บทนำของแอมมิเตอร์

ภาพรวม

แอมมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดกระแสในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรงในแผนภาพวงจร สัญลักษณ์ของแอมมิเตอร์คือ "วงกลม A"ค่าปัจจุบันอยู่ในหน่วยมาตรฐาน "แอมป์" หรือ "A"

แอมมิเตอร์ถูกสร้างขึ้นตามการกระทำของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กโดยแรงของสนามแม่เหล็กมีแม่เหล็กถาวรอยู่ภายในแอมมิเตอร์ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กระหว่างขั้วมีขดลวดอยู่ในสนามแม่เหล็กมีแฮร์สปริงที่ปลายขดแต่ละข้างสปริงแต่ละตัวเชื่อมต่อกับขั้วของแอมมิเตอร์เพลาหมุนเชื่อมต่อระหว่างสปริงและขดลวดที่ด้านหน้าของแอมมิเตอร์จะมีตัวชี้เมื่อมีกระแสผ่าน กระแสจะผ่านสนามแม่เหล็กไปตามสปริงและแกนหมุน และกระแสจะตัดเส้นสนามแม่เหล็ก ขดลวดจึงเบี่ยงเบนไปตามแรงของสนามแม่เหล็กซึ่งขับเคลื่อนเพลาหมุน และตัวชี้เพื่อเบี่ยงเบนเนื่องจากขนาดของแรงสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของกระแส จึงสามารถสังเกตขนาดของกระแสได้ผ่านการเบี่ยงเบนของตัวชี้สิ่งนี้เรียกว่า แอมมิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริก ซึ่งเป็นชนิดที่เรามักใช้ในห้องปฏิบัติการในช่วงมัธยมต้น ช่วงของแอมมิเตอร์ที่ใช้โดยทั่วไปคือ 0~0.6A และ 0~3A

หลักการทำงาน

แอมมิเตอร์ถูกสร้างขึ้นตามการกระทำของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กโดยแรงของสนามแม่เหล็กมีแม่เหล็กถาวรอยู่ภายในแอมมิเตอร์ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กระหว่างขั้วมีขดลวดอยู่ในสนามแม่เหล็กมีแฮร์สปริงที่ปลายขดแต่ละข้างสปริงแต่ละตัวเชื่อมต่อกับขั้วของแอมมิเตอร์เพลาหมุนเชื่อมต่อระหว่างสปริงและขดลวดที่ด้านหน้าของแอมมิเตอร์จะมีตัวชี้การโก่งตัวชี้เนื่องจากขนาดของแรงสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของกระแส จึงสามารถสังเกตขนาดของกระแสได้ผ่านการเบี่ยงเบนของตัวชี้สิ่งนี้เรียกว่า แอมมิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริก ซึ่งเป็นชนิดที่เรามักใช้ในห้องปฏิบัติการ

โดยทั่วไป กระแสของลำดับไมโครแอมป์หรือมิลลิแอมป์สามารถวัดได้โดยตรงในการวัดกระแสที่มากขึ้น แอมมิเตอร์ควรมีตัวต้านทานแบบขนาน (หรือที่เรียกว่าการแบ่ง)ส่วนใหญ่จะใช้กลไกการวัดของเครื่องวัดแมกนีโตอิเล็กทริกเมื่อค่าความต้านทานของการแบ่งคือการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าเต็มสเกล แอมมิเตอร์จะเบี่ยงเบนเต็มที่ นั่นคือ การบ่งชี้ของแอมมิเตอร์ถึงค่าสูงสุดสำหรับกระแสไม่กี่แอมป์ สามารถตั้งค่าการแบ่งพิเศษในแอมมิเตอร์ได้สำหรับกระแสที่สูงกว่าหลายแอมป์ จะใช้ตัวแบ่งภายนอกค่าความต้านทานของการปัดกระแสสูงมีค่าน้อยมากเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเพิ่มความต้านทานของตะกั่วและความต้านทานการสัมผัสกับการแบ่ง ควรทำเป็นรูปแบบสี่ขั้ว นั่นคือมีขั้วกระแสสองขั้วและขั้วแรงดันไฟฟ้าสองขั้วตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ตัวแบ่งภายนอกและมิลลิโวลต์มิเตอร์เพื่อวัดกระแสขนาดใหญ่ที่ 200A หากช่วงมาตรฐานของมิลลิโวลต์มิเตอร์ที่ใช้คือ 45mV (หรือ 75mV) ค่าความต้านทานของการแบ่งคือ 0.045/200=0.000225Ω (หรือ 0.075/200=0.000375โอห์ม)หากใช้การแบ่งแบบวงแหวน (หรือขั้นบันได) สามารถสร้างแอมมิเตอร์แบบหลายช่วงได้

