 MΩ

ตวั อย่างท่ี 34. จงอ่านค่าความต้านทานไฟฟูา เมื่อตั้งย่านการวดั × 1, × 10, × 100, × 1k และ × 10k

วิธีทา

ย่านการวัด × 1
อ่านค่าทีส่ เกล Ω ได้ 17 × 1 = 17 Ω

ยา่ นการวัด × 10
อา่ นคา่ ทีส่ เกล Ω ได้ 17 × 10 = 170 Ω

ย่านการวดั × 100, × 1k และ × 10k
อ่านค่าท่สี เกล Ω ได้ 17 × 100 = 170 Ω

ย่านการวดั × 1k
อา่ นค่าทสี่ เกล Ω ได้ 17 × 1,000 = 1,700 Ω หรอื 17 kΩ

ย่านการวัด × 10k
อ่านค่าทส่ี เกล Ω ได้ 17 × 10,000 = 170,000 Ω หรือ 170 kΩ หรอื 0.17 MΩ

148

ขอ้ ควรระวังในการใชม้ ัลติมเิ ตอร์

1. การวดั แรงดันไฟฟูาท่ีมีความตา่ งศักย์สูงตั้งแต่ 50 โวลต์ข้ึนไป ตอ้ งระวังไม่ให้น้ิวมือหรือส่วนใด
ของรา่ งกายสัมผสั กบั สว่ นทีเ่ ปน็ โลหะของสายวดั และจุดทว่ี ัด เพราะอาจเกดิ อันตรายได้

2. การวัดปริมาณทางไฟฟูาชนิดใด ตอ้ งหมุนสวทิ ช์เลือกของมัลตมิ ิเตอร์ให้ตรงกับปริมาณทางไฟฟูา
ท่ตี อ้ งการวัดเสมอ เพ่ือปอู งกันไม่ให้มัลติมิเตอร์ชาํ รดุ เสียหาย

3. การวัดแรงดันและกระแสไฟฟูา จะต้องเลือกย่านวัดให้สัมพันธ์กับค่าปริมาณท่ีต้องการวัด เช่น
ต้องการวดั แรงดนั ไฟฟูา 9 โวลต์ ใหเ้ ลอื กยา่ นวดั ไปท่ี 10 โวลต์ แตห่ ากไม่ทราบคา่ ปรมิ าณทตี่ ้องการวดั ให้เลือก
ไปท่ีย่านวัดสูงสดุ กอ่ นแลว้ คอ่ ย ๆ ลดย่านวดั ลงมาทลี ะช่วง เพ่อื ปอู งกันความเสียหายของมลั ติมิเตอร์

4. สําหรับการวัดค่าแรงดันไฟฟูาและกระแสไฟฟูา ถ้าเข็มชี้ไม่เบนไปทางขวาแต่พยายามเบนไป
ทางซ้าย แสดงว่ากระแสไหลผ่านมัลติมิเตอร์ไปในทิศทางที่ไม่ถูกต้อง ให้สลับขั้วสายวัดเพื่อให้เข็มช้ีเบนมา
ทางขวา ส่วนค่าแรงดนั และกระแสไฟฟูาทอ่ี า่ นได้จะมีค่าเป็น ลบ

5. ถา้ เขม็ ชไ้ี ม่ขยับจากจุดชี้ศูนย์หรอื ขยับเบนออกมาเพยี งเล็กน้อย แสดงว่ากระแสไฟฟูาไหลผ่านมัล
ติมเิ ตอร์นอ้ ยเกินไป ให้ปรบั ลดย่านการวดั ตาํ่ ลงทลี ะยา่ นวดั จนกระทั่งเข็มชี้ช้คี ่าอย่ปู ระมาณกึ่งกลางสเกล

6. การวัดค่าความต้านทานไฟฟูา ต้องทําการปรบั คา่ ศนู ย์ ทุกคร้ังท่เี ปล่ียนยา่ นวดั คา่
7. หา้ มต้ังยา่ นวดั คา่ ความต้านทานไฟฟูาไปวัดคา่ แรงดนั และกระแสไฟฟูาเด็ดขาดเพราะจาํ ทําให้เกิด
การลดั วงจรไฟฟูาและมิเตอร์ชํารุดเสียหายได้
8. อย่าทาํ ใหม้ ัลติมิเตอร์มีการกระทบกระเทือนอย่างแรงหรือทาํ ตกจากทส่ี งู เพราะจะทาํ ให้แกนของ
ชุดขดลวดเคลือ่ นทค่ี ดงอและชาํ รุดเสียหายได้
9. การใชง้ านมัลติมิเตอร์ ควรวางลงในแนวราบกับพ้ืนตลอดการใช้งานและการเก็บรักษาขณะไม่ใช้
งาน
10. การวดั กระแสไฟฟาู ตอ้ งต่อมลั ติมเิ ตอร์ในลักษณะอนกุ รมกบั อุปกรณ์ทตี่ อ้ งการวัดเท่านั้น
11. เมอ่ื ไม่มีการใชง้ านมัลตมิ เิ ตอร์ ควรปรับสวทิ ชเ์ ลือกย่านวัดไปท่ตี ําแหน่ง OFF
12. ขณะทาํ การวดั ไม่ควรให้เขม็ ของมัลติมเิ ตอรเ์ กิดการเบนไปเกินสเกล (Over scale) บ่อยครงั้
13. การจัดเก็บมัลติมิเตอรค์ วรจัดเกบ็ ในเครื่องหอ่ หุ้มเสมอ

การบารงุ รักษามลั ตมิ เิ ตอร์

1. ก่อนการใช้งานมัลติมิเตอร์แต่ละรุ่นแต่ละย่ีห้อควรศึกษาคู่มือการใช้งานให้เข้าใจก่อนเสมอ
เนอ่ื งจากมัลติมเิ ตอรแ์ ต่ละรนุ่ แตล่ ะยี่ห้ออาจมขี ้อจาํ กดั หรอื ขอ้ ปลกี ยอ่ ยในการใชง้ านแตกต่างกัน

2. ก่อนการวัดปริมาณทางไฟฟูาทุกครั้ง ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าปรับตั้งสวิทช์เลือกย่านการวัด
ถูกต้องและเหมาะสมกับปริมาณทางไฟฟาู ทต่ี อ้ งการวดั ทกุ ครง้ั

3. การใช้งานมลั ติมเิ ตอรค์ วรวางราบกับพ้นื เสมอไมค่ วรวางในแนวตั้งหรอื แนวเอียง
4. อย่าให้มัลติมิเตอร์ได้รับการกระทบกระเทือนหรือตกกระแทกอย่างรุนแรง เพราะจะทําให้ชุด
ขดลวดเคลื่อนทเี่ สยี หายได้

149

5. หากมีความจําเป็นที่จะไม่ได้ใช้งานมัลติมิเตอร์เวลานาน ควรถอดแบตเตอร์รี่ออก มิฉะนั้น
สารเคมจี ากแบตเตอรร์ จ่ี ะก่อความเสียหายแกม่ ลั ติมิเตอรไ์ ด้

6. หากปรับต้ังย่านวดั ความต้านทานที่ R ×1 แล้วไม่สามารถปรับตําแหน่งให้เข็มมิเตอร์ชคี้ ่าศูนย์ได้
แสดงว่าแรงดนั ไฟฟาู ของแบตเตอรี่ลดลงเกนิ ขดี จาํ กัดการใชง้ าน ควรเปลย่ี นแบตเตอรร์ ีท่ นั ที

7. ควรจัดเก็บมัลตมิ ิเตอร์ไวใ้ นกล่องจัดเก็บโดยเฉพาะซ่ึงสามารถกันฝุนละออง ความร้อน ความชื้น
และการรบกวนจากสนามแม่เหล็กภายนอก

8. ไม่ควรการจัดเก็บมัลติมิเตอร์ไว้ในตู้เหล็กหรือวางบนชั้นวางที่ทําด้วยเหล็ก เพ่ือปูองกันการครบ
วงจรของสนามแม่เหล็กถาวรซ่ึงจะทําให้แม่เหล็กเสื่อมลงอย่างรวดเร็ว หากจําเป็นต้องวางควรใช้ฉนวน เช่น
โฟม วางรองมลั ติมิเตอร์ไว้ก่อน 1 ชั้น

9. หากมีความจําเป็นต้องเปลี่ยนฟิวส์ของมัลติมิเตอร์ ต้องเปลี่ยนฟวิ ส์ให้มีค่าทนกระแสไฟฟูาขนาด
เดียวกัน หา้ มเปลย่ี นให้มคี ่าทนกระแสไฟฟูาสูงกว่า เพราะอาจจะทําใหม้ ัลติมิเตอรเ์ สยี หายได้

10. เมื่อเลิกการใช้งานควรต้ังสวิทช์เลือกย่านการวัดไปท่ีตําแหน่ง Off ทุกครั้ง หากมัลติมิเตอร์ไม่มี
ตาํ แหน่ง Off ให้ปรับเลือกไปที่ 1,000 VAC แทน เพื่อประหยัดแบตเตอร์ร่ี และไม่ควรตัง้ ย่านการวดั ค้างไวท้ ่ี
ยา่ นวดั ความตา้ นทาน

11. หากมคี วามจาํ เป็นต้องใชง้ านมัลตมิ ิเตอร์ในงานวดั ท่ีมีความถูกต้องสูงอยู่เสมอ ควรส่งมัลติมิเตอร์
ไปทาํ การเทยี บมาตรฐาน (Calibration) ทุก 1 ปี

การใช้งานดิจิตอลมลั ติมเิ ตอร์

ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ (Digital Multi-meter : DMM) พัฒนาข้ึนด้วยเทคโนโลยีทางดิจิตอล โดย
หลักการแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอล (Analog to Digital Converter : ADC) แปลงค่าปริมาณทาง
ไฟฟูาท่ีต้องการวัดที่เข้ามาทางอินพุท (Input) ให้เป็นข้อมูลทางดิจิตอล ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์
(Microcontroller) ซึ่งมีความสามารถในการแปลงสัญญาณ ประมวลผลข้อมูลและแปลงรหัสเลขฐานสิบ ทํา
ใหส้ ามารถวัดปริมาณทางไฟฟูาได้หลายประเภทเช่นเดยี วกับมัลติมิเตอร์แบบอนาล็อก และแสดงผลการวดั ดว้ ย
จอแสดงผลแบบผลกึ เหลว 7 สว่ น นอกจากน้ียงั มีสามารถพเิ ศษเพม่ิ ขน้ึ จากเดิม เชน่ สามารถปรับเลอื กช่วงการ
วัดได้อัตโนมัติ วดั อัตราการขยายกระแสไฟฟาู ของทรานซสิ เตอร์ วดั ความจไุ ฟฟาู และตรวจสอบไดโอดได้อีก

150

ภาพที่ 102 ดจิ ิติลมลั ตมิ เิ ตอร์ ย่ีหอ้ UNI-T รุ่น UT33B

ส่วนประกอบทส่ี าคญั ของดจิ ิตอลมัลตมิ เิ ตอร์

1. จอแสดงผล (Display)
2. สวติ ซ์เปดิ -ปิด (ON-OFF)
3. สวิตชเ์ ลือกปริมาณทจ่ี ะวดั และช่วงการวัด (Range selector switch) สามารถเลอื กการวัดได้ดังน้ี

3.1 DCV (สาํ หรบั การวดั ความต่างศกั ยไ์ ฟฟาู กระแสตรง) มี 5 ย่านการวดั
3.2 ACV สาํ หรบั การวดั ความตา่ งศักย์ไฟฟูากระแสสลบั มี 5 ชว่ งการวัด
3.3 DCA สําหรบั การวดั ปริมาณกระแสตรง มี 3 ช่วงการวดั
3.4 Ω สําหรบั การวดั ความตา้ นทาน มี 5 ช่วงการวดั
3.5 1.5 V สําหรับทดสอบแบตเตอร์รี่ 1.5 โวลต์
3.6 9 V สําหรบั ทดสอบแบตเตอร์ร่ี 9 โวลต์
3.7 12 V สาํ หรับทดสอบแบตเตอร์ร่ี 9 โวลต์
3.8 สาํ หรับตรวจสอบไดโอด
4. COM ช่องเสียบสายวัดรว่ ม ใชเ้ ปน็ ชอ่ งเสยี บรว่ มสําหรับการวัดทง้ั หมด ประกอบดว้ ย
4.1 การวดั แรงดัน
4.2 การวัดความต้านทาน
4.3 การวัดกระแสไฟฟูาในย่านมิลลแิ อมป์
4.4 การทดสอบไดโอด
5. 10 Amax ชอ่ งเสียบสายวัดกระแสไฟฟาู 10 A
ตารางที่ 19 คณุ สมบตั ิของเคร่อื ง

151

รายการ คา่ การวดั
1. วัดแรงดันไฟฟูาสูงสดุ 500 Vrms
2. วดั กระแสไฟฟูาสูงสุด 10 Ampere
3. แสดงผลสูงสุด 1999
4. ระยะเวลาการแสดงผลการวดั 2 – 3 ครงั้ ตอ่ วินาที
5. คา่ ความถูกตอ้ งในการวดั แรงดันไฟฟูา (200 mV – 200V)
 0.5 %
6. คา่ ความถูกตอ้ งในการวัดแรงดันไฟฟาู (500V)
 0.8 %
7. คา่ ความถกู ตอ้ งในการวัดกระแสไฟฟาู (200 uA – 20 mA)
1%
8. คา่ ความถกู ต้องในการวัดกระแสไฟฟาู (200 mA)
 1.2 %
9. คา่ ความถูกตอ้ งในการวัดกระแสไฟฟาู (10 A)
2%
10. ค่าความถกู ต้องในการวัดความต้านทาน (200 Ω - 200k Ω)
 0.8 %
11. ค่าความถูกตอ้ งในการวัดความต้านทาน (20 MΩ)
1%
12. การแสดงเสยี ง buzzer < 70 Ω
13. การแสดงขั้วแรงดันไฟฟาู อัตโนมัติ

