หลักการวัดช่วงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในมัลติมิเตอร์

หลักการวัดช่วงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในมัลติมิเตอร์

VD1 และ VD2 ในวงจรเป็นไดโอดเรียงกระแสภายในมิเตอร์ เนื่องจากมิเตอร์สามารถไหลได้เฉพาะกระแส DC เท่านั้น เมื่อวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสไฟ AC จึงต้องแปลงเป็นกระแส DC ซึ่งทำได้โดยวงจรเรียงกระแสที่ประกอบด้วยไดโอดสองตัว C1 คือ ตัวเก็บประจุบล็อค DC ภายในมิเตอร์ ซึ่งจะป้องกันกระแส DC จากวงจรภายนอกไม่ให้ไหลผ่านมิเตอร์ เพื่อป้องกันกระแส DC จากวงจรภายนอกส่งผลต่อผลการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ Us คือแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จะวัดในวงจรภายนอก

แผนภาพวงจรสำหรับการวัดช่วงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของมัลติมิเตอร์

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรภายนอกถูกจ่ายให้กับวงจรเรียงกระแสผ่าน C1 โดยแปลงกระแสไฟ AC (สร้างโดยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ) ให้เป็นกระแสไฟ DC มิเตอร์วัดกระแส DC นี้จะทำให้ตัวชี้เบี่ยงเบน เฉพาะค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น

หลักการวัดระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับต้องอธิบายประเด็นต่อไปนี้
1. เมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ การเชื่อมต่อแท่งมิเตอร์สีแดงและสีดำขนานกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ในวงจรภายนอกนั้นสะดวกมากในการใช้งาน

2. แม้ว่าจะทำการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ แต่วงจรเรียงกระแสภายในมิเตอร์จะแสดงกระแสไฟตรงที่ไหลผ่านหัวมิเตอร์

3. เมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ แบตเตอรี่ภายในมิเตอร์จะไม่ได้รับพลังงาน และกระแสที่ทำให้ตัวชี้เบี่ยงเบนนั้นมาจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรที่ทดสอบ เนื่องจากตัวต้านทานลดแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ภายในมิเตอร์ (ไม่แสดงในรูป) การวัดจึงมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ทดสอบ

4. เมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าในวงจรที่ทดสอบ ไม่มีกระแสไหลผ่านหัวมิเตอร์ ตัวชี้ไม่สามารถเบี่ยงเบน และแรงดันไฟฟ้า

ข้อบ่งชี้เป็นศูนย์ ในช่วงเดียวกัน ยิ่งแรงดันไฟฟ้าในวงจรภายนอกสูงขึ้น กระแส DC ที่ไหลผ่านมิเตอร์ก็จะยิ่งมากขึ้นหลังจากการแก้ไข มุมโก่งของตัวชี้ก็จะยิ่งมากขึ้น และค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุก็จะยิ่งสูงขึ้น

5. เนื่องจากไม่ได้ใช้แบตเตอรี่ภายในมิเตอร์สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ภายในมิเตอร์จึงไม่ส่งผลต่อการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

6. เมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ควรมีแหล่งพลังงานในวงจรภายนอก ดังนั้นควรจ่ายไฟให้กับวงจรภายนอกในระหว่างการวัดด้วย

7. เนื่องจากทิศทางของกระแสไฟ AC ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ช่วงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของมัลติมิเตอร์ตัวชี้จึงใช้เพื่อวัดไฟ AC 50Hz เท่านั้น แอมพลิจูดครึ่งรอบบวกและลบของไฟ AC นี้มีความสมมาตร ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ส่งเข้ามิเตอร์จะต้องผ่านวงจรเรียงกระแสเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกำหนดทิศทางของกระแสที่ไหลผ่านหัวมิเตอร์ ด้วยวิธีนี้ เมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ แท่งมิเตอร์สีแดงและสีดำจะไม่มีขั้วและสามารถใช้สลับกันได้ ต่างจากเมื่อวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสไฟฟ้ากระแสตรง

8. แป้นหมุนตัวบ่งชี้ระดับแรงดันไฟฟ้า AC ของมัลติมิเตอร์ชนิดตัวชี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับไฟ AC คลื่นไซน์ 50Hz ดังนั้นเมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าคลื่นไซน์ที่ไม่ใช่ 50Hz หรือแรงดันไฟฟ้าคลื่นไซน์ความถี่อื่น ๆ หากแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ไม่ถูกต้องก็สามารถวัดได้ด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล

9. สเกลบ่งชี้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับคำนวณตามค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้าคลื่นไซน์