มัลติมิเตอร์

 

 

มัลติมิเตอร์แบบเข็ม (analog multimeter, AMM) เป็นเครื่องมือวัดปริมาณทางไฟฟ้าหลายประเภทรวมอยู่ในเครื่องเดียวกัน โดยทั่วไปแล้วมัลติมิเตอร์จะสามารถใช้วัดปริมาณต่อไปนี้
-  ความต่างศักย์กระแสตรง (DC voltage)
-  ความต่างศักย์กระแสสลับ (AC voltage)
-  ปริมาณกระแสตรง (DC current)
-  ความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance)
อย่างไรก็ตามมัลติมิเตอร์บางแบบสามารถใช้วัดปริมาณอื่น ๆ ได้อีก เช่น กำลังออกของสัญญาณความถี่เสียง (AF output) การขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์ (DC current amplification, hFE) กระแสรั่วของทรานซิสเตอร์ (leakage current, lCEO) ความจุทางไฟฟ้า (capacitance) ฯลฯ
มัลติมิเตอร์แบบเข็ม มีลักษณะดังภาพข้างล่าง
มัลติมิเตอร์แบบเข็ม

ส่วนประกอบสำคัญของมัลติมิเตอร์แบบเข็ม
ส่วนประกอบสำคัญของมัลติมิเตอร์แบบเข็มข้างต้น (ซึ่งแสดงหมายเลขกำกับไว้แล้วยกเว้นหมายเลข 9 และ 10) ได้แก่
1.   ที่ปรับการชี้ศูนย์ (indicator zero corrector): ใช้สำหรับการปรับให้เข็มชี้ศูนย์ขณะยังไม่ได้ใช้ทำการวัด
2.   สวิตช์เลือกปริมาณที่จะวัดและระดับขนาด (range selector switch knob) : เป็นสวิตช์ที่ผู้ใช้จะต้องบิดเลือกว่าจะใช้เครื่องวัดปริมาณใด ซึ่งมีทั้งหมด 4 ปริมาณแต่ละปริมาณมีช่วงการวัดให้เลือก ดังนี้
ACV : 0-10V, 0-50 V, 0-250 V และ 0-1000 V (รวม 4 ช่วงการวัด)
DCV : 0-0.1 V, 0-0.5 V, 0-2.5 V, 0-10 V, 0-50 V, 0-250 V และ 0-1000 V (รวม 7 ช่วงการวัด)
DCA :0-50A,0-2.5 mA,0-25mA,และ0-0.25 A (รวม 4 ช่วงการวัด)
Resistance () :  x 1  (อ่านได้ 0-2k)
  x 10  (อ่านได้ 0-20k)
  x 1k  (อ่านได้ 0-2000k หรือ 2 M)
  x 10k  (อ่านได้ 0-20 M)( รวม 4 ช่วงการวัด)
3.   ช่องเสียบสายวัดขั้วบวก (measuring terminal +)
4.   ช่องเสียบสายวัดขั้วลบ (measuring terminal -COM)
5.   ช่องเสียบสายวัดขั้วบวกกรณีวัดกำลังออกของสัญญาณความถี่เสียง (output terminal)
6.   ปุ่มปรับแก้ศูนย์โอห์ม (0  adjust knob) : ใช้เพื่อปรับให้เข็มชี้ศูนย์โอห์มเมื่อนำปลายวัดทั้งคู่มาแตะกันก่อนทำการวัดค่าความต้านทานในแต่ละช่วงการวัด
7.   แผงหน้าปัด (panel)
8.   เข็มชี้ (indicator pointer)
9.   สายวัด (test lead) : ประกอบด้วยสาย 2 เส้น สีแดงสำหรับขั้วบวกและสีดำสำหรับขั้วลบ
10.   สเกลการวัด (reading scales) : ประกอบด้วย 7 สเกลการวัดเรียงลำดับจากบนสุดลงล่างดังนี้ (ดูจากเครื่องวัดประกอบด้วย)