ขอ้ ควรทราบก่อนการใชง้ าน
1. จอแสดงผล (Display) มีขนาด 3 ½ หลกั ดงั น้นั จึงสามารถแสดงคา่ สงู สดุ ได้ 1999 เท่านน้ั
2. การแสดงผลข้ัวปริมาณไฟฟูา (Polarity) สําหรับดิจิทัลมัลติมิเตอร์จะแสดงผลขั้วทางไฟฟูาให้โดย
อตั โนมัติ โดยไม่ต้องคํานึงถึงการตอ่ สายเพื่อวัดปริมาณไฟฟูาเหมือนมัลตมิ ิเตอร์แบบเข็ม ซึ่งถ้าต่อสายวดั ผิดขั้ว
เขม็ มิเตอรจ์ ะตีกลับในทางตรงข้าม แต่กรณีของดิจิทัลมลั ตมิ เิ ตอรจ์ ะปรากฏเคร่ืองหมาย – บนจอแสดงผล -
3. ในการวัดปริมาณทางไฟฟูาใด ๆ หากเราตั้งช่วงการวัดตํ่ากว่าค่าที่วัดได้ จอแสดงผลจะแสดง
ตัวเลข 1 หรือ -1 เท่าน้ัน เช่น สมมุตวิ ่าวัดค่าความต้านทาน 100 k Ω แตต่ ้ังช่วงการวัดไว้ท่ี 10 kΩ มิเตอร์จะ
แสดงเลข 1 หรอื -1 แทนค่าสงู สดุ ท่วี ดั ได้ ดังน้นั วธิ ีแกไ้ ขคือ การปรบั ตงั้ ยา่ นวัดให้สูงขึ้น

การวัดค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

สาํ หรับดิจทิ ลั มลั ตมิ ิเตอร์รนุ่ นีจ้ ะต้องปรับตั้งย่านการวัดคล้ายกบั มัลตมิ ิเตอร์แบบเข็ม ซง่ึ ประกอบด้วย
ยา่ น 200 mV, 2000 mV (2V), 20 V, 200 V และ 500 V

ลาดับขน้ั การใช้โวลตม์ ิเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง
1. ต่อสายวัดสีดาํ ท่ีจดุ ตอ่ COM สีแดงทีจ่ ุดต่อ V Ω mA
2. ต้ังยา่ นวดั ของโวลตม์ เิ ตอร์ไปยังย่านวัดท่ีใกล้เคียงกับค่าแรงดันไฟฟูาท่ีตอ้ งการวัด หากไม่รู้ค่าให้ต้ัง
ไปยงั ย่านวดั สูงทสี่ ดุ (1,000V) กอ่ น
3. ต่อสายวัดของโวลตม์ ิเตอร์ไฟฟูาคร่อมขนานกบั โหลดหรืออุปกรณไ์ ฟฟูาท่ีตอ้ งการวัด
4. การวดั ไมค่ วรตอ่ สายวัดไว้นานเกนิ กว่า 5 วนิ าทีตอ่ การวดั แต่ละคร้งั

152

5. หากจอแสดงผลแสดงค่า 1 หรือ -1 แสดงวา่ ตง้ั ย่านการวดั ต่าํ เกินกว่าเครื่องจะแสดงผลได้ ให้รีบ
เปล่ียนย่านการวดั ให้สูงขนึ้

การวัดค่าแรงดนั ไฟฟา้ กระแสสลับ

สาํ หรับดิจทิ ัลมลั ตมิ ิเตอรร์ ุ่นนีจ้ ะต้องปรับตัง้ ยา่ นการวดั คลา้ ยกับมลั ตมิ ิเตอร์แบบเขม็ ซ่ึงประกอบดว้ ย
ย่าน 200 V และ 500 V

ลาดบั ข้นั การใช้โวลต์มิเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลบั
1. ตอ่ สายวัดสดี าํ ทีจ่ ุดตอ่ COM และสแี ดงท่จี ดุ ต่อ V Ω mA
2. ตง้ั ย่านวัดของโวลตม์ ิเตอร์ไปยังย่านวัดที่ใกล้เคียงกับค่าแรงดันไฟฟูาที่ตอ้ งการวดั หากไม่รู้ค่าให้ตง้ั
ไปยังย่านวัดสูงที่สุด (500V) ก่อน
3. ต่อสายวดั ของโวลตม์ เิ ตอรค์ รอ่ มขนานกบั โหลดหรอื อุปกรณ์ไฟฟูาท่ตี ้องการวัด
4. การวดั ไมค่ วรต่อสายวดั ไว้นานเกนิ กว่า 5 วินาทีตอ่ การวดั แต่ละครง้ั
5. หากจอแสดงผลแสดงค่า 1 หรือ -1 แสดงวา่ ต้งั ย่านการวัดต่ําเกินกว่าเคร่ืองจะแสดงผลได้ ให้รีบ
เปลี่ยนยา่ นการวัดใหส้ งู ข้ึน

การวดั ค่ากระแสไฟฟา้

สาํ หรบั ดจิ ทิ ลั มลั ตมิ ิเตอรร์ นุ่ นี้จะตอ้ งปรบั ตั้งย่านการวัดคลา้ ยกบั มัลตมิ ิเตอรแ์ บบเขม็ ซึง่ ประกอบดว้ ย
ย่าน 200 µA, 200 mA และ 10 A

ลาดับขั้นการใชแ้ อมป์มเิ ตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง
1. ต่อสายวัดสีดาํ ท่จี ุดตอ่ COM และสีแดงที่จุดต่อ V Ω mA
2. ต้ังย่านวัดของแอมป์มิเตอร์ไปยังย่านวัดที่ใกล้เคียงกับค่ากระแสไฟฟูาท่ีต้องการวัด หากไม่รู้ค่าให้
ต้ังไปยังย่านวดั สงู ทสี่ ุด (10 A) ก่อน
3. สําหรบั การวดั ย่าน 10 A ต้องย้ายสายมเิ ตอร์สีแดงไปยังจุดตอ่ 10 Amax กอ่ น จึงจะสามารถวดั ได้
4. ตอ่ สายวัดของแอมปม์ เิ ตอรอ์ นุกรมกับโหลดหรืออปุ กรณ์ไฟฟาู ทต่ี อ้ งการวดั
5. การวัดไม่ควรตอ่ สายวัดไวน้ านเกนิ กว่า 5 วนิ าทตี ่อการวัดแตล่ ะครง้ั
6. หากจอแสดงผลแสดงค่า 1 หรือ -1 แสดงวา่ ตัง้ ย่านการวัดตาํ่ เกินกวา่ เคร่ืองจะแสดงผลได้ ให้รีบ
เปลี่ยนย่านการวดั ให้สูงข้นึ

การวดั ค่าความตา้ นทานไฟฟา้

สําหรับดจิ ิทัลมัลตมิ ิเตอร์รุ่นนี้จะต้องปรับต้ังย่านการวดั คล้ายกับมัลติมิเตอร์แบบเข็ม ซึ่งประกอบด้วย
ยา่ น 200 Ω, 2000 Ω, 20 kΩ, 200 kΩ และ 20 MΩ

ลาดับขนั้ การใชโ้ อห์มมิเตอร์
1. ตอ่ สายวัดสีดําที่จดุ ตอ่ COM และสีแดงท่จี ดุ ตอ่ V Ω mA

153

2. ตง้ั ย่านวัดของโอหม์ มิเตอรไ์ ปยังย่านวดั ที่ใกล้เคียงกับค่าท่ีตอ้ งการวดั หากไม่รู้ค่าให้ตั้งไปยังย่านวดั
สงู ทสี่ ุด (20 MΩ) ก่อน

3. ต่อสายวัดของโอหม์ มเิ ตอร์ขนานกับอุปกรณไ์ ฟฟาู ทตี่ อ้ งการวัด
4. หากจอแสดงผลแสดงค่า 1 หรือ -1 แสดงว่าตั้งย่านการวัดตํ่าเกินกว่าเครื่องจะแสดงผลได้ ให้
เปลย่ี นยา่ นการวัดให้สูงข้นึ

ข้อควรระวงั และการเตรียมสาหรับการวดั

1. ก่อนการวัดปรมิ าณใด ต้องแนใ่ จว่าต้งั สวิตซ์เลือกย่านการวดั ตรงกบั ปรมิ าณที่จะวดั
2. สวิตซ์เลอื กการวดั อยูใ่ นชว่ งการวดั ท่ีเหมาะสมไมต่ ํา่ กว่าปรมิ าณท่จี ะวัด
ในกรณที ไ่ี มท่ ราบปริมาณที่จะวดั มคี ่าอยูใ่ นช่วงการวดั ใด ใหต้ ง้ั ชว่ งการวัดทมี่ ีค่าสงู สดุ กอ่ นแลว้ ค่อยลดช่วงการ
วัดลงมาทีละช่วง
3. เน่อื งจากชอ่ งเสยี บสายวัด (สแี ดง) มหี ลายช่อง คอื V- , mA และ 10 A ต้องแน่ใจวา่ เสียบสายวัดสี
แดงในช่องเสียบตรงกบั ปริมาณท่จี ะวัด
4. ในกรณที ี่วัดความต่างศกั ยไ์ ฟฟาู สงู ตง้ั แต่ 25 VAC หรือ 60 VDC ขน้ึ ไป ระวังอย่าใหส้ ่วนใดของ
ร่างกายแตะวงจรทกี่ ําลงั วัดจะเปน็ อันตรายได้
5. ในขณะทกี่ าํ ลงั ทาํ การวัด และตอ้ งการปรบั ช่วงการวดั ใหต้ า่ํ ลงหรอื สงู ขึ้นหรือเลือกการวดั ปรมิ าณ
อืน่ ให้ดาํ เนินการดงั นี้

6.1 ยกสายวดั เส้นหน่ึงออกจากวงจรท่กี ําลังทดสอบ
6.2 ปรบั ช่วงการวัดหรือเลอื กการวดั ปริมาณอ่ืนตามต้องการทาํ การวัด
6. การวดั ปรมิ าณกระแสสงู (~10A) ควรใช้เวลาวัดในชว่ งส้นั ไมเ่ กนิ 30 วินาที
7. เมอ่ื ใช้งานเสร็จแล้ว ใหเ้ ลอ่ื นสวติ ซป์ ดิ -เปิด มาที่ OFF ถ้าไม่ได้ใช้เป็นเวลานาน ควรเอาแบตเตอรี่
ออกดว้ ย

การบารุงรักษาดจิ ิทลั มลั ติมิเตอร์

1. ก่อนการใช้งานดิจิทัลมัลติมิเตอร์แต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อควรศึกษาคู่มือการใช้งานให้เข้าใจก่อนเสมอ
เนือ่ งจากดจิ ิทัลมลั ตมิ ิเตอรแ์ ตล่ ะร่นุ แต่ละยหี่ ้ออาจมขี อ้ จํากดั หรือขอ้ ปลีกยอ่ ยในการใชง้ านแตกต่างกัน

2. ก่อนการวัดปริมาณทางไฟฟูาทุกครั้ง ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าปรับตั้งสวิทช์เลือกย่านการวัด
ถูกต้องและเหมาะสมกับปริมาณทางไฟฟาู ที่ตอ้ งการวดั ทุกครงั้

3. อย่าให้ดิจิทัลมัลติมิเตอร์ได้รับการกระทบกระเทือนหรือตกกระแทกอย่างรุนแรง เพราะจะทําให้
เกิดความเสียหายได้

4. หากมีความจําเป็นที่จะไม่ได้ใช้งานดิจิทัลมัลติมิเตอร์เวลานาน ควรถอดแบตเตอร์ร่ีออก มิฉะนั้น
สารเคมจี ากแบตเตอรร์ จ่ี ะกอ่ ความเสยี หายแกด่ จิ ิทัลมัลติมิเตอร์ได้

154

5. ควรจัดเก็บมัลติมิเตอร์ไว้ในกล่องจัดเก็บโดยเฉพาะซึ่งสามารถกันฝุนละออง ความร้อน ความช้ืน
และการรบกวนจากสนามแมเ่ หลก็ ภายนอก เพือ่ ยดื อายกุ ารใชง้ าน

6. หากมีความจําเป็นต้องเปล่ียนฟิวส์ของดิจิทัลมัลติมิเตอร์ ต้องเปลี่ยนฟิวส์ให้มีค่าทนกระแสไฟฟูา
ขนาดเดียวกนั ห้ามเปลี่ยนใหม้ ีคา่ ทนกระแสไฟฟาู สูงกวา่ เพราะอาจจะทําให้ดิจทิ ัลมลั ติมิเตอร์เสยี หายได้

7. เมอ่ื เลิกการใช้งานควรตั้งสวิทช์เลือกย่านการวัดไปทีต่ าํ แหนง่ Off ทุกครั้ง เพ่ือประหยดั แบตเตอรร์ ี่
8. หากมีความจําเป็นต้องใช้งานมัลติมิเตอร์ในงานวัดที่มีความถูกต้องสูงอยู่เสมอ ควรส่งมัลติมิเตอร์
ไปทาํ การเทียบมาตรฐาน (Calibration) ทกุ 1 ปี

สรปุ สาระสาคญั

มัลติมิเตอร์แบบแอนะล็อก หรือที่นิยมเรียกว่า มิเตอร์เข็ม มีความสามารถวัดปริมาณทางไฟฟูาได้
มากกว่า 1 ชนิด ประกอบด้วย 1) แรงดันไฟฟูากระแสตรง 2) แรงดันไฟฟูากระแสสลับ 3) กระแสไฟฟูา
กระแสตรงและ 5) ความต้านทานไฟฟูา โดยการวัดปริมาณทางไฟฟูาแต่ละชนิดจะสามารถเลือกได้โดยใช้
สวิทชเ์ ลอื กย่านการวดั (Range selector switch)

วิธีการวัดแรงดันไฟฟูาและการวดั ค่าความต้านทานไฟฟูาต้องต่อมิเตอร์ขนานกับอุปกรณ์ที่ตอ้ งการวัด
ส่วนการวดั ค่ากระแสไฟฟาู ต้องตอ่ อนกุ รมกบั อปุ กรณ์ไฟฟูาเทา่ น้ัน การอา่ นค่าปริมาณทางไฟฟูาจากมิเตอร์เข็ม
ทําได้โดยการดูตําแหน่งของเข็มชี้ค่าว่าตรงกับตําแหน่งใดบนสเกลแสดงผลและใช้การคูณหรือหารค่าที่อ่านได้
รว่ มกบั ตวั เลอื กย่านการวดั

