Ohmmeter

โอห์มมิเตอร์ (Ohmmeter) จะใช้ขดลวดเคลื่อนที่ D’Arsonval ต่อร่วมกันแหล่งจ่ายแรงดันและความต้านทาน ถ้าป้อนแรงดันคงที่ กระแสที่ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ จะมีค่าเป็นส่วนกลับของความต้านทานตัวที่ต้องการทราบค่า สเกลของมิเตอร์ที่อ่านค่ากระแสดังกล่าว จะถูกปรับเทียบให้อ่านออกมาเป็นค่าความต้านทาน

โอห์มมิเตอร์ (Ohmmeter) ความต้านทานที่นำมาต่อกับขดลวดเคลื่อนที่ จะมี 2 ส่วน คือ - ความต้านทานคงที่ - ความต้านทานปรับค่าได้ ใส่ R ที่ต้องการทราบค่า

โครงสร้างของ Ohmmeter

ประเภทของโอห์มมิเตอร์ แบ่งเป็น 3 ประเภท ได้แก่ โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม 2. โอห์มมิเตอร์แบบขนาน 3. โอห์มมิเตอร์แบบแบ่งแรงดันไฟฟ้า (โอห์มมิเตอร์แบบโพเทนชิโอมิเตอร์)

โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม R1  ตัวต้านทานจำกัดกระแส E  แหล่งจ่ายภายในมิเตอร์ (แบตเตอรี่) Rm  ตัวต้านทานขดลวด D’Arsonval Rx  ตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่า

เปิดวงจรระหว่างขั้ว X – Y (Open Circuit, ความต้านทาน = ) กระแสไหลในวงจร มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง R =

ลัดวงจรระหว่างขั้ว X – Y (Short Circuit, ความต้านทาน = 0) กระแสไหลในวงจร มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง R = 0

ต่อ Rx ระหว่างขั้ว X – Y (ความต้านทาน = 0 < Rx < ) กระแสไหลในวงจร มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง 0<Rx<

ต่อ Rx ระหว่างขั้ว X – Y (ความต้านทาน = 0 < Rx < ) และ จาก สามารถหาอัตราส่วนของกระแส I (Im)ต่อ กระแสเบี่ยงเบนเต็มสเกล Ifs (D) ได้เป็น หาค่า Rx ได้จาก

โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม ค่า D มีความสำคัญมากในการสร้างค่าความต้านทานลงบนสเกลของโอห์มมิเตอร์ ในการใช้งานปฏิบัติ จะต้องคำนึงถึงผลของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเมื่อใช้ไปนานๆ จะมีค่าลดลง ชดเชยโดย การต่อตัวต้านทานเพิ่มขึ้นอีกตัว เพื่อปรับค่าศูนย์หรือปรับเข็มชี้ค่าศูนย์ ถ้าเมื่อใดปรับเข็มให้ชี้ค่าศูนย์ไม่ได้ แสดงว่า ต้องมีการเปลี่ยนแบตเตอรี่

การปรับค่า 0 โดยต่อ R อนุกรม ปรับ Radj ให้น้อยลง แบตฯเริ่มอ่อน E  4 V

ตัวอย่างที่ 10 จากวงจรโอห์มมิเตอร์ดังรูป จงเขียนสเกลเพื่อใช้อ่านค่าความต้านทาน ที่ระดับ 0.25Ifs, 0.5Ifs, 0.75Ifs

กำหนดให้ขนาดความต้านทานปรับค่าได้ เป็น Radj หาขนาด Radj จากกรณี Rx = 0 ( D = 1 , Ifs = 1 mA) จะได้