สเกลการวัด
1.   สเกลวัดความต้านทาน () ด้านล่างของสเกลนี้มีกระจกเงาเพื่อช่วยแก้ความคลาดเคลื่อนในการอ่านเนื่องจากแพรัลแลกซ์
2.   สเกลวัดความต่างศักย์กระแสตรง (DCV) และปริมาณกระแสตรง (DCA) มีสีดำ
3.   สเกลวัดความต่างศักย์กระแสสลับ (ACV) มีสีแดง
4.   สเกลวัดการขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์ (hFE) มีสีน้ำเงิน
5.   สเกลวัดกระแสรั่วของทรานซิสเตอร์ (LEAK, ICEO, Ll) มีสีน้ำเงิน
6.   สเกลวัดความต่างศักย์ระหว่างปลายขณะวัดความต้านทาน (LV) มีสีน้ำเงิน
7.   สเกลวัดกำลังออกของสัญญาณความถี่เสียง (dB) มีสีแดง

ความไว (sensitivity) ของเครื่องวัดนี้ระบุไว้ที่ตอนล่างด้านซ้ายของสเกลการวัด เพื่อบ่งให้ทราบค่ากระแสที่ผ่านเครื่องวัดสำหรับการอ่านค่าสเกลการวัดหนึ่ง ๆ โดยบอกในรูปโอห์มต่อโวลต์ (ohm per volt) โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวัดที่มีความไวสูง จะมีค่าโอห์มต่อโวลต์สูง
DC 20 k/V หมายความว่า ขณะใช้การที่วัดที่สเกล DCV เมื่ออ่านค่าได้ 1 VDC ความต้านทานภายในเครื่องวัดจะเป็น 20 kดังนั้นกระแสที่ผ่านเครื่องวัดขณะนี้จะเป็น

AC 8 k/V หมายความว่า ขณะใช้การวัดที่สเกล ACV เมื่ออ่านค่าการวัดได้ 1 VAC ความต้านทานภายในเครื่องวัดจะเป็น 8 k ดังนั้นกระแสที่ผ่านเครื่องวัดขณะนี้จะเป็น

การอ่านผลการวัดจากสเกลเครื่องวัด
ก่อนทำการอ่านผลการวัดจะต้องทราบก่อนว่า ค่าที่อ่านได้จากสเกลเครื่องวัดนี้ มีความเชื่อถือได้มากน้อยเท่าใด นั่นคือต้องทราบความแม่น (accuracy) ของเครื่องวัดด้วย ซึ่งปกติจะมีระบุไว้ในคู่มือของเครื่องวัดนั้นๆ สำหรับเครื่องวัดที่จะได้ศึกษามีรายละเอียดดังตารางข้างล่าง
Measurement Measurement ranges Allowance Remarks 
DC
Voltage
(DCV) 		 0-0.1 V -0.5 V -2.5 V -10 V -50 V -250 V 
1000 V-(25kV)
25 kV with HV probe extra		 3%fs
except
25 kV		 Imput impedance
20 k/V
AC
Voltage
(ACV)		 0-10 V -50 V -250 V -1000 V
30 Hz ~ 50 kHz  1 dB ( 50 V or less )
50 Hz ~ 20 kHz3% ( 50 V or less )		 4% fs  Input impedance
9k/V
DC
Current
(DCA)		 0-50 A -2.5 mA 25 mA 0.25 A

50 A at 0.1 VDC position 

 3% fs  Voltage drop
250 mV (100 mV
for 50 A)
Resistance
()

 Range X 1 - X 10 - X 1k -X 10k
Minimum 0.2 - 2 - 200 - 200 k ()
Midscale 20 - 200 - 20 k - 200 k ()
Maximum 2k - 20k - 2M - 20M )		 3% of are  Internal batteries
UM -3 x 2
006 P x 1
AF
Output
(dB)		 -10 dB ~ +22 dB (for 10 VAC) ~ +62 dB
0 dB/0.775 V (1 mW through 600 )