ดจิ ิทัลมัลตมิ ิเตอร์ หรือ ท่ีนิยมเรียกว่า มิเตอร์แบบตัวเลข มีความสามารถในการวดั ปริมาณทางไฟฟูา
ได้เช่นเดียวกับมิเตอร์เข็ม รวมท้ังยังมีความสามารถอีกหลายอย่างที่เหนือกว่า เช่น แสดงผลขั้วไฟฟูาอัตโนมัติ
เปลีย่ นยา่ นการวัดอัตโนมตั ิ วัดปรมิ าณความถี่ ฯลฯ วธิ กี ารวดั จะทาํ เช่นเดียวกับแบบมเิ ตอร์เข็ม

ดิจิทลั มัลตมิ ิเตอร์จะมคี วามทนทานน้อยกวา่ มเิ ตอรแ์ บบเข็ม ดงั นนั้ การใช้งานจงึ ต้องมคี วามระมัดระวัง
สูง โดยเฉพาะการวดั แรงดันไฟฟาู และกระแสไฟฟาู ซึง่ อาจทาํ ให้มิเตอร์เสียหายไดง้ า่ ย

155

การทดลอง

เครอื่ งมือและอปุ กรณ์การทดลอง
1. แหล่งจา่ ยไฟ (Power supply) กระแสตรง 1 เครอื่ ง
2. มลั ติมิเตอร์ 1 เครื่อง
3. ตวั ต้านทาน R 10 kΩ 1 ตวั และ 20 kΩ 2 ตวั
4. บอร์ดตอ่ วงจรพร้อมสายตอ่ 1 ชดุ

วธิ ีการทดลอง
1. ปรับสวิตซ์เลือกย่านการวัด (Selector switch) มาที่ย่านการวดั โอห์ม พร้อมทั้งทําการปรับแตง่ ปมุ ปรับ

Zero หรือ Ohm Adjust โดยการนําปล่อยสายแตะกันดงั รูปท่ี 3 สังเกตเข็มของมัลติมิเตอร์ช้ีด้านขวามือ
ของสเกล A ใหเ้ ข้มชตี้ รงศูนยพ์ อดี
2. วดั ค่าความต้านทานจากตัวตา้ นทานตามตารางที่ 1 บนั ทกึ คา่ ท่ีอา่ นไดจ้ ากมลั ตมิ ิเตอรล์ งในตาราง
ตารางบนั ทกึ ผลการทดลองที่ 1
ค่าความตา้ นทาน ย่านการปรับตงั้ คา่ ทีว่ ัดได้ (มิเตอรเ์ ขม็ ) ค่าที่วดั ได้ (ดจิ ิตอลมเิ ตอร์)

1k

33.3 k
600
120 k
30
1.2 M

การทดลองท่ี 2 การวัดแรงดันไฟฟูา
1. ต่อวงจรดังรปู

R1 = 1k R3 = 1k R4 = 1k
R5 = 2 k
+ +
VT1 5 V 9 V VT2

R2 = 2 k

2. ปรับ Selector Switch มาท่ีย่านการวดั 10 VDC โดยกําหนดให้เสียบสายวดั สีแดงที่ขั้วบวกและสายวดั ดาํ เข้า
ทีข่ ัว้ ลบ (COM) ของมลั ตมิ ิเตอร์

3. วดั แรงดนั ตกครอ่ มตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั และบันทกึ ผลลงตารางที่ 2
4. คํานวณค่ากระแสไฟฟูาไหลผา่ นตัวต้านทานแตล่ ะตวั ในวงจรและบนั ทึกค่าลงในตารางท่ี 3
5. คํานวณค่าแรงดนั ไฟฟาู ตกครอ่ มตวั ต้านทานแตล่ ะตัวและบนั ทึกผลลงตารางที่ 4
6. เขียนวงจรพรอ้ มทง้ั แสดงค่าแรงดันไฟฟาู ตกคร่อมและกระแสไฟฟูาไหลผ่านตวั ตา้ นทานแต่ละตวั

ตารางบันทึกผลท่ี 2 VT1 VT2 VR1 VR2 VR3 156
IR3 IR4 VR4 VR5
มิเตอรเ์ ข็ม
ดจิ ทิ ัลมิเตอร์ IR5

ตารางบนั ทึกผลที่ 3 IR2
IR1

ตารางบันทึกผลท่ี 4
VR1 VR2 VR3 VR4 VR5

คานวณ

วงจรใหม่

การทดลองท่ี 3 การวัดกระแสไฟฟาู
1. ตอ่ วงจรดังรูป

R1 = 10k + A + A R3 = 30k R4 = 40k + A

+ R2 = 20 k + + R5 = 50 k + VT2
VT1 6 V A A 5V

157

2. ปรบั Selection Switch มาทยี่ ่านการวดั 25 mA ตอ่ สายวดั สีแดงท่ีข้ัวบวกและสายวัดดาํ เข้าท่ขี ั้วลบ
3. ปลดจุดที่จะทําการวัดค่ากระแสไฟฟูาออกแล้วต่อแอมป์มิเตอร์อนุกรมเข้ากับจุดท่ีต้องการวัด บันทึกค่า

กระแสไฟฟูาทีอ่ ่านไดจ้ ากมลั ติมเิ ตอร์ ลงในตารางบันทกึ ผลที่ 5
4. คาํ นวณค่าแรงดันไฟฟาู ตกครอ่ มตัวต้านทานแต่ละตัวและบันทึกผลลงตารางที่ 6
5. คํานวณหากระแสไฟฟาู ไหลผ่านความต้านทานแต่ละตวั และบนั ทกึ ผลลงในตารางบันทกึ ผลท่ี 7
6. เขยี นวงจรพร้อมท้งั แสดงคา่ แรงดนั ไฟฟูาตกครอ่ มและกระแสไฟฟาู ไหลผา่ นตวั ตา้ นทานแต่ละตัว

ตารางบันทกึ ผลท่ี 5
IR1 IR2 IR3 IR4 IR5

มิเตอร์เข็ม
ดิจิทัลมเิ ตอร์

ตารางบนั ทกึ ผลที่ 6
VR1 VR2 VR3 VR4 VR5

ตารางบันทกึ ผลท่ี 7
IR1 IR2 IR3 IR4 IR5

วงจรใหม่

158

สรุปผลการทดลอง
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

159

คาถามทา้ ยการทดลอง
9. จากตารางบันทึกผลการทดลองท่ี 1 ค่าความผิดพลาดของตัวต้านทานแต่ละตัวมีค่าเท่าใดและมีความ
แตกตา่ งระหว่างค่าท่ีอา่ นได้จากตัวต้านทานแต่ละตัวกับค่าท่ีวดั ได้จากโอห์มมิเตอร์ทั้ง 2 ชนิด มีความแตกตา่ ง
กนั กเ่ี ปอรเ์ ซน็ ต์ จงอธบิ ายความแตกตา่ งทเ่ี กดิ ขน้ึ

R1 R2 R3 R4 R5 R6
คา่ ความต้านทาน
% error ของตวั ต้านทาน
% error จากมเิ ตอร์เขม็
% error จากดจิ ิทัลมิเตอร์

..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

160

10. จากตารางบันทกึ ผลท่ี 2 – 4 ค่าแรงดันตกครอ่ มของตวั ตา้ นทานแตล่ ะตัวทวี่ ดั ได้จากมเิ ตอรท์ ั้ง 2
ชนดิ กบั คา่ ทคี่ านวณได้ มีความแตกต่างกันหรอื ไม่อยา่ งไรทาไมเป็นเชน่ นนั้

VR1 VR2 VR3 VR4 VR5
แรงดันตกคร่อมที่คานวณได้
แรงดนั ตกคร่อมจากมเิ ตอรเ์ ข็ม
% error ระหวา่ งมิเตอรเ์ ขม็ และ
การคานวณ
แรงดันตกคร่อมจากดจิ ทิ ัลมิเตอร์
% error ระหวา่ งดิจทิ ลั มเิ ตอร์
และการคานวณ

..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

161

11. จากตารางบันทกึ ผลท่ี 5 – 7 ค่ากระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นตัวตา้ นทานแต่ละตวั ท่วี ัดไดจ้ ากมเิ ตอร์ทั้ง 2
ชนดิ กับคา่ ทคี่ านวณได้ มคี วามแตกตา่ งกันหรอื ไม่อยา่ งไรทาไมเปน็ เชน่ น้ัน

VR1 VR2 VR3 VR4 VR5
กระแสไฟฟ้าทีค่ านวณได้
กระแสไฟฟ้าจากมิเตอร์เขม็
% error ระหว่างมเิ ตอรเ์ ข็มและ
การคานวณ
กระแสไฟฟ้าจากดจิ ทิ ัลมเิ ตอร์
% error ระหวา่ งดิจิทลั มเิ ตอร์
และการคานวณ

..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

162

แบบฝึกหัดทา้ ยบท

1. จงอธบิ ายขน้ั ตอนและวิธีการวดั คา่ ความตา้ นทานมาโดยละเอียด
2. จงอธิบายข้นั ตอนและวธิ ีการวดั แรงดันไฟฟาู มาโดยละเอยี ด
3. จงอธบิ ายขั้นตอนและวิธีการวัดกระแสไฟฟูามาโดยละเอยี ด
4. จงอ่านคา่ ปรมิ าณทางไฟฟูาบนหนา้ ปดั ท์นี้ เมื่อ

4.1. ตง้ั ยา่ นวดั 0.5 DCV …………………………………………………………………………………………………

4.2. ตง้ั ยา่ นวดั 2.5 DCV …………………………………………………………………………………………………

4.3. ตงั้ ย่านวัด 10 DCV …………………………………………………………………………………………………

4.4. ตงั้ ยา่ นวัด 50 DCV …………………………………………………………………………………………………

4.5. ตง้ั ยา่ นวดั 250 DCV …………………………………………………………………………………………………

4.6. ตงั้ ย่านวัด 1,000 DCV …………………………………………………………………………………………………

4.7. ตงั้ ยา่ นวดั 2.5 ACV …………………………………………………………………………………………………

4.8. ตงั้ ย่านวัด 10 ACV …………………………………………………………………………………………………

4.9. ตงั้ ย่านวัด 50 ACV …………………………………………………………………………………………………

4.10. ตงั้ ยา่ นวดั 250 ACV …………………………………………………………………………………………………

4.11. ตงั้ ยา่ นวัด 1,000 ACV …………………………………………………………………………………………………

4.12. ตงั้ ยา่ นวัด 2.5 DC mA …………………………………………………………………………………………………

4.13. ตง้ั ยา่ นวัด 25 DC mA …………………………………………………………………………………………………

4.14. ตั้งย่านวัด 0.25 A …………………………………………………………………………………………………

4.15. ตั้งยา่ นวดั × 1 …………………………………………………………………………………………………

4.16. ตง้ั ยา่ นวัด × 10 …………………………………………………………………………………………………

4.17. ตั้งยา่ นวดั × 100 …………………………………………………………………………………………………

4.18. ตงั้ ยา่ นวัด × 1k …………………………………………………………………………………………………

4.19. ตง้ั ย่านวดั × 10k …………………………………………………………………………………………………

163

5. จงอธบิ ายข้อควรระวงั ในการวดั ค่าแรงดนั ไฟฟูามาอย่างละเอียด
6. จงอธบิ ายข้อควรระวงั ในการวัดค่ากระแสไฟฟาู มาอยา่ งละเอียด
7. จงอธบิ ายข้อควรระวงั ในการวดั ค่าความตา้ นทานไฟฟูามาอยา่ งละเอยี ด
8. จงอธบิ ายขอ้ ควรระวังในการใช้ดิจิทัลมัลตมิ เิ ตอร์มาอยา่ งละเอยี ด
9. หากดจิ ิทัลมลั ตมิ เิ ตอร์แสดงผล 1 หรือ -1 นัน้ มคี วามหมายอย่างไร และมวี ิธแี กไ้ ขอยา่ งไร

164

บรรณานกุ รม

ประยูร เช่ียววัฒนา. (2535). เครื่องวัดและการวัดทางไฟฟ้า. กรุงเทพฯ : สมาคมส่งเสริม

เทคโนโลยี (ไทย - ญป่ี ุน).

พั น ธ์ ศั ก ดิ์ พุ ฒิ ม า นิ ต พ ง ศ์ . ( 2537) . เ ค ร่ื อ ง มื อ วั ด ไ ฟ ฟ้ า แ ล ะ อิ เ ล็ ก ท ร อ นิ ก ส์ . ก รุ ง เ ท พ ฯ :

ซีเอ็ดยูเคช่นั .