ที่ I = 0.25 Ifs  D = 0.25

ที่ I = 0.5 Ifs  D = 0.5 ที่ I = 0.75 Ifs  D = 0.75

สเกลของโอห์มมิเตอร์ที่ได้

ตัวอย่างที่ 11 จากวงจรโอห์มมิเตอร์ในรูป ใช้แบตเตอรี่แห้ง 1.5 V (ของใหม่) จงหา 1) ขนาดของ R2 ที่ใช้ในการปรับศูนย์ (เข็มชี้เต็มสเกล) 2) ถ้าค่า Rx = 15 k เข็มจะชี้ไปที่ตำแหน่งใดของมิเตอร์ (D)

1) ขนาดของ R2 ที่ใช้ในการปรับศูนย์ (เข็มชี้เต็มสเกล) ปรับ Rx = 0  I = Ifs = จะได้

2) ถ้าค่า Rx = 15 k เข็มจะชี้ไปที่ตำแหน่งใดของมิเตอร์ (D) เข็มจะชี้ไปที่ตำแหน่งกึ่งกลางของสเกลมิเตอร์

ตัวอย่างที่ 12 จากตัวอย่างที่ 11 ถ้าใช้แบตเตอรี่จนตกลงเหลือ 1.1 V จงหา 1) ขนาดของ R2 ที่ใช้ในการปรับศูนย์ (เข็มชี้เต็มสเกล) 2) ถ้าค่า Rx = 15 k เข็มจะชี้ไปที่ตำแหน่งใดของมิเตอร์ (D) 1.1 V

1) ขนาดของ R2 ที่ใช้ในการปรับศูนย์ (เข็มชี้เต็มสเกล) ปรับ Rx = 0  I = Ifs = จะได้

2) ถ้าค่า Rx = 15 k เข็มจะชี้ไปที่ตำแหน่งใดของมิเตอร์ (D) เกิดความผิดพลาด ถ้าใช้มิเตอร์สเกลเดิม จะอ่านค่าได้

การปรับศูนย์โดยต่อความต้านทานขนานกับขดลวด กรณี กระแสในมิเตอร์

การขยายพิสัย (Range) ของโอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม สเกลของโอห์มมิเตอร์มีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้น ส่งผลให้ที่ค่าความต้านทานมากๆ เข็มจะเบี่ยงเบนน้อย อ่านยาก  เกิดความผิดพลาด ต้องปรับให้โอห์มมิเตอร์อ่านค่าได้หลายพิสัย เพื่อให้การวัดละเอียดมากขึ้น

การขยายพิสัย (Range) ของโอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม สามารถขยายพิสัยโดย เพิ่มค่าความต้านทานที่ต่ออนุกรมกับขดลวดเคลื่อนที่

ตัวอย่างที่ 13 จงปรับพิสัยของโอห์มมิเตอร์ เพื่อให้ค่ากึ่งกลางของสเกลเปลี่ยนจาก 15 เป็น 150 15k 45k 5k

เปลี่ยนพิสัยการวัดให้มากขึ้น โดยการปรับค่า R1 ที่ตำแหน่งกึ่งกลาง  D = 0.5

ปรับแล้ว 150k

ตัวอย่างที่ 14 ถ้าต่อตัวต้านทาน 15 โอห์ม เข้ากับตัวต้านทานปรับพิสัย 14 กิโลโอห์ม จงหา ค่าสเกลของมิเตอร์เมื่อเข็มเบี่ยงเบนไปกึ่งกลาง (D = 0.5) R2

R2

ค่าสเกลเมื่อเข็มเบี่ยงเบนไปตำแหน่งกึ่งกลาง  D = 0.5

โอห์มมิเตอร์อนุกรมแบบหลายย่านวัด ที่ตำแหน่ง D = 0.5 X 1 X 10 X 100

2. โอห์มมิเตอร์แบบขนาน (Shunt Ohmmeter) เมื่อ R1  ตัวต้านทานจำกัดกระแส E  แหล่งจ่ายภายในมิเตอร์ (แบตเตอรี่) Rm  ตัวต้านทานขดลวด D’Arsonval Rx  ตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่า

2. โอห์มมิเตอร์แบบขนาน (Shunt Ohmmeter) ความต้านทานที่ต้องการทราบค่า จะต่อขนานกับขดลวดเคลื่อนที่ กระแสที่ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่จะเป็นสัดส่วนกับความต้านทานที่ต้องการวัด สิ่งที่แตกต่างจากแบบอนุกรม คือ จะต้องสวิตช์เพื่อตัดแบตเตอรี่ออกจากวงจรเมื่อไม่ได้ใช้งาน !!