 4% fs 9 k /V for
OUTPUT
Terminal


ในช่องที่ 3 ในแนวตั้ง จะบอกถึงความแม่นของแต่ละสเกลการวัด เช่น สเกล DCV มีความแม่น 3% fs (fs ย่อมาจาก full scale) หมายถึง ขณะหมุนปุ่มเลือกไปที่ 0-10V ถ้าเข็มชี้เต็มสเกลคือ ชี้ที่ 10 V ค่าที่อ่านได้จะเป็น 10 V3% ซึ่งมีค่าเท่ากับ 100.3V ดังนั้นเราจึงสามารถประมาณได้ว่าค่าที่อ่านได้จากช่วงสเกล 0-10V นี้ จะมีความแม่นอยู่ในขอบเขต 0.3V
สำหรับความเที่ยง (precision) พิจารณาได้จากการแบ่งขีดสเกลเล็กที่สุด จะเห็นว่าสำหรับสเกล DCV ช่องสเกลเล็กสุดเท่ากับ 2 mV ดังนั้นเราจะประมาณค่าระหว่างช่องเล็กสุดได้อีกหนึ่งตำแหน่งทศนิยม นั่นคือ ความเที่ยงจะเป็น 0.1 mV สำหรับ DCV ส่วนสเกล ACV ช่องสเกลเล็กที่สุดเท่ากับ 200 mV ดังนั้นเราจะประมาณค่าระหว่างช่องเล็กสุดได้อีกตำแหน่งหนึ่งของหลักนั่นคือ ความเที่ยงจะเป็น 10 mV สำหรับ ACV
ในกรณีที่เราสามารถทราบค่าทั้งความเที่ยงและความแม่นของค่าที่วัดได้ ควรใช้เฉพาะค่าความแม่นเท่านั้น เพราะจะแสดงถึงขอบเขตความผิดพลาดเมื่อเทียบกับปริมาณมาตรฐาน

การเตรียมก่อนทำการวัด
การปรับแก้การชี้ศูนย์ของเข็มชี้ ให้ดำเนินการดังนี้
-  วางเครื่องวัดบนพื้นโต๊ะให้อยู่ในแนวราบ (เพื่อให้แกนการหมุนของเข็มชี้อยู่ในแนวดิ่ง)
-  ยังไม่ต้องต่อสายเสียบใดๆ กับเครื่องวัด
-  ก้มดูที่เข็มชี้ว่าอยู่ในแนวทับกับขีดศูนย์ (ทางด้านซ้ายสุดของสเกล DCV,A) หรือไม่ ให้สังเกตภาพเสมือนของเข็มชี้ในกระจกเงาเหนือสเกล DCV,A ด้วยว่า เข็มชี้ซ้อนทับบนภาพเสมือนของเข็มชี้หรือไม่
-  ถ้าเข็มชี้ตรงขีดศูนย์พอดี เครื่องวัดพร้อมที่จะใช้งานได้
-  แต่ถ้าเข็มชี้ไม่ตรงขีดศูนย์ จะต้องใช้ไขควงปลายแบนหมุนปรับที่ปรับการชี้ศูนย์

ข้อควรระวังในการวัด
1.   เมื่อการวัดเกี่ยวข้องกับความต่างศักย์สูง (ตั้งแต่ 50 V ขึ้นไป) อย่าให้นิ้วมือหรือส่วนใดของร่างกายสัมผัสส่วนที่เป็นโลหะของปลายวัด เพราะอาจเป็นอันตรายได้
2.   ก่อนวัดปริมาณใด ต้องแน่ใจว่า ได้หมุนสวิตช์เลือกปริมาณที่จะวัดตรงตามปริมาณที่จะวัดแล้ว มิฉะนั้นแล้วเครื่องวัดอาจชำรุดเสียหาย
3.   ต้องแน่ใจว่าหมุนสวิตช์เลือกช่วงการวัดให้อยู่ในช่วงที่สูงมากกว่าปริมาณที่จะวัด เช่น จะวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วแบตเตอรี่ 12V ก็ต้องตั้งปุ่มเลือกช่วงการวัดไว้ที่ DCV ช่วง 0-50V ถ้าไม่ทราบขนาดโดยประมาณของปริมาณที่จะวัด ให้ตั้งเลือกช่วงการวัดให้สูงที่สุดก่อน (เช่น ตั้งที่ 0-1000V) แล้วค่อยลดระดับช่วงการวัดต่ำลงมาทีละช่วง
4.   ถ้าในการวัด DCV หรือ DCA เข็มชี้ไม่เบนไปทางขวาแต่พยายามเบนมาทางซ้าย แสดงว่ากระแสผ่านเครื่องวัดในทิศทางไม่ถูกต้อง ให้สลับขั้วปลายวัด
5.   ถ้าเข็มชี้ไม่ขยับจากการชี้ศูนย์หรือเบนออกมาเพียงเล็กน้อย แสดงว่ากระแสผ่านเครื่องวัดน้อยเกินไป ให้ปรับลดช่วงการวัดต่ำลงกว่าเดิมทีละขั้น จนกระทั่งเข็มชี้อยู่ประมาณกลางสเกล