มงคล ทองสงคราม. (2534). ทฤษฎเี ครื่องวัดไฟฟ้า. กรุงเทพฯ: รามาการพิมพ์

วทิ ยาลัยสารพดั ชา่ งกาํ แพงเพชร. (2557). วงจรไฟฟูาเบ้ืองตน้ .

http://kpp.ac.th/elearning/elearning3/book-06.html

ศกั รินทร์ โสนนั ทะ. (2545). เคร่ืองมือวัดและการวัดทางไฟฟ้า. กรงุ เทพฯ : ซเี อ็ดยูเคชนั่ .
สมนกึ บญุ พาไสว. (2550). การวัดและเครอ่ื งมือวัด. กรงุ เทพฯ : สํานกั พิมพท์ อ้ ป.
เอก ไชยสวัสดิ์. (2539). การวดั และเครอ่ื งวดั ไฟฟา้ . กรงุ เทพฯ: รามาการพิมพ์

บทท่ี 9

วงจรบริดจ์ไฟฟ้ากระแสตรง

วงจรบริดจไ์ ด้รบั ความนิยมนํามาใช้เพ่ือวดั ค่าองค์ประกอบตา่ ง ๆ อย่างกวา้ งขวาง ไม่เฉพาะการวดั
ค่าความต้านทานเท่าน้ันแต่ยังถูกนํามาใช้วัดค่าองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น ค่าความเก็บประจุ ค่าความ
เหนีย่ วนํา เปน็ ต้น หลักการวดั ของวงจรบริดจ์ใชว้ ิธกี ารเปรียบเทียบค่าระหวา่ งส่ิงที่รู้ค่าแน่นอน (มาตรฐาน)
กับสงิ่ ทไี่ ม่รคู้ า่ และมคี วามถูกตอ้ งในการวัดสูงถึง 0.001 – 1 %

วงจรพื้นฐานของวงจรบริดจ์ประกอบดว้ ยเครือข่ายตวั ต้านทาน 4 ตัว ที่ต่อกันแบบขนาน 2 สาขา
และแต่ละสาขามีตัวต้านทาน 2 ตัวต่ออนุกรมกัน (ภาพท่ี 103) ใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟูาต่อเข้าที่ข้ัวของ
เครอื ข่ายตัวต้านทาน 2 ขว้ั และอกี 2 ข้ัวที่เหลือต่อเข้ากับกัลวาโนมิเตอร์เพื่อวัดค่าแรงดันไฟฟูาที่เกิดข้ึนใน
วงจร

R1 R2

G
R4 R3

ภาพท่ี 103 วงจรบรดิ จ์อย่างง่าย
วงจรบริดจ์น้ันใช้วิธีการวัดแบบเปรียบเทียบค่าแรงดันไฟฟูาที่แตกต่างกัน 2 จุดบนวงจรและ
แสดงผลการทํางานดว้ ยโวลท์มเิ ตอร์ วงจรบริดจใ์ ช้หลกั การเปรียบเทียบค่าของความตา้ นทานที่รู้ค่าแน่นอน
(R1 – R3) กับค่าของความต้านทานที่ไม่รู้ค่า (R4) ความถูกต้องของการทํางานจึงข้ึนอยู่กับค่าความถูกต้อง
ของตัวต้านทานมาตรฐานที่นํามาใช้ในวงจรและข้ึนอยู่กับความไวต่อการตอบสนองกระแสไฟฟูาของ กัลวา
โนมิเตอร์ท่ีใชแ้ สดงผล ดังนั้นจึงมีความจําเปน็ อย่างมากที่ตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์ที่มีมาตรฐานและมีค่าความถูกต้อง
สูงในวงจรบรดิ จ์
เม่ือค่าความต้านทานท้ังหมดในวงจรบริดจ์ (R1 – R4) มีค่าเท่ากัน จะทําให้วงจรอยู่ในสภาวะที่
เรียกว่า สมดุล (Balance) และจะทําให้ไม่มีกระแสไฟฟูาไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์ ดังนั้นความสัมพันธ์
ระหว่างค่าความต้านทานท้ัง 4 ตัวจึงสามารถเขียนเป็นสมการได้ เรียกว่า สมการสมดุล (Balancing
equation) ซ่งึ สมการน้ใี ช้สําหรับหาคา่ ของตัวต้านทานท่ไี ม่ทราบคา่ (R4)

166

ในบทเรยี นนี้จะกลา่ วถงึ วงจรบรดิ จไ์ ฟฟาู กระแสตรง 2 ชนิด คือ
1. วทิ สโตนบรดิ จ์ (Wheatstone bridge)
2. เคลวนิ บริดจ์ (Kelvin bridge)

วิทสโตนบรดิ จ์

วงจรวิทสโตนบริดจ์จะประกอบดว้ ยตัวตา้ นทาน 4 ตัว โดยนํา 2 ตวั มาต่ออนุกรมกันเป็น 2 สาขา
และนําทั้ง 2 สาขามาต่อขนานกันเป็นลูปปิด (Closes loop) ต่อ 2 ข้ัว (B และ D) เข้ากับแหล่งจ่ายไฟฟูา
กระแสตรง และต่ออีก 2 ขั้วที่เหลือ (A และ C) เข้ากับกัลวาโนมิเตอร์เพื่อใช้ตรวจจับสภาวะสมดุล
(Balance) วงจรพ้ืนฐานของวทิ สโตนบริดจ์แสดงดังภาพที่ 104

I1 I2
R1 B R2
E

A G C
I3 I4

R3 R4
D

ภาพที่ 104 วงจรวทิ สโตนบรดิ จ์

ตวั ตา้ นทาน R1 และ R2 เรียกว่า แขนอตั ราส่วน (Ratio arms) ตัวต้านทาน R3 เรียกว่า ตัว
ต้านทานมาตรฐาน (Standard resistance) ซ่ึงเป็นตัวต้านทานที่รู้ค่าความต้านทานแน่นอน ส่วนตัว
ต้านทาน R4 จะเป็นตัวตา้ นทานไม่ทราบค่า (Unknown resistance)

วงจรวิทสโตนบริดจ์เป็นวงจรวัดท่ีนิยมใช้วัดค่าความต้านทานในงานอุตสาหกรรม ซ่ึงมีความ
ความคลาดเคลื่อนท่ี 0.1 เปอร์เซ็นต์ ในขณะท่ีโอมมิเตอร์มีความคลาดเคล่ือนท่ี 3 - 5 เปอร์เซ็นต์ (Larry
and Foster, 1995, p.104)

สภาวะสมดุลของบรดิ จ์

เม่ือทําการปรับค่าความต้านทานที่ไม่รู้ค่า (R4) ไปจนกระทั่งเข็มของกัลวาโนมิเตอร์แสดงค่าเป็น

ศูนย์แอมแปร์ หรืออยู่ในสภาวะท่ีไม่มีกระแสไฟฟูาไหลผ่าน จะเรียกสภาวะนี้ว่า บริดจ์สมดุล (Balance

bridge) ซ่ึงหมายความว่าแรงดันไฟฟูาที่จุด A และ C มีค่าเท่ากัน ซ่ึงหมายความว่า แรงดันตกคร่อมตัว

ต้านทาน R1 เท่ากบั R2 และ R3 เท่ากบั R4 ดงั นัน้

VR1 = VR2 และ VR3 = VR4 (7.1)

เมื่อแทนดว้ ยกฎของโอหม์ จะได้ว่า

167

I1 R1 = I2 R2 และ I3 R3 = I4 R4 (7.2)

เม่อื วงจรบรดิ จ์อยู่ในสภาวะสมดุล ดงั นน้ั จึงไม่มกี ระแสไฟฟูาไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์ ดงั น้นั

I1 = I3 และ I2 = I4 (7.3)

เม่ือพิจารณาเสน้ ทางของแหล่งจ่ายไฟฟูาภายใต้สภาวะสมดุลของวงจรบรดิ จ์

I1 = I3 = (7.4)

และ I2 = I4 = (7.5)

แทนสมการท่ี (7.4) และ (7.5) ใน (7.2)

× R1 = × R4
R4 (R1 + R3)
 R1 (R2 + R4) = R4 R1 + R4 R3

 R1 R2 + R1 R4 =

 R4 = (7.6)

ตัวอย่างที่ 35. จงหาความตา้ นทาน R4 ทที่ าํ ให้วงจรบรดิ จอ์ ยู่ในสภาวะสมดลุ

I1 I2

R1 = 10 k R2 = 20 k
V

A G C
I3 I4

R3 = 30 k R4
D

วิธที าํ
จากสมการ R4 =
แทนค่า

=

= 60 k

168

ความไวของวทิ สโตนบรดิ จ์

เมื่อวงจรบริดจ์อยู่ในสภาวะที่สมดุล (Balance) กระแสไฟฟูาท่ีไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์จะมีค่า

เท่ากับศูนย์แอมแปร์ แต่ถ้าวงจรบริดจ์อยู่ในสภาวะท่ีไม่สมดุล (Unbalance) จะทําให้เกิดมีกระแสไฟฟูา

ไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์และทําให้เข็มชี้เกิดการบ่ายเบนไปบนสเกลได้ ระยะการบ่ายเบนจะมากหรือน้อย

ข้ึนอยู่กับความไว (Sensitivity) ของกัลวาโนมิเตอร์ ซึ่งสามารถแสดงในรูปของระยะการบ่ายเบนไปบน

สเกลตอ่ ปริมาณกระแสไฟฟาู ทไ่ี หลผา่ นกัลวาโนมิเตอร์

S = D/I (7.7)

เมอ่ื

S คือ ความไวของกลั วาโนมิเตอร์

D คือ ระยะการบา่ ยเบนของเขม็ ชี้

I คือ ปริมาณกระแสไฟฟูาทไี่ หลผา่ นกลั วาโนมิเตอร์

ความไวในการตอบสนองของกัลวาโนมิเตอร์ข้ึนอยู่กับระยะการบ่ายเบนของเข็มชี้ท่ีมากกว่าต่อ

ปริมาณกระแสไฟฟูาท่ีเท่ากัน ถ้ากระแสไฟฟูาท่ีไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์มีค่าเป็นไมโครแอมแปร์ (µ

Ampere) และระยะการบา่ ยเบนของเข็มช้ีมีหน่วยเป็นมิลิเมตร เรเดียส (Radians) หรือองศา (Degrees)

ซึ่งความไวจะสามารถแสดงผลในลักษณะเชงิ เสน้ หรอื เชิงมมุ ไดด้ งั นี้

ความไว (S) = มิลเิ มตร / ไมโครแอมแปร์ (mm/µA) หรอื

ความไว (S) = เรเดียสตอ่ ไมโครแอมแปร์ (Radians/µA) หรอื

ความไว (S) = องศาต่อไมโครแอมแปร์ (Degrees/µA)

การวิเคราะหว์ ทิ สโตนบริดจ์ในสภาวะไม่สมดลุ
วงจรวทิ สโตนบริดจ์เมื่ออยู่ในสภาวะไม่สมดลุ จะมีกระแสไฟฟูาไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์ ทําให้เข็มชี้
เกิดการบ่ายเบนไป การวิเคราะห์หาค่าปริมาณกระแสไฟฟูาท่ีทําให้เกิดการบ่ายเบนนี้สามารถทําได้ด้วย
ทฤษฎบี ทของเทวินิน (Thevenin's theorem) ดังนี้

B

V R1 R2

A Vth C

R3 R4
D

ภาพท่ี 105 แรงดนั ไฟฟูาเทยี บเทา่ เทวินินของวงจรบริดจ์

169

การคํานวณค่าแรงดันไฟฟูาเทียบเท่าเทวนิ ินของวงจรบริดจ์ ทําไดโ้ ดยการปลดกัลวาโนมิเตอร์ท่ีจุด

A และ C ออก (ภาพท่ี 105) เม่อื ใช้กฏการแบง่ แรงดันไฟฟาู (Voltage divider) พจิ ารณาท่ีจดุ A จะพบว่า

Va = (7.8)
และเมือ่ พิจารณาค่าแรงดนั ไฟฟาู ทจี่ ุด C จะพบว่า

Vc = (7.9)

ดว้ ยเหตุนค้ี า่ แรงดันไฟฟูาของเทวนิ นิ ท่จี ุด A และ C จึงคํานวณไดจ้ าก

VTh = VAC
= VA - VC
=
-

 VTh = V [ ] (7.10)

การหาค่าความต้านทานไฟฟูาเทียบเท่าเทวินินที่จุด A และ C สามารถทําได้โดยการลัดวงจรที่
แหล่งจา่ ยแรงดันไฟฟาู ซง่ึ คา่ ความต้านทานภายในของแหลง่ จา่ ยแรงดันไฟฟาู โดยท่วั ไปแล้วมคี ่าน้อยมากจึง
ไมต่ ้องพจิ ารณาถึง ดงั นนั้ จงึ ได้วงจรใหม่ดังภาพท่ี 106

B

R1 R2

A Vt C R1 R2 C
A
h R4 (7.11)
R3 R4 (7.12)
R3

D

ภาพท่ี 106 การแปลงวงจรบริดจเ์ พือ่ หาคา่ ความตา้ นทานเทยี บเท่าเทวนิ นิ

จากภาพท่ี 106 สมการหาค่าความตา้ นทานเทยี บเทา่ เทวนิ ินหาไดจ้ าก
Req = [ R1 || R3 ] + [ R2 || R4 ]

 Req = [ ]

และ Ig =

เมอื่ VTh คือ แหลง่ จ่ายแรงดันไฟฟาู เทยี บเท่าเทวนิ ินของวงจรบรดิ จ์
Req คือ ความตา้ นทานไฟฟูาเทยี บเทา่ เทวินนิ ของวงจรบรดิ จ์
Ig คือ กระแสไฟฟูาเทียบเทา่ เทวนิ นิ ของวงจรบริดจ์

170

Vt RTh a Vt RTh a

Rg

hh Ig G

b b

ภาพท่ี 107 วงจรบรดิ จเ์ มอ่ื แปลงเป็นวงจรเสมอื นของเทวินิน

ตัวอย่างที่ 36. วงจรวทิ สโตนบริดจ์มีค่าความตา้ นทานดังภาพ มีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟูา 8 โวลท์ กัลวาโน
มิเตอรม์ คี วามตา้ นทานภายใน 300  จงคํานวณหาค่ากระแสไฟฟูาทไี่ หลผ่านกัลวาโนมิเตอร์

R1= 20k B R2 = 7k

AG C VTh RTh A
Ig G
R3 = 4k R4 = 2k
C
D

วธิ ีทาํ
แปลงวงจรบริดจใ์ หอ้ ยใู่ นรปู ของวงจรเสมือนของเทวินิน

VTh = E[ ]
= 8[ ]
= 8 (0.17k – 0.22k)

= 0.44 V

RTh = []
RTh =
[]
=
3.33k + 1.55k

 RTh = 4.88k
Ig =

171

=

= 85.62 A

กระแสไฟฟูาทีไ่ หลผ่านกลั ปว์ าโนมิเตอร์มีค่าเทา่ กบั 85.62 A ตอบ

วทิ สโตนบริดจท์ ใ่ี ช้คา่ ความตา้ นทานแตกต่างกันเล็กนอ้ ย
จากหัวข้อท่ีผ่านมาจะพบว่าวงจรวิทสโตนบริดจ์นั้นใช้ค่าความต้านทานแตล่ ะตัวในวงจรท่ีแตกตา่ ง
กนั แตถ่ า้ หากกําหนดให้ค่าของตวั ต้านทาน R1 ถึง R3 ในวงจรมีค่าเท่ากัน (แทนด้วย R ในภาพที่ 81) และ

