การทำงานของแคลมป์มิเตอร์และมัลติมิเตอร์ในการตรวจจับกระแสไฟฟ้า
หลักการวัดกระแสของมัลติมิเตอร์
เมื่อมัลติมิเตอร์วัดกระแส จำเป็นต้องถอดวงจรที่ทดสอบออกและต่อมัลติมิเตอร์แบบอนุกรมเพื่อวัดกระแส ผ่านวงจรตรวจจับกระแสภายในมัลติมิเตอร์ จะเห็นได้ว่า เกียร์ปัจจุบันเป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานน้อยมากภายในมัลติมิเตอร์ เมื่อกระแสไหลผ่านตัวต้านทานนี้ จะเกิดแรงดันตกคร่อมขึ้น เนื่องจากค่าความต้านทานถูกกำหนดไว้แล้ว ตราบใดที่วัดแรงดันไฟฟ้าบนตัวต้านทาน กระแสผ่านตัวต้านทานสามารถคำนวณได้ตามสูตร เนื่องจากตัวต้านทานต่ออนุกรมกันในลูป ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านจึงเป็นกระแสของลูปที่ทดสอบ .
ดังนั้น วงจรการวัดกระแสในมัลติมิเตอร์ รวมทั้งวงจรวัดกระแสจำนวนมากในเครื่องมือ จึงถูกวัดโดยการแปลงกระแสให้เป็นแรงดันโดยวิธีการแบ่งความต้านทาน จำเป็นต้องเลือกค่าความต้านทานของตัวต้านทานนี้ด้วย หากค่าความต้านทานสูงเกินไป แรงดันตกคร่อมที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสผ่านความต้านทานจะมีค่ามาก ในแง่หนึ่ง ค่าความต้านทานยิ่งมาก การใช้พลังงานที่เกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้าเดียวกันก็จะยิ่งมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ความต้านทานร้อนขึ้น ดังนั้นเมื่อพิจารณาทั้งสองประเด็น ค่าความต้านทานยิ่งน้อยยิ่งดี
อย่างไรก็ตามค่าความต้านทานไม่ควรน้อยเกินไป หากความต้านทานน้อยเกินไป แรงดันตกที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลจะน้อยลง สิ่งนี้จะมีข้อกำหนดบางประการสำหรับวงจรการวัดที่ตามมา เนื่องจากต้องขยายแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำเกินไปก่อนที่วงจรจะตรวจจับได้
ข้อเสียของมัลติมิเตอร์วัดกระแส
จะเห็นได้จากวิธีการและหลักการของมัลติมิเตอร์ในการตรวจจับกระแสที่มัลติมิเตอร์จำเป็นต้องต่ออนุกรมในวงจรที่ทดสอบเมื่อวัดกระแส ซึ่งไม่เหมาะสมในบางวงจรที่ไม่สามารถปิดและวัดได้ อีกจุดหนึ่งคือช่วงการวัดกระแสมัลติมิเตอร์ โดยปกติแล้ว ช่วงการวัดสูงสุดของกระแสมัลติมิเตอร์โดยทั่วไปคือ 10A หรือ 20A และเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวต้านทานตรวจจับกระแสภายในร้อน มัลติมิเตอร์ไม่ได้รับอนุญาตให้วัดกระแสขนาดใหญ่สำหรับ เวลานาน. สำหรับการวัดกระแสขนาดใหญ่นั้น ไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับมัลติมิเตอร์ทั่วไปที่จะทำได้
หลักการของแคลมป์มิเตอร์วัดกระแส
หลักการทำงานของแคลมป์มิเตอร์เพื่อวัดกระแสโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับของปากกาสากลเพื่อวัดกระแส ข้อแตกต่างคือแคลมป์มิเตอร์ไม่ตรวจจับแรงดันบนตัวต้านทานแบบแบ่งโดยตรง แต่ใช้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า หม้อแปลงเป็นแอพพลิเคชั่นของหม้อแปลงซึ่งสามารถเปลี่ยนกระแสได้ตามอัตราส่วนที่กำหนด หลังจากเชื่อมต่อหม้อแปลงกระแสเข้ากับโหลดแล้ว หม้อแปลงกระแสหลักจะเท่ากับหนึ่งรอบ และหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสำรองคือจำนวนรอบภายในแคลมป์มิเตอร์ ด้วยวิธีนี้ กระแสจะลดลงตามอัตราส่วนที่กำหนด ดังนั้นหม้อแปลงกระแสจึงเทียบเท่ากับหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพ วงจรภายในแคลมป์มิเตอร์สามารถคำนวณกระแสที่วัดได้โดยการตรวจจับแรงดันที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลง
ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับมัลติมิเตอร์ แคลมป์มิเตอร์ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนวงจรเมื่อวัดกระแส และสามารถวัดกระแสที่มากขึ้น เช่น กระแสของโหลดอุปนัย เช่น มอเตอร์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากใช้หม้อแปลงกระแสภายในแคลมป์มิเตอร์ ตามหลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า กระแสตรงจึงไม่สามารถผ่านได้ แล้วแคลมป์มิเตอร์วัดกระแสไฟ DC ไม่ได้จริงหรือ? อันที่จริง แคลมป์มิเตอร์สามารถวัดกระแสไฟตรงได้ แต่ไม่ใช้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า
แคลมป์มิเตอร์วัดกระแสไฟตรงหลักการ
เนื่องจาก DC ไม่สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กได้ แคลมป์มิเตอร์จึงไม่สามารถวัดกระแส DC ได้หากใช้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า หม้อแปลงใช้สำหรับวัดกระแสไฟ AC ซึ่งเรียกว่าหม้อแปลงแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่แคลมป์มิเตอร์สำหรับวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงใช้เซ็นเซอร์อื่น - เซ็นเซอร์ฮอลล์
หลักการของการใช้เซ็นเซอร์ Hall เพื่อวัดกระแส DC คือ: เมื่อกระแสไหลผ่านเส้นลวด จะเกิดสนามแม่เหล็ก (คล้ายกับแม่เหล็กไฟฟ้า) และสนามแม่เหล็กนี้จะแปรผันตามขนาดของกระแส หลังจากที่คาลิปเปอร์ของแคลมป์มิเตอร์รวบรวมสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยเส้นลวดแล้ว จะถูกตรวจพบโดยองค์ประกอบ Hall ที่อยู่ในคาลิปเปอร์ องค์ประกอบ Hall เป็นองค์ประกอบที่ไวต่อแม่เหล็ก ซึ่งจะแปลงสนามแม่เหล็กเป็นเอาต์พุตสัญญาณแรงดันไฟฟ้า และสัญญาณแรงดันไฟฟ้าจะถูกขยายโดยวงจร หลังจากการประมวลผล กระแสโหลดสามารถแสดงได้ แคลมป์มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าหลายรุ่นเป็นแบบอเนกประสงค์ทั้งแบบ AC และ DC และภายในยังมีตัวแปลงแม่เหล็กไฟฟ้าและเซ็นเซอร์ Hall เพื่อตรวจจับกระแส AC และ DC ตามลำดับ
ความแตกต่างระหว่างแคลมป์มิเตอร์และมัลติมิเตอร์
หน้าที่หลักของแคลมป์มิเตอร์คือการตรวจจับกระแสไฟฟ้า เมื่อเทียบกับมัลติมิเตอร์ แคลมป์มิเตอร์จะสะดวกกว่าในการตรวจจับกระแสไฟฟ้า และช่วงการวัดจะกว้างกว่ามัลติมิเตอร์มาก แต่มีจุดหนึ่ง แคลมป์มิเตอร์ไม่สามารถแสดงตามปกติเมื่อวัดกระแสขนาดเล็ก (เช่น กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กหลายร้อยมิลลิแอมป์) และความแม่นยำในการวัดนั้นไม่ดีเท่าของมัลติมิเตอร์
ข้อแตกต่างประการที่สองคือ เนื่องจากหน้าที่หลักของแคลมป์มิเตอร์คือการตรวจจับกระแสไฟฟ้า จึงทำงานได้ไม่ดีเท่ากับมัลติมิเตอร์ในฟังก์ชันอื่นๆ แม้ว่าในปัจจุบันแคลมป์มิเตอร์หลายตัวจะรวมฟังก์ชันต่างๆ ของมัลติมิเตอร์เข้าด้วยกัน เช่น การวัดแรงดัน การวัดความต้านทาน การวัดความถี่ การวัดอุณหภูมิ ฯลฯ โดยทั่วไปแล้ว ฟังก์ชันเหล่านี้นอกเหนือจากการวัดกระแสจะเทียบไม่ได้กับมัลติมิเตอร์ และโดยทั่วไปแล้วความแม่นยำของเครื่องมือวัดเหล่านี้แย่กว่าของมัลติมิเตอร์
