บทความที่ 3 : การวัดค่าความต้านทานกระแสตรง ( DC Resistance Measurement )

          ก่อนที่เราจะรู้จักกับเมกะโอห์มมิเตอร์และการทำ Insulation  tester นั้น  บทความนี้เราจะอธิบายถึงหลักการพื้นฐานและชนิดของโอห์มมิเตอร์แต่ละอย่างว่าเป็นอย่างไร  เพื่อให้ผู้อ่านนั้นได้เข้าใจถึงหลักการทำงานของโอห์มมิเตอร์มากขึ้น
 
          ความต้านทานไฟฟ้า  หมายถึง  คุณสมบัติหรือลักษณะเฉพาะของวัสดุในการต้านการไหลของประจุไฟฟ้าผ่านตัวมัน  หน่วยการวัดความต้านทานคือ  โอห์ม ( Ω )  ตัวต้านทานจะนำมาใช้ในวงจรที่ต้องการความต้านทานมาเพื่อจำกัดกระแสที่ไหลในวงจร  จากกฎของโอห์ม  V=IR  เมื่อจัดสมการใหม่ จะได้ R = V/I ดังนั้นค่าความต้านทานคืออัตราส่วนระหว่างแรงดันที่ตกคร่อมตัวต้านทานนั้นกับกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานนั้น

การวัดค่าความต้านทาน  ถ้าให้กระแส ( I ) ที่ไหลผ่านตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่ามีค่าคงที่  แรงดันที่ตกคร่อม (V) ตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่านั้นจะเป็นสัดส่วนกับค่าความต้านทาน (R) จากกฎของโอห์ม  I= V/R  ดังนั้นโวลต์มิเตอร์ที่ชี้ค่าแรงดันจะถูกปรับเทียบเป็นค่าความต้านทาน  ในทางกลับกัน  ถ้าให้แรงดันคงที่  กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่าคูณอยู่กับค่าความต้านทานที่ต้องการทราบค่า  จากกฎของโอห์ม V= IR = I(1/G) หรือ มีค่าเท่ากับกระแสเป็นสัดส่วนกับค่าความนำไฟฟ้า ( G ) นั่นเอง  

ประเภทและหลักการของ Ohm meter ชนิดต่างๆ  สามารถแบ่งได้เป็น  3  ประเภทคือ

• โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม
•  โอห์มมิเตอร์แบบขนาน
•  โอห์มมิเตอร์แบบโวลต์มิเตอร์

โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม

R1 = ตัวต้านทานสำหรับจำกัดกระแส ( โอห์ม )

E = แบตเตอรี่ภายใน  ( โวลต์ )

 Rm =ความต้านทานของส่วนเคลื่อนที่  ( โอห์ม ) 

Rx = ตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่า ( โอห์ม ) 

 

           โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรมเป็นโอห์มมิเตอร์ที่มีตัวต้านทานไม่ทราบค่าที่ต้องการวัดต่ออนุกรมกับขด ลวดเคลื่อนที่ (PMMC)  การเบนของเข็มมิเตอร์จะขึ้นอยู่กับขนาดของความต้านทานที่ไม่ทราบค่า  ถ้าขนาดความต้านทานไม่ทราบค่ามีค่าสูง จะทำให้กระแสไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่น้อย  ถ้าขนาดความต้านทานไม่ทราบค่ามีค่าต่ำ จะทำให้กระแสผ่านขดลวดเคลื่อนที่มาก  ผลดังกล่าวเข็มมิเตอร์จะชี้ค่าความต้านทานออกมา   การเปลี่ยนสเกลหน้า ปัดของมิเตอร์ให้เป็นสเกลของโอห์มมิเตอร์ทำได้โดย ใช้ตัวต้านทานมีค่าความต้านทานต่างๆ แทนค่าลงในสมการ คำนวณค่าออกมาเป็นกระแสในค่าต่างๆ  กำหนดค่าความต้านทาน ตาม กระแสที่คำนวณได้ ก็จะได้สเกลของโอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม   นอกจากนี้โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรมยังถูกนำไปพัฒนาต่อโดยการขยายพิสัยให้กว้างขึ้นเพื่อสามารถวัดค่าความต้านทานได้กว้างขึ้น