ให้ค่าของตวั ตา้ นทาน R4 แตกต่างจากตัวอื่นเพียงเล็กน้อย (ประมาณ 1 – 5% ซึ่งให้แทนดว้ ย R) จะ
พบวา่ การใชท้ ฤษฎีของเทวินินในการหาค่าความตา้ นทานและแรงดันไฟฟูาเทียบเท่าเทวินินของวงจรบริดจ์
น้จี ะได้สมการท่ีงา่ ยและส้นั ลงมากกว่าเดมิ เม่ือเทียบกับสมการ 7.10 และสมการ 7.11

R1= R B

R2 = R

AC

VTh

R3 = R R4 = R + r

D

ภาพท่ี 108 วงจรวิทสโตนบริดจท์ มี่ ีคา่ ความตา้ นทานต่างกนั เล็กนอ้ ย

จากภาพที่ 81 สมมุติให้บริดจ์อยู่ในสภาวะสมดุล หากพิจารณาที่จุด A ด้วยกฏของการแบ่ง
แรงดนั ไฟฟูา จะพบว่า

จาก VA = V [ ]

แทนคา่ VA = V [ ]

= V[ ]

= (7.13)

แรงดันไฟฟูาทจ่ี ุด C จะมีค่า

VC = V [ ]

ดงั นน้ั VC = V[  ] (7.14)


ค่าแรงดนั ไฟฟูาเทยี บเทา่ เทวินินท่จี ดุ A และ C จะหาได้จาก

VTh = VC - VA

172

= V[   ]

= V[  ] (7.15)


ถ้าค่าของตวั ต้านทาน R4 (R) แตกตา่ งจากตัวอนื่ ไม่เกิน 5% จะถือว่าค่า 2R ซ่ึงเปน็ ตัวหารใน

สมการ 7.15 มีคา่ นอ้ ยมากเมื่อเทยี บกับค่า R จึงสามารถตดั ทง้ิ ไดแ้ ละไดส้ มการใหมค่ ือ

VTh  V [  ] (7.16)

เมอ่ื ลดั วงจรแหล่งจ่ายแรงดนั ไฟฟูาเพ่ือหาคา่ ความตา้ นทานเทวนิ นิ จะไดว้ งจรดงั ภาพท่ี 109

R1 = R R2 = R

A R3 = R R4 = r C

ภาพที่ 109 วงจรบริดจเ์ พ่ือหาค่าความต้านทานเทวนิ นิ

จาก RTh = [ ]

แทนคา่ RTh = + (7.17)
(7.18)


เมอื่ R มีคา่ นอ้ ยมาก ๆ เมื่อเทยี บกับ R จึงสามารถตัดออกจากสมการได้ เปน็

RTh = +

หรอื RTh  R

ดงั นัน้ จงึ สามารถเขยี นวงจรเทยี บเท่าเทวินนิ ใหมไ่ ดด้ งั ภาพที่ 110

a

RTh  R

VTh  V [ ] b

ภาพท่ี 110 วงจรเทยี บเท่าเทวนิ ินของวิทสโตนบริดจ์

173

ตัวอย่างท่ี 37. จงหาค่ากระแสไฟฟาู ท่ไี หลผา่ นกลั วาโนมิเตอร์ (Ig) ซึ่งมีค่าความต้านทาน (Rg) 150  และ
วงจรบริดจ์อยู่ในสภาวะไมส่ มดุล

R1= 600  B

R2 = 600 

12 V

AG C

R3 = 600  R4 = 630 

D

วิธีทํา

เม่ือพิจารณาวงจรในตัวอย่างท่ี 33 พบวา่ ตัวตา้ นทาน R1 – R3 มีค่ากัน ส่วน R4 มีค่ามากกว่า

เท่ากับ   × 100 % = 5 % ซ่ึงถือว่ามีค่าความต้านทานตา่ งกันเพียงเล็กน้อย จึงสามารถใช้


สมการ 7.16 ในการแกป้ ัญหาน้ีได้

VTh = V[ ]

= 12 V × 


 VTh = 0.15 V

จากสมการ 7.18

RTh  R
 RTh = 600 
ดังน้ันจงึ ค่ากระแสไฟฟูาท่ีไหลผ่านกลั วาโนมเิ ตอร์จงึ หาได้ตามสมการ 7.12

Ig =

=


= 200 µA

ค่ากระแสไฟฟูาทไ่ี หลผา่ นกัลป์วาโนมิเตอร์มคี ่าเท่ากบั 200 µA ตอบ

เคลวินบรดิ จ์

ในการนําวงจรวทิ สโตนบริดจ์ไปใชว้ ัดความต้านทานที่มีค่าตํ่า (ประมาณ 0.1 µ ถึง 100 ) จะ
ทําให้การวัดค่ามีความคลาดเคล่ือนจากค่าที่แท้จริงได้ เน่ืองจากภายในสายไฟและขั้วต่อสายน้ันจะมีค่า

174

ความต้านทานอยู่จํานวนหน่ึง ทําให้อตั ราส่วนของค่าความต้านทานที่ทําให้วงจรบริดจ์สมดุลน้ันรวมเอาค่า

ความตา้ นทานของสายไฟและข้ัวต่อสาย (RIc ในภาพท่ี 84) เข้าไปดว้ ย
ดงั น้ัน วธิ ีการลดผลกระทบจากค่าความตา้ นทานน้ี ทําไดโ้ ดยการนําตัวต้านทาน 2 ตวั ที่มีค่าความ

ต้านทานเป็นอัตราส่วนกัน ( ) ต่อเพ่ิมเข้าไปในวงจร (ภาพที่ 111) และเรียกวงจรบริดจฺใหม่นี้ว่า

เคลวินบรดิ จ์ (Kelvin bridge) ซึ่งสามารถให้ค่าความถูกต้องในการวดั ไดถ้ ึง ± 2% และสามารถวัดค่าความ

ต้านทานได้ต่ําถงึ 0.1 μΩ ได้

จากภาพที่ 84 เม่ือบริดจอ์ ยใู่ นสภาวะท่สี มดุลจะพบวา่ อัตราสว่ นความตา้ นทานของวงจร คือ

= (7.19)

เม่ือพจิ ารณาทจ่ี ดุ A ดว้ ยกฎการแบง่ แรงดันไฟฟูาจะพบว่า

VA = V [ ] (7.20)

R1 R2

V Ra

A GC RIc

Rb

R3

R4

ภาพที่ 111 วงจรเคลวินบริดจ์

ส่วนแรงดนั ไฟฟาู ที่จดุ C จะเกดิ จากผลรวมของแรงดันไฟฟาู ตกครอ่ ม R4 และ Rb สามารถเขยี น
เป็นสมการได้ดังน้ี

VC = V[ ] (7.21)

เม่ือวงจรบรดิ จ์อยู่ในสภาวะสมดลุ จะทําใหแ้ รงดนั ไฟฟูา VA = VB ดังนนั้

[ ]= [ ] (7.22)

เม่อื แก้สมการ 7.22 เพื่อหาคา่ RX จะพบว่า

R4 = [ ( )] (7.23)

175

เมือ่ วงจรบริดจ์อยูใ่ นสภาวะสมดุล จะทาํ ใหอ้ ตั ราสว่ นของ = จึงได้สมการใหม่เปน็

R4 = (7.24)
(7.25)
หรอื =

=

ตัวอยา่ งที่ 38. จากภาพที่ 111 จงหาค่า R4 เม่ือกําหนดให้อัตราส่วนความตา้ นทาน = , R1 = 5
และ R2 = 10  ตอบ

วธิ ีทาํ
จากสมการ 7.24

==


ดงั น้นั R4 = R2 = 0.01 

การประยกุ ต์ใช้งานวงจรบริดจ์

จากการศึกษาที่ผ่านมา จะพบว่าคุณสมบัติของวงจรบริดจ์นั้นสามารถตรวจวัดค่าความต้านทานท่ี
แตกตา่ งกันเพียงเล็กน้อยในวงจรไดเ้ ปน็ อย่างดี และในขณะท่ีวงจรอยู่ในสภาวะที่ไม่สมดุลจะมีกระแสไฟฟูา
ไหลระหวา่ งจุด A และ C และเม่ือวงจรกลับเข้าสู่สภาวะสมดลุ จะไม่มีกระแสไฟฟูาไหล จึงไดร้ ับความนิยม
ใช้ในงานควบคุมด้านอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น ใช้ร่วมกับเซนเซอร์ตรวจวัดอุณหภูมิแบบเปล่ียนแปลงค่า
ความต้านทาน (Resistance Detector ; RTD) เพือ่ ควบคมุ อณุ หภูมิของหมอ้ นึ่ง เป็นต้น

เซนเซอร์ วงจรบริดจ์ วงจรขยาย วงจรควบคมุ
การทํางาน

ภาพท่ี 112 ตัวอยา่ งแผนภาพการทํางานของระบบควบคุมดว้ ยวงจรบริดจ์

R1 B Control signal

VA R2

C

R3 RSensor ระบบควบคมุ
การทาํ งาน
D

ภาพท่ี 113 วงจรบรดิ จ์ท่ีต่อร่วมกับเซนเซอร์

176

จากภาพท่ี 113 เซนเซอร์ที่นํามาใช้งานต้องมีคุณสมบัติเฉพาะในการเปล่ียนแปลงค่าความ

ต้านทานต่อค่าพารามิเตอร์ทางกายภาพ ยกตัวอย่างเช่น อาร์ทีดี เป็นเซนเซอร์ตรวจวัดอุณหภูมิท่ีค่าความ

ตา้ นทานภายในเปลี่ยนแปลงไปตามคา่ ของอุณหภูมิ เปน็ ต้น ในกรณีท่ีความตา้ นทานของ RSensor ทาํ ให้วงจร
อยู่ในสภาวะสมดลุ ค่าแรงดันของสัญญาณควบคุม (Control signal) จะมีค่าเท่ากับ ศูนย์โวลท์ แตถ่ ้าค่า

ความต้านทานของ RSensor เปล่ียนแปลงไปก็จะทําให้วงจรบริดจ์เข้าสู่สภาวะไม่สมดุลและเกิดสัญญาณ
ควบคุมค่าหน่ึงออกมาจากวงจร สัญญาณควบคุมน้ีจะถูกขยายขนาดเพ่ือใช้ควบคุมให้ระบบควบคุมการ

ทาํ งานสามารถทํางานไดต้ ามเงอ่ื นไขที่กาํ หนดไว้

การจัดวงจรบริดจ์ลักษณะน้ี ถ้า R1 ถึง R3 มีค่าความตา้ นทานเท่ากัน และ RSensor มีค่าแตกต่าง
จากตวั ตา้ นทานท้ัง 3 ตัวไม่เกิน 5 % ก็จะทําให้เกิดสัญญาณควบคุมที่มีค่าเปลี่ยนแปลงไม่เกิน 5% ของ

ความต้านทานท่ีเหลือ ก็จะสามารถใช้สมการ 7.16 ประกอบการพจิ ารณาหาค่าแรงดันไฟฟูาควบคุม (VCS)
ได้ ดังนี้

VCS = VTh = V [  ] (7.26)

แตใ่ นการณที ่ี RSensor มคี ่าแตกตา่ งจากตัวต้านทาน R1 ถึง R3 เกิน 5 % การหาคา่ แรงดนั ไฟฟาู

ควบคมุ (VCs) จะตอ้ งใชส้ มการ 7.10 นน่ั คือ

VCS = VA - VC = V[ ]-V[ ] (7.27)

ตัวอยา่ งที่ 39. วงจรบริดจ์ท่ีออกแบบเพ่ือใช้งานกับเซนเซอร์ควบคุมอุณหภูมิ RSensor ท่ีมีคุณสมบัติ
เปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไปตามอุณหภูมิ ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ไว้ดังกราฟ จงคํานวณ 1) อุณหภูมิที่
ทาํ ใหว้ งจรบริดจ์สมดุล 2) ขนาดของแรงดนั ควบคุมท่อี ณุ หภมู ิ 100 องศาเซลเซยี ส

RSensor R3 = 3k
R1 = 3k
R2 = 3k +_

6V

Heater Solidstate Amplfier
Relay
VAC

177

RSensor (k)
5
4
3
2
1

0 20 40 (๐6C0) 80 10
อณุ หภูมิ 0

1) อณุ หภูมทิ ท่ี าใหว้ งจรบรดิ จส์ มดลุ

วธิ ที ํา
ทาํ ไดโ้ ดยการหาคา่ ความต้านทานท่ีทําใหว้ งจรบรดิ จส์ มดลุ โดยใชส้ มการท่ี 7.24
RSensor =

RSensor = = 3k

เมื่อนําค่า RSensor ที่คํานวณได้ไปเทียบกราฟ จะพบว่าวงจรบริดจ์จะอยู่ในสภาวะสมดุลท่ีอุณหภูมิ

60 องศาเซลเซียส ตอบ

2) ขนาดของแรงดนั ควบคมุ ทอี่ ุณหภูมิ 100 องศา
วธิ ีทาํ

นาํ คา่ ความตา้ นทานทีอ่ ณุ หภูมิ 100 องศาเซลเซียสไปเทยี บกราฟ จะไดค้ ่าความต้านทาน RSensor 5k
 จึงนําไปคํานวณหาค่าแรงดนั ควบคมุ ได้จากสมการท่ี 7.27

VTh = V[ ][ ]

= 6V [ ] [ ]

= 3 – 3.75 ตอบ

= 3 โวลต์
ค่าแรงดนั ควบคุมทีค่ าํ นวณไดค้ ือ 3 โวลต์

วงจรบรดิ จ์ไฟฟา้ กระแสสลบั

วงจรพ้ืนฐานของบริดจ์ไฟฟูากระแสสลับมีหลักการทํางานเช่น เดียวกับวงจรวิทสโตนบริดจ์
(Wheastone bridge) แต่ประกอบด้วยแขนอิมพีแดนซ์ (Impedance) 4 แขน ใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟูา

178

กระแสสลับและใชเ้ ครอ่ื งวัดไฟฟูากระแสสลับ (ภาพท่ี 114) โดยมีจุดมุ่งหมายในการวดั ค่าอิมพีแดนซ์ ความ
เหน่ียวนาํ (Inductance) และค่าความเกบ็ ประจุ (Capacitance) ในวงจรไฟฟูากระแสสลับ