Aใบสมัคร

แอมมิเตอร์ใช้สำหรับวัดค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง

1. แอมมิเตอร์ชนิดขดลวดหมุน: ติดตั้งตัวแบ่งเพื่อลดความไว ใช้ได้กับไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น แต่สามารถใช้วงจรเรียงกระแสกับไฟฟ้ากระแสสลับได้เช่นกัน

2. แอมมิเตอร์แผ่นเหล็กหมุน: เมื่อกระแสที่วัดได้ไหลผ่านขดลวดคงที่ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้น และแผ่นเหล็กอ่อนจะหมุนในสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น ซึ่งสามารถใช้ทดสอบ AC หรือ DC ซึ่งมีความทนทานมากกว่า แต่ไม่ดีเท่าแอมมิเตอร์แบบขดลวดหมุนแบบ Sensitive

3. เทอร์โมคัปเปิลแอมมิเตอร์: สามารถใช้กับ AC หรือ DC ได้ และมีตัวต้านทานอยู่ในนั้นเมื่อกระแสไหล ความร้อนของตัวต้านทานจะเพิ่มขึ้น ตัวต้านทานสัมผัสกับเทอร์โมคัปเปิล และเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกับมิเตอร์ จึงเกิดเป็นแอมมิเตอร์ชนิดเทอร์โมคัปเปิล มิเตอร์ทางอ้อมนี้ใช้เป็นหลักในการวัดกระแสสลับความถี่สูง

4. แอมมิเตอร์แบบลวดร้อน: เมื่อใช้งาน ให้หนีบปลายทั้งสองของเส้นลวด ลวดจะถูกทำให้ร้อน และส่วนขยายของมันทำให้ตัวชี้หมุนบนสเกล

การจัดหมวดหมู่

ตามลักษณะของกระแสที่วัดได้: แอมมิเตอร์ DC, แอมมิเตอร์ AC, AC และ DC มิเตอร์อเนกประสงค์;

ตามหลักการทำงาน: แอมมิเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า, แอมมิเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า, แอมมิเตอร์ไฟฟ้า;

ตามช่วงการวัด: มิลลิแอมแปร์, ไมโครแอมแปร์, แอมมิเตอร์

คู่มือการเลือก

กลไกการวัดของแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์นั้นเหมือนกัน แต่การเชื่อมต่อในวงจรการวัดนั้นแตกต่างกันดังนั้นควรสังเกตประเด็นต่อไปนี้เมื่อเลือกและใช้แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

⒈ การเลือกประเภทเมื่อค่าที่วัดได้เป็น DC ควรเลือกมิเตอร์ DC ซึ่งก็คือมิเตอร์ของกลไกการวัดระบบแมกนีโตอิเล็กทริกเมื่อ AC ที่วัดได้ ควรใส่ใจกับรูปคลื่นและความถี่ของมันหากเป็นคลื่นไซน์ สามารถแปลงเป็นค่าอื่น (เช่น ค่าสูงสุด ค่าเฉลี่ย ฯลฯ) โดยการวัดค่าที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น และสามารถใช้เครื่องวัดไฟฟ้ากระแสสลับชนิดใดก็ได้หากเป็นคลื่นที่ไม่ใช่ไซน์ควรแยกแยะสิ่งที่ต้องวัด สำหรับค่า rms สามารถเลือกเครื่องมือของระบบแม่เหล็กหรือระบบไฟฟ้าเฟอร์โรแมกเนติกได้ และค่าเฉลี่ยของเครื่องมือของระบบเรียงกระแสสามารถเลือกได้ เลือกแล้วเครื่องมือของกลไกการวัดระบบไฟฟ้ามักใช้สำหรับการวัดกระแสสลับและแรงดันที่แม่นยำ