โอห์มมิเตอร์แบบขนาน
 

R1 = ตัวต้านทานสำหรับจำกัดกระแส ( โอห์ม )

E = แบตเตอรี่ภายใน  ( โวลต์ )

 Rm =ความต้านทานของส่วนเคลื่อนที่  ( โอห์ม ) 

Rx = ตัวต้านทานที่ต้องการทราบค่า ( โอห์ม ) 

          โอห์มมิเตอร์แบบขนานเป็นโอห์มมิเตอร์ที่วัดค่าความต้านทานค่าต่ำ ๆ ได้ดี  เพราะเป็นผลจากการต่อความต้านทานไม่ทราบ ค่าขนานกับมิเตอร์  เกิดเป็นวงจรแบ่งแรงดัน ผลการแบ่งแรงดัน จะทำให้มีแรงดันไฟตรงตกคร่อมขดลวดเคลื่อนที่ของมิเตอร์เปลี่ยนแปลง ส่งผลให้มีกระแสไหลผ่าน ขดลวด เคลื่อนที่ เปลี่ยนไป เกิดการเบนของเข็ม  เมื่อเปลี่ยนสเกลหน้าปัดให้เป็นสเกลโอห์มมิเตอร์ ก็สามารถอ่านค่าความต้านทานที่ทำการวัดได้     สเกลของโอห์มมิเตอร์แบบขนานจะตรงข้ามกับสเกลของโอห์มมิเตอร์แบบอันดับคือมี 0 Ωอยู่ทางซ้ายมือ และมี ∞ Ω อยู่ทางขวามือ  แต่โอห์มมิเตอร์ชนิดนี้ไม่นิยมใช้ ถ้าเทียบกับโอห์มมิเตอร์แบบอนุกรมจะนิยมใช้มากกว่า

โอห์มมิเตอร์แบบโวลต์มิเตอร์

         
          เป็นโอห์มมิเตอร์ที่นิยมใช้มากที่สุดเพราะสามารถวัดได้หลายพิสัย สามารถวัดค่าความต้านทานได้กว้าง ตั้งแต่ค่าต่ำไปหาค่าสูง  มีข้อดีก็คือที่พิสัยการวัดที่สูง  แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้จะไม่สูงมาก  มีโครงสร้างมาจากโอห์มมิเตอร์แบบอนุกรมโดยทำการดัดแปลงวงจรคือ เพิ่มตัวต้านทานค่าต่ำขนานกับขดลวดเคลื่อนที่ ( PMMC ) ดังนั้นสเกลของโอห์มมิเตอร์แบบนี้ จะมีสเกลเหมือนกับโอห์มมิเตอร์แบบอันดับ คือ 0 Ω จะอยู่ทางขวามือ และ ∞ Ω จะอยู่ทางซ้ายมือ

Reference

• การวัดและเครื่องวัดไฟฟ้า  รศ.ดร.เอก  ไชยสวัสดิ์
• เครื่องวัดและการวัดทางไฟฟ้า  อาภรณ์  เก่งพล ศาตราจารย์ทางวิศวกรรมไฟฟ้า  จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และ ดร.โอชามุ  นิชิโนะ  ศาตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว
• Basic  Electrical  and  Electronic  Tests and Measurement , Michael  Braccio
• http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard/forum/index.php?topic=1118.0
• http://bymeter.blogspot.com/2008/03/6-6.html
• http://thailandindustry.com/guru/view.php?id=13377&section=9
• http://www.electrotechnik.net/2009/05/insulation-resistance-measurement.html