AsoCurce I1 B
Z1
I2
A Z2

Z3 GC

Z4

D

ภาพที่ 114 วงจรบรดิ จไ์ ฟฟาู กระแสสลบั

เมือ่ วงจรบรดิ จ์อยูใ่ นสภาวะสมดลุ จะทาํ ใหเ้ ครอ่ื งวดั ค่ากระแสไฟฟาู กระแสสลบั แสดงค่าเทา่ กบั ศูนย์

ซึ่งแสดงว่าค่าแรงดันไฟฟูาท่ีจุด A เม่ือเทียบกับจุด B น้ันไม่มีความแตกต่างกัน จึงสามารถเขียนสมการ

แรงดันไฟฟูาตกคร่อม Z1 และ Z2 ไดด้ งั นี้

I1 Z1 = I2 Z2 (7.28)

และสมการแรงดันไฟฟาู ตกครอ่ ม Z3 และ Z4 คือ

I1 Z3 = I2 Z4 (7.29)

หารสมการท่ี 7.28 ดว้ ยสมการ 7.29 จะได้

= (7.30)

หรอื

Z1 Z3 = Z2 Z4 (7.31)

โดยสมการที่ 7.30 และ 7.31 จะใชเ้ ปน็ สมการของวงจรบริดจ์ไฟฟูากระแสสลับแบบทั่วไปและใช้

กับวงจรบริดจ์สมดุล ซ่ึงแขนของวงจรบริดจ์น้ันอาจจะประกอบดว้ ยค่าความตา้ นทานหรือค่าคาปาซิแเตนซ์

หรอื ค่าความเหนี่ยวนํา หรอื ท้งั หมดรวมกันกไ็ ด้

แมกซเ์ วลบริดจ์ (Maxwell’s bridge)
แมกซ์เวลบริดจ์สามารถใชว้ ัดค่าความเหน่ียวนํา (Inductance) ในวงจรไฟฟูากระแสสลับ โดยการ
วัดเปรียบเทยี บกบั คา่ ตัวเหนยี่ วนํามาตรฐานหรือตัวเก็บประจุมาตรฐาน

179

R1 C1 R3

AsoCurce  R2 G LX
RX

ภาพที่ 115 วงจรแมกซ์เวลบริดจ์

เมอื่ วงจรบริดจ์อยู่ในสภาวะสมดุล จะสามารถเปรยี บเทียบกับวงจรในภาพท่ี 115 ไดด้ ังนี้
Z1 =

Z2 = R2
Z3 = R3
Z4 = Rx + JX1
แทนค่า Z1 – Z4 ลงในสมการที่ 7.31 จะได้สมการดังน้ี

(Rx + JX1) = R2 R3 (7.32)

Rx + JX1 = + J R2R3C1 (7.33)

จากสมการท่ี 7.33 เมื่อแยกจาํ นวนจริงและจาํ นวนจินตภาพออกจากกัน จะไดว้ ่า

Rx = J R2R3C1 (7.34)
J LX = R2R3C1 (7.35)
LX = (7.36)

180

ตัวอยา่ งที่ 40. วงจรแมกซ์เวลบริดจ์มีค่าคงที่ในสภาวะสมดลุ ดงั น้ี คือ C1 = 0.01 µF, R1 = 470k
R2 = 5.1k, R3 = 100k จงหาค่า RX และ LX ในวงจร

R1 C1 R3

AsoCurce  R2 G LX
RX

วธิ ที าํ ตอบ
ใชส้ มการที่ 7.34 และ 7.36 ในการหาค่า RX และ LX ตอบ
จาก Rx =

= 


 Rx = 1.09 k
จาก LX = R2R3C1

= 0.01µF × 5.1k × 100 k

 LX = 5.1 H

การประยกุ ต์ใช้งานวงจรบรดิ จไ์ ฟฟา้ กระแสสลับ

วงจรบริดจ์ไฟฟูากระแสสลับนิยมนําไปใช้งานกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน เช่น วงจรขยาย
สัญญาณความถ่ี วงจรกรองสัญญาณวงจรเลื่อนเฟส และใช้ในเครื่องมือสื่อสารตา่ ง ๆ เช่น เคร่ืองวัดความถ่ี
ของสญั ญาณเสียง เป็นต้น

สรปุ สาระสาคญั

วงจรบริดจ์ไฟฟูากระแสตรงเป็นวงจรที่มีความถูกต้องในการวัดสูงและนิยมใช้ในการวัดค่าความ
ต้านทานท่ีมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ซ่ึงนําไปประยุกต์เป็นวงจรวิทสโตนบริดจ์ (Wheatstone
bridge) ทม่ี คี วามสามารถในการวดั ค่าความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงน้อยกวา่ 5 % ไดเ้ ปน็ อย่างดี โ ด ย ใ ช้
หลัก ความสมดุลของบริดจ์ โดยเมื่อค่าความต้านทานของท้ังสองแขนมีอัตราส่วนท่ีเท่ากันจะทําให้
แรงดันไฟฟูาทจี่ ดุ กงึ่ กลางทง้ั สองแขนเทา่ กันด้วย จงึ ไมม่ กี ระแสไฟฟาู ไหลผ่านกัลวาโนมเิ ตอร์

181

วงจรบริดจ์ไฟฟูากระแสสลับน้ันใช้หลักการของวิทสโตนบริดจ์แต่มีความซับซ้อนในการคํานวณ
มากกว่า เน่อื งจากประกอบด้วยจาํ นวนจริงและจํานวนจนิ ตภาพ (J) ของค่าอิมพแี ดนซเ์ ข้ามาเก่ียวข้อง นิยม
ใชใ้ นการวดั ค่าความต้านทาน คา่ ความเหนยี่ วนํา (Inductance) และคา่ ความเก็บประจุ (Capacitance) ใน
วงจรไฟฟูากระแสสลับ

182

แบบฝึกหดั ทา้ ยบท

1. จงอธบิ ายการทํางานของวงจรวทิ สโตนบรดิ จ์
2. เหตใุ ดเมอื่ วงจรวทิ สโตนบรดิ จ์เขา้ สู่สภาวะสมดุลจงึ ไมม่ ีกระแสไฟฟาู ไหลผ่านกัลวาโนมเิ ตอร์
3. จงอธิบายการทาํ งานของวงจรเคลวนิ บรดิ จ์
4. จงอธบิ ายความแตกตา่ งของเคลวินบริดจแ์ ละวิทสโตนบริดจ์
5. จงอธิบายการเกดิ คา่ แรงดันไฟฟูาบนกลั วานอมเิ ตอร์
6. จงอธบิ ายการเกดิ ความสมดุลของวงจรบรดิ จ์
7. จงหาค่า R4 ของวงจร เม่อื กําหนดให้ R1 = 500 , R2 = 5.1 k และ R3 = 2 k

R1 R2

V

AG C

R3 R4
D

8. จงหาค่า RX และ LX ของวงจร เมื่อกําหนดให้ R1 = 50 k, R2 = 25.1 k, R3 = 2 k และ
C1 = 0.01 µF

R1 C1 R3

sAoCurce  R2 G LX
RX

183

บรรณานุกรม

ธรี วฒั น์ ประกอบผล. (2549). ดิจติ อลอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์. กรุงเทพฯ : สํานักพิมพท์ ้อป.

ประยูร เชี่ยววัฒนา. (2535). เครื่องวัดและการวัดทางไฟฟ้า. กรุงเทพฯ : สมาคมส่งเสริม

เทคโนโลยี (ไทย - ญป่ี ุน).

พั น ธ์ ศั ก ด์ิ พุ ฒิ ม า นิ ต พ ง ศ์ . ( 2537) . เ ค รื่ อ ง มื อ วั ด ไ ฟ ฟ้ า แ ล ะ อิ เ ล็ ก ท ร อ นิ ก ส์ . ก รุ ง เ ท พ ฯ :

ซีเอ็ดยูเคช่ัน .

มงคล ทองสงคราม. (2534). ทฤษฎีเครื่องวดั ไฟฟ้า. กรงุ เทพฯ: รามาการพมิ พ์

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร. (ม.ป.ป.). เอกสารประกอบการสอนวิชา เคร่ืองมือวัด. กรุงเทพฯ: เอกสาร

อดั สําเนา.

ม า ต ร วิ ท ย า . ( 2554) . ค้ น เ มื่ อ วั น ท่ี 16 ม ก ร า ค ม 2556. จ า ก http://www.nstda.or.th/nstda-

knowledge/3070-metrology

วีระพันธ์ ติยัพเสน และ นภัทร วัจนเทพินทร์. (2546). ทฤษฎีเคร่ืองมือและการวัดทางไฟฟ้า. กรุงเทพฯ :

สกายบ๊กุ ส์.

ศักรินทร์ โสนนั ทะ. (2545). เครื่องมอื วัดและการวดั ทางไฟฟ้า. กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยเู คชัน่ .
สมนกึ บญุ พาไสว. (2550). การวัดและเครอ่ื งมือวัด. กรงุ เทพฯ : สํานักพมิ พ์ทอ้ ป.
เอก ไชยสวัสดิ์. (2539). การวัดและเครอ่ื งวัดไฟฟ้า. กรุงเทพฯ: รามาการพมิ พ์
Bakshi U.A. (2011). Electronic Instrumentation & Measurements. 2nd ed. Technical

Publications
Bakshi U.A., Bakshi A.V. (2009). Measurements and Instrumentation. Technical Publications.

http://books.google.co.th/books?id=gqfF32NgDl0C
David A. B. (2007). Electronic instrumentation and measurements. 2nd Edition. Prentice

Oxford University Press, USA
Larry D. Jones And A. Foster Chin. (1995). Electronic instruments and measurement. 2nd

ed. Singapore: Simon and Schuster Asia Pte.

บทท่ี 10

ออสซิลโลสโคป

ออสซิลโลสโคป

ออสซิลโลสโคปเป็นเครื่องมือวัดที่มี่ความสําคัญมากชนิดหนึ่ง เนื่องจากสามารถแสดงลักษณะ
(Shape) ขนาด (Amplitude) คาบเวลา (Period) และความถ่ี (Frequency) ของรูปคล่ืนสัญญาณ รวมทั้ง
ยงั สามารถแสดงความสมั พนั ธร์ ะหว่างเฟสของสัญญาณที่ต้องการตรวจวัดได้

ปัจจุบันออสซิลโลสโคปเป็นเครื่องมือวัดชนิดที่ได้รับความนิยมใช้งานอย่างกว้างขวางและถูกผลิต
ขึ้นเพื่อรองรับงานในหลายชนิด บางชนิดเหมาะสมสําหรับงานวัดโดยท่ัวไป ซ่ึงอาจใช้กับช่วงความถี่ตั้งแต่
100 Hz ถึง 500 KHz หรือต้ังแต่ DC ถึง 50 MHz และสามารถแสดงรูปสัญญาณเดียว หรือหลายๆรูป
สัญญาณบนจอเดียวกนั บางชนิดก็ผลิตขน้ึ สําหรบั งานเฉพาะด้าน เชน่ งานวัดความถีส่ ูงพเิ ศษ เป็นตน้

ในปัจจุบันออสซิลโลสโคปถูกพัฒนาไปอย่างต่อเนื่องจึงแบ่งออสซิลโลสโคปออกได้ 2 ประเภท คือ
แอนะล็อกออสซลิ โลสโคปและดิจทิ ลั ออสซลิ โลสโคป ซง่ึ จะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป

หลักการทางานของออสซิลโลสโคป

ออสซิลโลสโคปใช้ระบบการบ่ายเบนทางไฟฟูาสถิต (Electrostatic deflection) บังคับให้ลํา
อเิ ล็กตรอนท่ีกําเนิดข้ึนภายในหลอดภาพรังสีแคโทด (Cathode ray tube ; CRT) เกิดการบา่ ยเบนไปตก
กระทบกับจอภาพซ่ึงฉาบไว้ด้วยสารฟอสฟอรัส เม่ือสารฟอสฟอรัสถูกลําอิเล็กตรอนตกกระทบก็จะเกิดการ
เรืองแสงขนึ้ เป็นภาพบนจอได้

จากภาพที่ 116 จะพบว่าออสซิลโลสโคปประกอบดว้ ยสว่ นสาํ คัญ 3 สว่ น คอื
1. หลอดภาพรังสคี าโทด มีส่วนประกอบท่สี าํ คัญ คือ

1.1 ชุดปืนอเิ ลก็ ตรอน (Electron gun)
1.2 ชดุ แผน่ เพลตบ่ายเบน (Deflection plate assembly)
1.3 จอภาพเรอื งแสง (Fluorescent screen)
2. ชดุ ควบคมุ สญั ญาณทางแนวตั้ง
3. ชดุ ควบคุมสัญญาณทางแนวนอน

185

Time/Div. X-Pos. ระบบควบคุมสัญญาณแนวนอน

Trigger Time base
Cathode
Y-plates

AC Anode X-plates
Input GND ลําอเิ ลก็ ตรอน
Y-Amplifier
DC หลอดภาพรงั สีคาโทด
จอภาพ

Volts/Div. Y-Pos. ระบบควบคุมสญั ญาณแนวต้งั

ภาพท่ี 116 แผนภาพไดอะแกรมของออสซิลโลสโคป

หลอดภาพรังสคี าโทด
หลอดภาพรังสีคาโทด หรือมักนิยมเรียกว่า หลอดภาพ CRT ทําหน้าท่ีแสดงผลรูปคล่ืนจากการวดั
ของออสซิลโลสโคป ซ่ึงเกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างสัญญาณควบคุมจากระบบเบ่ียงเบนแนวตั้งและ
สัญญาณกวาดภาพจากระบบควบคมุ สญั ญาณแนวนอน ภายในชุดหลอด CRT มีส่วนประกอบทส่ี ําคญั คอื
1) ชุดปนื อิเลก็ ตรอน (Electron gun)
2) ชดุ แผน่ เพลตบ่ายเบน (Deflection plate assembly)
3) จอภาพเรอื งแสง (Fluorescent screen)

ชดุ ปืนอิเลก็ ตรอน

โดยปกติจะทํางานรว่ มกับชุดแผ่นเพลตบา่ ยเบน แต่สามารถพจิ ารณาอธิบายหลักการทาํ งานเฉพาะ

