หลักการทำงานสำหรับการวัดกระแสตรง (DC) และแรงดันไฟ DC โดยใช้มัลติมิเตอร์
มัลติมิเตอร์เป็นเครื่องมือทดสอบทางไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไป และมีเคล็ดลับมากมายในการใช้มัลติมิเตอร์ วันนี้บรรณาธิการจะมาวิเคราะห์หลักการทำงานของการใช้มัลติมิเตอร์ในการวัดกระแส DC และแรงดันไฟ DC
1. ก่อนอื่น มาดูหลักการทำงานของวงจรวัดกระแส DC กันก่อน:
ส่วนประกอบหลักของมัลติมิเตอร์แบบพอยน์เตอร์คือแอมมิเตอร์แบบแมกนีโต หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าหัวมิเตอร์ แต่มิเตอร์สามารถวัดกระแสที่น้อยกว่าความไวเท่านั้น เพื่อที่จะขยายช่วงของกระแสที่วัดได้ จำเป็นต้องเพิ่มตัวต้านทานแบบแบ่งเข้าไป เพื่อให้กระแสที่ไหลผ่านมิเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของกระแสที่วัดได้ ซึ่งจะเป็นการขยายช่วง เพื่อให้ได้ความแม่นยำในระดับหนึ่งเมื่อวัดกระแสที่มีขนาดต่างกัน แอมป์มิเตอร์จึงได้รับการออกแบบให้มีหลายช่วง
ที่ใช้กันมากที่สุดคือวงจรสับเปลี่ยนประเภทแทปวงจรปิด- ดังที่แสดงในแผนภาพ ในรูป R1 ถึง R5 เรียกรวมกันว่า RS ตัวต้านทานแบ่งรวมทั้งหมด ในผลิตภัณฑ์จริง เพื่อความสะดวกในการปรับแต่งและการผลิตเป็นชุด ตัวต้านทานแบบแบ่งรวม RS ส่วนใหญ่จะใช้ค่าความต้านทานจำนวนเต็มที่มากกว่าในหน่วยกิโลโอห์ม และตัวต้านทานขดลวดแบบแปรผัน R0 จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับหัวมิเตอร์ เมื่อพารามิเตอร์ของหัวมิเตอร์เปลี่ยนแปลง ก็ยังสามารถชดเชยและปรับได้อย่างง่ายดาย
2. หลักการทำงานของวงจรวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
ตามกฎของโอห์ม U=IR แอมมิเตอร์ที่มีความไว I และความต้านทานภายใน R ในตัวมันเองก็คือโวลต์มิเตอร์ที่มีช่วง U ตัวอย่างเช่น แอมมิเตอร์ 100 μA ที่มีความต้านทานภายใน 1.5K Ω สามารถวัดช่วงแรงดันไฟฟ้า 0.15V ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่สามารถใช้งานได้จริง อย่างไรก็ตาม เราสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบอนุกรมเข้ากับตัวต้านทานเพื่อขยายช่วงได้
หากเชื่อมต่อตัวต้านทาน 8.5 K Ω แบบอนุกรม ช่วงสามารถขยายได้ถึง 1V และความต้านทานภายในของโวลต์มิเตอร์คือ 10K Ω สิ่งนี้นำไปสู่แนวคิดเรื่องความไวของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง สำหรับตัวอย่างนี้ โวลต์มิเตอร์นี้ต้องใช้ความต้านทานภายใน 10K Ω เพื่อวัดแต่ละโวลต์ของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งก็คือ 10K Ω/V ด้วยแนวคิดเรื่องความไวต่อแรงดันไฟฟ้า ทำให้ง่ายต่อการคำนวณความต้านทานภายในของโวลต์มิเตอร์แต่ละระดับ
ในเวลาเดียวกัน ยิ่งความไวของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูง กระแสไฟฟ้าที่วัดได้เมื่อวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงก็จะยิ่งน้อยลง และผลการวัดก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น วงจรวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะแสดงในแผนภาพ RS ในรูปคือตัวต้านทานแบบแบ่งสำหรับช่วงกระแส DC และ R6 ถึง R10 คือตัวต้านทานลดแรงดันไฟฟ้าสำหรับช่วงการวัดแรงดันไฟฟ้าแต่ละช่วง