ลัดวงจรระหว่างขั้ว X – Y (Short Circuit, ความต้านทาน = 0) กระแสไหลในวงจร มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง R = 0

เปิดวงจรระหว่างขั้ว X – Y (Open Circuit, ความต้านทาน = ) กระแสไหลในวงจร มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง R =

ต่อ Rx ระหว่างขั้ว X – Y (ความต้านทาน = 0 < Rx < ) กระแสไหลจากแหล่งจ่าย กระแสในขดลวดเคลื่อนที่ (Im)

ต่อ Rx ระหว่างขั้ว X – Y (ความต้านทาน = 0 < Rx < ) กระแสไหลในวงจร มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง 0< Rx<

ต่อ Rx ระหว่างขั้ว X – Y (ความต้านทาน = 0 < Rx < ) จาก และ สามารถหาอัตราส่วนของกระแส Im ต่อ กระแสเบี่ยงเบนเต็มสเกล Ifs (D) ได้เป็น

เมื่อ - R ขนาน (R1 // Rm) - อัตราส่วนระหว่างกระแสในขดลวดเคลื่อนที่ ต่อ กระแสเบี่ยงเบนเต็มสเกล หาค่า Rx

ตัวอย่างที่ 15 จงออกแบบโอห์มมิเตอร์แบบขนานดังรูป โดยแบ่งสเกลเป็น 0.25D, 0.5D, 0.75D

หาขนาด R1 จากกรณี Rx = ( D = 1 , Ifs = 100 A) จะได้

ที่ I = 0.25 Ifs  D = 0.25 จาก หา Rp ได้จาก จะได้

ที่ I = 0.5 Ifs  D = 0.5 ที่ I = 0.75 Ifs  D = 0.75

สเกลของโอห์มมิเตอร์ที่ได้

โอห์มมิเตอร์แบบขนานหลายย่านวัด

3. โอห์มมิเตอร์แบบโพเทนชิโอมิเตอร์ 3. โอห์มมิเตอร์แบบโพเทนชิโอมิเตอร์ มีความต้านทานมาตรฐาน (Standard Resistor, Rs) ต่อขนานกับขดลวดเคลื่อนที่และความต้านทานแบบปรับค่าได้ แบ่งกระแส โดยที่ ค่า

ลัดวงจรระหว่างขั้ว X – Y (Short Circuit, ความต้านทาน = 0) วงจรเหมือนกับวงจรโวลต์มิเตอร์ เข็มจะเบี่ยงเบนเต็มสเกล

เปิดวงจรระหว่างขั้ว X – Y (Open Circuit, ความต้านทาน = ) กระแสไหลในวงจร เข็มไม่เบี่ยงเบน มิเตอร์จะชี้ไปที่ตำแหน่ง R =

ต่อ Rx ระหว่างขั้ว X – Y (ความต้านทาน = 0 < Rx < ) กระแสไหลในวงจร จะได้

โอห์มมิเตอร์แบบโพเทนชิโอมิเตอร์แบบหลายย่านวัด

ตัวอย่างที่ 16 จงหาตำแหน่งของเข็มชี้ เมื่อใช้วัดค่า Rx = 24 โดยตั้งย่านวัดที่ R x 1

เมื่อตั้งไปย่าน R x1 จะได้วงจรสมมูลของโอห์มมิเตอร์เป็น

หาค่า Im เมื่อ Rx = 24

จากวงจรแบ่งกระแส จะได้ กึ่งกลางสเกล