⒉ ทางเลือกของความแม่นยำยิ่งเครื่องมือมีความเที่ยงตรงสูง ราคาก็ยิ่งแพง และการบำรุงรักษาก็ยากขึ้นนอกจากนี้ หากเงื่อนไขอื่นๆ ไม่ตรงกัน เครื่องมือที่มีระดับความแม่นยำสูงอาจไม่สามารถรับผลการวัดที่แม่นยำได้ดังนั้น ในกรณีของการเลือกเครื่องมือที่มีความแม่นยำต่ำเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการวัด อย่าเลือกเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงโดยปกติจะใช้ 0.1 และ 0.2 เมตรเป็นเมตรมาตรฐาน0.5 และ 1.0 เมตรใช้สำหรับการวัดในห้องปฏิบัติการเครื่องมือวัดที่ต่ำกว่า 1.5 โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการวัดทางวิศวกรรม

⒊ การเลือกช่วงเพื่อให้มีบทบาทอย่างเต็มที่ในด้านความแม่นยำของเครื่องมือ จำเป็นต้องเลือกขีดจำกัดของเครื่องมืออย่างสมเหตุสมผลตามขนาดของค่าที่วัดได้หากเลือกไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดในการวัดจะมีขนาดใหญ่มากโดยทั่วไป การบ่งชี้เครื่องมือที่จะวัดจะมากกว่า 1/2~2/3 ของช่วงสูงสุดของเครื่องมือ แต่จะต้องไม่เกินช่วงสูงสุด

⒋ ทางเลือกของความต้านทานภายในเมื่อเลือกมิเตอร์ ควรเลือกความต้านทานภายในของมิเตอร์ตามขนาดของอิมพีแดนซ์ที่วัดได้ มิฉะนั้นจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของความต้านทานภายในสะท้อนถึงการใช้พลังงานของตัวมิเตอร์เอง เมื่อทำการวัดกระแส ควรใช้แอมมิเตอร์ที่มีความต้านทานภายในที่เล็กที่สุดเมื่อทำการวัดแรงดันควรใช้โวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานภายในที่ใหญ่ที่สุด

Mการบำรุงรักษา

1. ปฏิบัติตามข้อกำหนดของคู่มืออย่างเคร่งครัด และจัดเก็บและใช้งานภายในช่วงอุณหภูมิ ความชื้น ฝุ่น การสั่นสะเทือน สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และสภาวะอื่นๆ ที่อนุญาต

2. ควรตรวจสอบเครื่องมือที่เก็บไว้เป็นเวลานานเป็นประจำและควรขจัดความชื้นออก

3. เครื่องมือที่ใช้เป็นเวลานานควรได้รับการตรวจสอบและแก้ไขที่จำเป็นตามข้อกำหนดการวัดทางไฟฟ้า

4. อย่าถอดแยกชิ้นส่วนและตรวจแก้จุดบกพร่องของเครื่องมือตามต้องการ มิฉะนั้นความไวและความแม่นยำจะได้รับผลกระทบ

5. สำหรับเครื่องมือที่มีแบตเตอรี่ติดตั้งอยู่ในมิเตอร์ ให้ใส่ใจกับการตรวจสอบการคายประจุของแบตเตอรี่ และเปลี่ยนให้ทันเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ล้นและการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสำหรับมิเตอร์ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานควรถอดแบตเตอรี่ในมิเตอร์ออก

เรื่องที่ต้องให้ความสนใจ

1. ตรวจสอบเนื้อหาก่อนที่จะใช้งานแอมมิเตอร์

ก.ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณปัจจุบันเชื่อมต่ออย่างดีและไม่มีปรากฏการณ์วงจรเปิด

ข.ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลำดับเฟสของสัญญาณปัจจุบันถูกต้อง

ค.ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟเป็นไปตามข้อกำหนดและเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง

ง.ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อสายสื่อสารอย่างถูกต้อง

2. ข้อควรระวังในการใช้แอมมิเตอร์

ก.ปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานและข้อกำหนดของคู่มือนี้อย่างเคร่งครัด และห้ามดำเนินการใด ๆ กับสายสัญญาณ