ชุดปืนอเิ ลก็ ตรอนเพียงอยา่ งเดยี วไดด้ ังน้ี

ลําอิเล็กตรอน Pre-accelerating anode Focusing anode Accelerating anode

Cathode

Control grid Screen

Focus High voltage

ภาพที่ 117 ชดุ ปืนอิเล็กตรอน

186

จากภาพที่ 117 ท่ีข้ัวคาโทดจะมีลักษณะเป็นหลอดไส้ทังสเตนเม่ือได้รับความร้อนจะปลดปล่อย
อิเล็กตรอนออกมาผ่านรูเลก็ ๆ ที่ Control grid ลําอเิ ล็กตรอนจะถูกข้ัวแอโนดซ่งึ ตอ่ อย่กู ับขวั้ บวกของไฟฟาู
แรงดันสูง (มากกว่า 12 kV) ดึงให้ผ่านเข้ามาที่ Pre-accelerating anode ซ่ึงจะทําหน้าท่ีบังคับลํา
อิเล็กตรอนไม่ให้กระจายตัวออกไปมากและยังช่วยเร่งความเร็วการเคลื่อนที่ของลําอิเล็กตรอนให้เร็วขึ้น
ผ่านเข้าไปยัง Focusing anode ซ่ึงทําหน้าที่รวมลําอิเล็กตรอนให้มีขนาดที่เหมาะสม (ปรับโฟกัส) และ
Accelerating anode จะเร่งความเร็วของลําอิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่ผ่านเพลตควบคุมการบ่ายเบนแนวตั้ง
และแนวนอนแล้วจึงพุ่งเข้าชนจอภาพเรืองแสง ซึ่งจะปรากฏเป็นจุดเรืองแสงขึ้นที่จอภาพเรืองแสง
เน่ืองจากอิเล็กตรอนถ่ายเทพลังงานให้สารฟอสเฟอร์ (Phospher) ท่ีฉาบบนจอภาพเรืองแสง โดยจุดเรือง
แสงนี้จะเคล่ือนท่ีไปตามการควบคุมการบ่ายเบนทางแนวต้ังและแนวนอนเกิดเป็นรูปคลื่นของ
สัญญาณไฟฟาู ได้

ชุดแผ่นเพลตบ่ายเบน
ในขณะท่ีลําอเิ ล็กตรอนเคล่ือนท่ีผ่านแอโนด (Anode) น้ัน ก่อนไปตกกระทบจอภาพจะเคล่ือนท่ี
ผา่ นชดุ ควบคุมการบา่ ยเบนแนวตงั้ (Vertical deflection plate) และชดุ ควบคมุ การบา่ ยเบนทางแนวนอน
(Horizontal deflection plate) ซ่ึงมลี ักษณะเป็นแผน่ โลหะ (เพลต) ซงึ่ วางอยู่ในแนวตงั้ และแนวนอน โดย
เพลตทั้งสองจะมีไฟฟูาแรงดันสูงปูอนให้ตลอดเวลาซึ่งจะทําให้เกิดสนามไฟฟูาเกิดขึ้นระหวา่ งเพลตทั้งสองคู่
ดังนั้นลําอิเล็กตรอนจะถูกบ่ายเบนได้โดยใช้หลักการของการเบี่ยงเบนทางไฟฟูาสถิต ซึ่งจะทําให้ลํา
อิเล็กตรอนเกิดการบ่ายเบนทั้งทางแนวต้ังและแนวนอนอย่างเป็นอิสระต่อกัน จึงทําให้สามารถควบคุมลํา
อิเลก็ ตรอนใหบ้ ่ายเบนไปยงั ตาํ แหนง่ ต่าง ๆ บนจอภาพเรอื งแสงได้

(ก) (ข) (ค)

ภาพที่ 118 (ก) ลาํ อิเลก็ ตรอนที่ไม่ไดเ้ คล่ือนท่ีผ่านชดุ เบ่ียงเบนทางแนวต้ังและแนวนอน จะเกิดภาพเป็น
จุดเรืองแสงบนจอภาพเท่านั้น (ข) ลําอิเล็กตรอนท่ีผ่านเฉพาะชุดเบ่ียงเบนทางแนวนอน
(ค) ลําอเิ ล็กตรอนท่เี คล่อื นทผ่ี ่านชดุ เบย่ี งเบนทางแนวตง้ั และแนวนอน

จอภาพเรอื งแสง
จะอยู่ด้านหนา้ สดุ ของหลอด CRT โดยฉาบไวด้ ว้ ยสารเรืองแสงจําพวกฟอสเฟอร์ เมื่อลําอิเล็กตรอน
ที่มีเคล่ือนท่ีด้วยความเร็วและมีพลังงานสูงวิ่งชนจอภาพ อิเล็กตรอนจะถ่ายเทพลังงานส่วนเกินให้สาร
ฟอสเฟอร์และเกิดการเรอื งแสงขึ้นบนจอภาพเกดิ เปน็ รูปคลืน่ สญั ญาณได้

187

คุณสมบัติของสารในการเรืองแสงเมื่อได้รับการกระตุ้น (ชน) โดยลําอิเล็กตรอนจะเรียกว่า ฟลูออ
เรสเซนต์ (Fluorescence) ซึง่ สารเรอื งแสงจะมคี วามสามารถในการเรืองแสงไดอ้ ยา่ งต่อเนอื่ งแมว้ า่ จะไม่ถูก
ชนโดยลําอิเล็กตรอนแล้วก็ตาม ทําให้สารนี้ถูกเรียกวา่ "ฟอสเฟอเรสเซนซ์" (Phospherescence) และช่วง
ระยะเวลาการเรอื งแสงที่เกิดขนึ้ อยา่ งต่อเน่อื งจะเรยี กวา่ ความคงสว่าง (Persistence) ของสารเรืองแสง

ระบบควบคุมการเบีย่ งเบนทางแนวต้ัง
ระบบควบคุมการเบ่ียงเบนทางแนวต้ังจะทําการควบคุมให้ลําอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีไปตามเง่ือนไขท่ี
กําหนดไว้ คอื ขนาดของสญั ญาณ (Amplitude) ชว่ งกวา้ งของการใชง้ าน (Band width) ซ่งึ จะทําใหเ้ กดิ รปู
คล่ืนสัญญาณข้ึนทีจ่ อภาพได้
เม่ือสัญญาณไฟฟูาถูกปูอนเข้าท่ีข้ัวอินพุท (Input) จะถูกส่งต่อไปยังวงจรลดทอนสัญญาณ
(Attenuator network) เพ่อื ปรบั ขนาดของสญั ญาณใหม้ ีขนาดตามความตอ้ งการของผูใ้ ช้งาน จากน้นั จะสง่
ต่อไปยังวงจรขยายทางแนวตั้ง (vertical amplifier) เพื่อขยายสัญญาณให้มีขนาดใหญ่ขึ้นเพ่ือใช้สําหรับ
ควบคุมการบา่ ยเบนของลําอิเล็กตรอนได้ จากนั้นจึงปูอนสัญญาณไฟฟูาเข้าสู่แผ่นเบี่ยงเบนทางแนวต้ัง เพื่อ
สร้างสนามไฟฟูาไปเบ่ียงเบนลําอิเล็กตรอนในแนวต้งั ตอ่ ไป ส่วนวงจรหน่วงเวลาจะทําหน้าที่หน่วงเวลาของ
สญั ญาณทางแนวตั้งใหเ้ กดิ ขึ้นภายหลังการเกดิ สัญญาณควบคุมทางแนวนอน เพื่อให้การเกิดสัญญาณภาพมี
ความสมั พันธก์ นั ทางเวลา

AC วงจรลดทอน วงจรขยาย วงจรหน่วง
Input GND สญั ญาณ ทางแนวตงั้ เวลา

DC

Volts/Div. Y-Pos.

ภาพท่ี 119 แผนภาพไดอะแกรมของระบบเบี่ยงเบนทางแนวตัง้

ระบบควบคมุ การเบีย่ งเบนทางแนวนอน
ระบบควบคุมการเบยี่ งเบนทางแนวนอนจะทําการควบคุมให้ลําอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปตามเงอ่ื นไข
ที่กําหนดไว้ คือ คาบเวลาของสัญญาณ (Period) และทํางานประสานไปพร้อมกับระบบควบคุมการ
เบี่ยงเบนทางแนวตง้ั ซึ่งจะทําให้เกิดรูปคล่ืนสญั ญาณข้นึ ทจ่ี อภาพได้
ส่วนควบคุมสัญญาณทางแนวนอนมีวงจรท่ีสําคัญคือ วงจรทริกเกอร์ (Trigger) และวงจรกําเนิด
ความถ่ีทางเวลา (Time base generator) โดยวงจรทริกเกอร์ทําหน้าท่ีแปลงสัญญาณอินพทุ (Input) จาก
สวิทชเ์ ลือกสัญญาณอินพุทจากสวทิ ช์เลือกแหล่งกําเนิดสัญญาณทริกเกอร์ (ภาพท่ี 121) ของระบบควบคุม
การเบี่ยงเบนทางแนวนอนและเปล่ียนให้เป็นสัญญาณรูปส่ีเหลี่ยม (Square wave) เรียกวา่ ทริกเกอร์พัลส์
(Trigger pulse) เพื่อใช้กําเนิดสัญญาณกวาดภาพทางแนวนอน ส่วนวงจรกําเนิดความถ่ีทางเวลาจะกําเนิด

188

สัญญาณรูปฟันเล่ือย (Saw-tooth wave) ข้ึนและสัญญาณน้ีจะถูกส่งไปยังวงจรขยายทางแนวนอน
(Horizontal amplifier) ขยายให้มีขนาด (Amplitude) ใหญ่ขึ้นเพ่ือให้สามารถเบี่ยงเบนลําอิเล็กตรอนได้
ก่อนที่จะปูอนไปยังแผ่นเบี่ยงเบนทางแนวนอน เพือ่ ทําให้ลําอเิ ล็กตรอนเบ่ยี งเบนหรือกวาดในแนวนอน ถ้า
ความถ่ีของสัญญาณรูปฟันเล่ือยไม่สัมพันธ์กับสัญญาณอินพุท ซึ่งถูกปูอนเข้าที่ขั้วอินพุทแล้วจะทําให้รูป
คล่นื สัญญาณบนจอภาพดไู ม่ซ้อนทับกนั และไม่น่งิ

Time/Div. X-Pos.

Trigger Time base วงจรขยาย
generator generator ทางแนวตัง้

ภาพท่ี 120 แผนภาพไดอะแกรมของระบบเบย่ี งเบนทางแนวตงั้

Internal

External Line

Trigger generator

ภาพที่ 121 วงจรสวิทช์เลือกสัญญาณทริกเกอร์

การแสดงภาพบนออสซลิ โลสโคป
ภาพบนจอภาพของออสซิลโลสโคปกําเนิดได้จากการทํางานร่วมกันของสัญญาณภาพจากผ่าน
เบย่ี งเบนแนวต้ังและสญั ญาณกวาดภาพจากผ่านเบยี่ งเบนแนวนอนซึ่งทํางานสมั พนั ธ์กัน
ตวั อย่างการแสดงสัญญาณรูปคล่ืนไซน์ (ภาพที่ 122) โดยกําหนดให้สัญญาณท่ีแผ่นเบ่ียงเบนท้ัง 2
ชุด (แนวต้ังและแนวนอน) เกิดข้ึนในเวลาเดียวกัน เม่ือสัญญาณกวาดภาพ (สัญญาณทางแนวนอน) เริ่ม
ปรากฏขึ้นจากด้านซ้ายไปด้านขวาของจอภาพลําอิเล็กตรอนจะถูกเบย่ี งเบนไปตามแนวนอน ส่วนสัญญาณ
เบ่ียงเบนแนวตั้งจะเร่ิมทํางานพร้อมกันพร้อมทั้งเบี่ยงเบนให้ลําอิเล็กตรอนเกิดการเบ่ียงเบนไปตามขนาด
(Amplitude) ของสัญญาณ เกิดเปน็ สัญญาณบนจอภาพได้ การเกิดภาพข้ึนพร้อมกันในลักษณะนี้เรียกว่า
การเกดิ ภาพแบบซงิ โครไนเซช่ัน (Synchronization)

189

สัญญาณภาพบนจอ CRT

สัญญาณภาพจากแผน่
เบ่ียงเบนแนวตัง้

.