ข.เมื่อตั้งค่า (หรือแก้ไข) แอมมิเตอร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลที่ตั้งค่านั้นถูกต้อง เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานที่ผิดปกติของแอมมิเตอร์หรือข้อมูลการทดสอบที่ไม่ถูกต้อง

ค.เมื่ออ่านข้อมูลของแอมมิเตอร์ ควรปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานและคู่มือนี้อย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด

3. ลำดับการถอดแอมมิเตอร์

ก.ตัดการเชื่อมต่อกำลังของแอมมิเตอร์

ข.ลัดวงจรสายสัญญาณปัจจุบันก่อน แล้วจึงถอดออก

ค.ถอดสายไฟและสายสื่อสารของแอมมิเตอร์ออก

ง.ถอดอุปกรณ์ออกและจัดเก็บให้เรียบร้อย

Tการแก้ไขปัญหา

1. ปรากฏการณ์ความผิดพลาด

ปรากฏการณ์ a: การต่อวงจรถูกต้อง, ปิดกุญแจไฟฟ้า, เลื่อนชิ้นส่วนเลื่อนของรีโอสแตตแบบเลื่อนจากค่าความต้านทานสูงสุดไปยังค่าความต้านทานต่ำสุด, ตัวเลขบ่งชี้กระแสไม่เปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง, มีเพียงศูนย์ (เข็มไม่ขยับ ) หรือขยับชิ้นส่วนเลื่อนเล็กน้อยเพื่อระบุค่าชดเชยเต็ม (เข็มเบี่ยงเบนไปที่ส่วนหัวอย่างรวดเร็ว)

ปรากฏการณ์ b: การต่อวงจรถูกต้อง ปิดกุญแจไฟฟ้า ตัวชี้แอมมิเตอร์แกว่งอย่างมากระหว่างค่าศูนย์และค่าออฟเซ็ตเต็ม

2. การวิเคราะห์

กระแสไบแอสเต็มของหัวแอมมิเตอร์เป็นของระดับไมโครแอมแปร์ และขยายช่วงได้โดยการต่อตัวต้านทานแบบแบ่งขนานกระแสต่ำสุดในวงจรทดลองทั่วไปคือมิลลิแอมแปร์ ดังนั้นหากไม่มีการต้านทานการแบ่งดังกล่าว ตัวชี้มิเตอร์จะเข้าสู่ไบอัสเต็มที่

ปลายทั้งสองของตัวต้านทานแบบแบ่งถูกยึดเข้าด้วยกันโดยตัวเชื่อมบัดกรีสองตัวและปลายทั้งสองของหัวมิเตอร์โดยน็อตยึดด้านบนและด้านล่างที่ขั้วต่อและเสาขั้วต่อน็อตยึดนั้นคลายออกได้ง่าย ส่งผลให้ตัวต้านทานการแบ่งและหัวมิเตอร์แยกจากกัน ( มีปรากฏการณ์ความล้มเหลว a) หรือการสัมผัสไม่ดี ( ปรากฏการณ์ความล้มเหลว b)

สาเหตุที่หมายเลขของหัวมิเตอร์เปลี่ยนอย่างกะทันหันคือเมื่อวงจรเปิดขึ้น ชิ้นเลื่อนของวาริสเตอร์จะวางในตำแหน่งที่มีค่าความต้านทานมากที่สุด และชิ้นส่วนเลื่อนมักจะถูกย้ายไปยังกระเบื้องเคลือบฉนวน หลอดทำให้วงจรขาดดังนั้นหมายเลขบ่งชี้ปัจจุบันคือ: ศูนย์จากนั้นเลื่อนชิ้นส่วนเลื่อนเล็กน้อยและสัมผัสกับลวดความต้านทานและวงจรเปิดอยู่จริง ๆ ทำให้หมายเลขบ่งชี้ปัจจุบันเปลี่ยนเป็นไบอัสเต็มรูปแบบอย่างกะทันหัน

วิธีการกำจัดคือขันน็อตยึดให้แน่นหรือถอดฝาหลังของมิเตอร์ออก เชื่อมปลายทั้งสองด้านของตัวต้านทานการแบ่งเข้ากับปลายทั้งสองของหัวมิเตอร์ และเชื่อมเข้ากับสลักเชื่อมทั้งสองอัน