เวลา

สัญญาณกวาดภาพจาก
แผน่ เบ่ยี งเบนแนวนอน

ภาพที่ 122 ความสัมพนั ธข์ องการแสดงสญั ญาณภาพบนจอออสซลิ โลสโคป

อนาล็อกออสซิลโลสโคป

เป็นออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่พัฒนาขึ้นและได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายมานานกว่า
20 ปี มีความสามารถวัดสัญญาณไฟฟูาได้พร้อมกันอย่างน้อย 2 ช่องทาง (2 Input) ตอบสนองต่อความถี่
(Frequency response) ที่ 20 MHz มีความไวในการวัดสัญญาณไฟฟูา 1 mV/Division สามารถนําเข้า
สัญญาณทริกเกอร์ได้ เป็นต้น สําหรับในบทเรียนนี้จะกล่าวถึงออสซิลโลสโคปแบบพืน้ ฐานซึ่งสามารถนําไป
ประยุกต์ใช้ได้กับออสซิลโลสโคปทุกรุ่นทุกแบบรวมทั้งออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัลด้วย เน่ืองจาก
ออสซลิ โลสโคปท้งั หมดมหี ลักการปรับใชง้ านท่ีมีพน้ื ฐานเดียวกัน

สว่ นประกอบพน้ื ฐานของออสซลิ โลสโคป

ออสซิลโลสโคปแบบอนาล็อกน้ันจะมีส่วนประกอบพื้นฐานและวิธีการใช้งานสําหรับแต่ละรุ่นไม่
แตกตา่ งกันมากนกั ส่วนประกอบพ้นื ฐานของออสซลิ โลสโคปแสดงดังตารางท่ี 20 และ ภาพท่ี 124

190

ตารางท่ี 20 ส่วนประกอบพนื้ ฐานของออสซลิ โลสโคป

ส่วนประกอบ หนา้ ที่
1. Power on/off เปิด – ปิด ออสซลิ โลสโคป โดยใช้ LED บอกสภาวะการทํางานของเครือ่ ง
2. INTENS. ควบคมุ ความเข้มแสง (Intensity ) ของสญั ญาณบนหน้าจอ
3. FOCUS ปรบั ความชัดของเส้นแสงสญั ญาณบนหนา้ จอ
4. TR ปรับความเอยี งของเสน้ (Trace rotation ) ของสัญญาณบนหน้าจอ
5. X – Y X – Y operation นาํ เขา้ สัญญาณช่องที่ 1 เข้าที่แกน X และนําเข้าสัญญาณช่องที่ 2 ท่ี
แกน Y เพื่อแสดงความสมั พนั ธข์ องทงั้ สองงสญั ญาณ โดยปุมนจ้ี ะหยดุ การทาํ งานของ
6. X - Pos. วงจรกวาดภาพและสามารถปรบั ขนาดของสญั ญาณไดด้ ้วยปุมลดทอนสญั ญาณ
7. Hold off (Volts/Div.)
8. Trig. ปรับเล่อื นภาพรูปคลืน่ ในแนวนอน (แกน X)
9. TV Sep. ควบคุมชว่ งเวลาการหยดุ พักการกวาดภาพ (Hold off time) กอ่ นทภ่ี าพต่อไปจะเริม่ ตน้
เปน็ หลอด LED ที่แสดงสภาวะการตรวจพบสัญญาณทรกิ เกอร์ (Trigger pluse) ท่ีเข้ามา
10. Trig. สู่ออสซิลโลสโคป
AC – DC – HF – LF -  ควบคุมให้ออสซิลโลสโคปทํางานสัมพันธ์กับโทรทัศน์ (TV Syncronization separator)
ประกอบดว้ ย
11. + / - OFF คอื ปดิ การทาํ งาน
TV : H คือ ทํางานสัมพนั ธ์กับความถแ่ี นวนอน (Horizontal frequency)
12. Time / Div. TV : V คอื ทาํ งานสมั พนั ธ์กบั ความถีแ่ นวต้งั (Vertical line frequency)
13. Variable ปรบั เลอื กความถี่การทาํ งานใหส้ มั พนั ธ์กับแหล่งกาํ เนิดสัญญาณที่ต้องการวัด
14. EXT. AC : 10 Hz – 20 MHz
DC : DC - 20 MHz
HF : 1.5 kHz - 40 MHz
LF : DC – 1 kHz

 : สัญญาณอินพุทท่ีไดจ้ าก Line
ปมุ กําหนดจดุ เร่ิมต้นของสญั ญาณภาพ
+ คอื กําหนดให้สญั ญาณทริกเกอรเ์ กดิ ขึ้นทีข่ อบขาขน้ึ ของสญั ญาณภาพ (Rising Edge)
- คอื กาํ หนดให้สัญญาณทรกิ เกอรเ์ กิดขึน้ ทขี่ อบขาลงของสญั ญาณภาพ (Falling Edge)
ปรับขนาดฐานเวลาของสัญญาณภาพต่อช่อง (Time / division) โดยปรับได้ต้ังแต่ 0.5
µS/cm. ถึง 0.2 S/cm.
ปุมปรับเทียบขนาดของฐานสัญญาณเวลา (Time) ต่อช่องให้ตรงกับความเป็นจริง (ใช้
ร่วมกับปุมหมายเลข 20 เพ่ือปรบั เทียบการทํางานของออสซลิ โลสโคปกอ่ นการใช้งาน)
ปุมเลือกแหล่งกําเนิดสัญญาณทริกเกอร์ (External triggering) ของระบบเบ่ียงเบน
แนวนอน โดยเม่ือ
กดปุม จะเลือกใช้สญั ญาณทริกเกอรจ์ ากภายนอกออสซลิ โลสโคป
ไม่กดปุม จะเลือกใช้สญั ญาณทริกเกอร์จากภายในออสซิลโลสโคป

191

ตารางท่ี 20 (ต่อ) หน้าท่ี
ชอ่ งรับสญั ญาณทริกเกอร์จากภายนอก (Trigger input)
สว่ นประกอบ เมอื่ กดปมุ (AT. : Attenuation) จะใช้สัญญาณทรกิ เกอรจ์ ากภายในโดยอัตโนมตั ิ ทําให้
15. Trig. INP. มองเหน็ เสน้ สัญญาณภาพได้
16. AT/NORM. เมื่อไม่กดปมุ (NORM. : Normal) จะเลอื กใช้สญั ญาณทริกเกอร์จากภายนอก เพือ่ ทาํ ให้
มองเห็นเสน้ สัญญาณภาพได้
17. Level ใชป้ รับระดับการทริกเกอร์ (ใช้รว่ มกับปุมหมายเลข 16) เพอ่ื ใหภ้ าพรูปคล่ืนหยดุ นงิ่ บน
18. X-Mag. × 10 จอภาพ
19. Calibrator 0.2 – 2V ขยายฐานเวลา (ขยายภาพทางแนวนอน) 10 เทา่ โดยใช้ร่วมกับปุมหมายเลย 13 ด้วยการ
20. Component tester หมุนทวนเขม็ นาฬิกาจนสดุ
เปน็ Socket ทาํ หรบั ปรบั เทียบการทาํ งานของโพรป (ดูหัวข้อ ...ประกอบ)
21. Y – Pos.I (CH I) ใช้สําหรับตรวจสอบการทํางานของอุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์ (ดูหัวข้อ ... ประกอบ)
22. Invert (CH I) เมอื่ กดปุม วงจรตรวจสอบจะทาํ งานและพรอ้ มตรวจวดั อปุ กรณต์ ่าง ๆ เช่น ไดโอด คาปา
23. CH.I ซิสเตอร์ ฯลฯ
24. Ground (CH.I) ปมุ ปรับเลอื่ นภาพรูปคล่ืนในแนวตง้ั (แกน Y) ของช่องสัญญาณท่ี 1
25. DC – AC – GD (CH.I) ใชแ้ สดงภาพรูปคลนื่ ของช่องสัญญาณที่ 1 ในลกั ษณะ Invert

26. Volts/Div. (CH.I) ชอ่ งรบั สญั ญาณอินพุทท่ี 1 มคี า่ อินพทุ อิมพีแดนซ์ (Input impedance) 1 M // 30
27. VAR. Gain (CH.I) pF
28. CH I/II – Trig. I/II ขว้ั ตอ่ กราวด์
สวิทชเ์ ลือกรปู แบบการวัดสัญญาณอนิ พทุ โดยเลือก
29. Dual DC สําหรบั วดั แรงดันไฟฟูากระแสตรงหรอื สัญญาณไฟฟาู กระแสสลบั ความถี่ต่ํา
AC สาํ หรบั วัดสัญญาณรปู คลืน่ ทั่วไป แตไ่ มส่ ามารถวัดแรงดันไฟฟูากระแสตรงได้
GD แสดงตาํ แหนง่ กราวด์ของรปู คลน่ื สัญญาณ (ใชเ้ พื่อหาตาํ แหน่งกราวด)์
ปุมควบคุมการปรบั ขนาดการแสดงผลรปู คลืน่ สญั ญาณต่อช่อง (Volts/Division) ของช่อง
นาํ สญั ญาณเข้าที่ 1
ปุมปรับเทียบขนาดของสัญญาณ (Amplitude) ต่อช่องให้ตรงกับความเป็นจริง (ใช้
รว่ มกบั ปุมหมายเลข 20 เพือ่ ปรบั เทยี บการทํางานของออสซลิ โลสโคปก่อนการใช้งาน)
ปุมเลอื กใช้สญั ญาณทรกิ เกอร์ เมอื่
กดปุม จะเลอื กใชส้ ญั ญาณทริกเกอรก์ ับชอ่ งท่ี 2
ไมก่ ดปุม จะเลือกใช้สญั ญาณทริกเกอร์กับชอ่ งท่ี 1
สามารถใช้งานร่วมกบั ปุม Dual หรือ ADD ได้
เมอื่ ไม่กดปมุ จะแสดงรปู คลืน่ สัญญาณเพียง 1 ชอ่ ง
เมอ่ื กดปมุ จะทํางานพร้อมกันทัง้ 2 ชอ่ ง โดยทํางานสลับกนั ตามลาํ ดับในแตล่ ะคาบ
เรยี กวา่ Alternative mode

192

ตารางที่ 20 (ต่อ) หนา้ ที่
หาก กดปุม Dual และ ADD พร้อมกนั จะทาํ ใหช้ ่องสญั ญาณ 1 และ 2 ทํางานสลบั กนั
ส่วนประกอบ หลายครั้งในแต่ละคาบ เรียกวา่ Chopped mode
30. ADD หาก กดปุม ADD เทา่ นั้น จะเป็นการรวมสญั ญาณของช่องที่ 1 และ 2 เข้าดว้ ยกนั และ
เกดิ ผลต่างทางพชี คณิต
31. Volts/Div. (CH.II) ปมุ ควบคมุ การปรบั ขนาดการแสดงผลรปู คลื่นสญั ญาณตอ่ ช่อง (Volts/Division) ของชอ่ ง
32. VAR. Gain (CH.II) นําสญั ญาณเข้าท่ี 2
33. DC – AC – GD (CH.II) ปุมปรับเทยี บขนาดของสัญญาณ (Amplitude) ต่อช่องให้ตรงกับความเปน็ จริง (ใช้
ร่วมกับปุมหมายเลข 20 เพ่อื ปรบั เทียบการทํางานของออสซลิ โลสโคปก่อนการใช้งาน)
34. Ground (CH.II) สวทิ ชเ์ ลือกรูปแบบการวัดสญั ญาณอนิ พุท โดยเลือก
35. CH.II DC สาํ หรบั วัดแรงดันไฟฟาู กระแสตรงหรอื สญั ญาณไฟฟูากระแสสลับความถี่ตํ่า
36. Invert (CH II) AC สาํ หรบั วดั สัญญาณรปู คลื่นทัว่ ไป แตไ่ มส่ ามารถวัดแรงดันไฟฟูากระแสตรงได้
37. Y – Pos.II (CH II) GD แสดงตําแหน่งกราวดข์ องรูปคลืน่ สัญญาณ (ใช้เพือ่ หาตาํ แหน่งกราวด์)
ขว้ั ตอ่ กราวด์

ชอ่ งรับสญั ญาณอินพทุ ที่ 1 มคี ่าอนิ พทุ อิมพีแดนซ์ (Input impedance) 1 M / 30
pF
ใชแ้ สดงภาพรปู คล่ืนของชอ่ งสญั ญาณที่ 2 ในลักษณะ Invert
ปุมปรบั เลอื่ นภาพรูปคลนื่ ในแนวต้ัง (แกน Y) ของช่องสัญญาณที่ 2

ภาพท่ี 123 ตัวอย่างออสซิลโลสโคป
ทีม่ า (Globalmediapro Ltd., 2013)

193

2 4 6 9 10 12 14 16
1 3 5 7 8 11 13 15 17

18 19 20 21 23 25 26 28 30 32 34 36

22 24 27 29 31 33 35 37

ภาพที่ 124 ส่วนประกอบของออสซลิ โลสโคป

ทม่ี า (ปรบั จาก Phllips W. D., (1999).

สายวดั สัญญาณไฟฟ้า

สายวดั สัญญาณ นยิ มเรยี กว่า โพรบ (Probe) คือสายสาํ หรับนาํ สญั ญาณไฟฟูาเขา้ ส่อู อสซลิ โลสโคป
เพือ่ แสดงผล การนําเข้าสญั ญาณน้ันต้องไม่ทาํ ให้เกดิ ความผิดเพย้ี นของสญั ญาณและมีสัญญาณรบกวนเข้าสู่
ออสซิลโลสโคปได้ ดังน้ันหากโพรบนั้นทําให้เกิดความผิดเพีย้ นและมีสัญญาณรบกวนสูงก็จะทําให้สัญญาณ
ที่วดั ได้ผิดพลาด

สว่ นประกอบของสายวัดสญั ญาณไฟฟา้
1. หัววดั สัญญาณ ประกอบด้วย

1.1. ปลายหัววัดสัญญาณ
1.2. ปุมปรบั แกค้ วามผดิ เพีย้ นของสายวัดสญั ญาณ
1.3. สวทิ ช์ปรับคา่ การลดทอนสญั ญาณ × 1 และ × 10
2. หวั ต่อ BNC สาํ หรับตอ่ เขา้ ออสซิลโลสโคป
3. หัววัดสญั ญาณแบบตาขอ

194

4. สายกราวด์
5. ไขควงพลาสติกสําหรบั ปรบั แกค้ วามผิดเพย้ี นของสัญญาณ

1 1.2 1.3

1.1 2
3

54

ภาพท่ี 125 ส่วนประกอบของสายโพรบ
ท่ีมา (Warwick Test Supplies, 2014)

สายโพรบ ออสซิลโลสโคป

สายเคเบลิ 1M

9M

ตวั ปรับคา่ ความ
ผดิ เพี้ยนของ

โพรป

ภาพที่ 126 วงจรสมมูลของสายโพรบ

การปรับเทียบโพรบ
1. นาํ หวั วดั แบบขอเกี่ยวของโพรบไปต่อเข้ากับชอ่ ง Calibrator [19] โดยจะมตี ัวเลอื ก 2 ช่อง คือ
0.2 V และ 2 V สามารถเลอื กใชไ้ ดท้ ั้ง 2 ช่องสญั ญาณ
2. เม่ือตอ่ โพรบแล้วควรจะได้ลักษณะของรูปสัญญาณดงั ภาพท่ี 127 ก) หากรูปสัญญาณมีความ
ผดิ เพยี้ นไปตามภาพท่ี 127 ข) และ ค) ให้ปรับปุมปรบั แก้ความผิดเพี้ยนท่ีโพรบ (ดูหัวข้อ ส่วนประกอบของ
โพรบ ประกอบ) ด้วยไขควงพลาสตกิ จนกระทัง่ รปู สัญญาณมีลกั ษณะดงั ภาพที่ 127 ก) จึงจะพร้อมใชง้ าน