DC Ammeter

ดซแอมมเตอร หรอดซมลลแอมมเตอร คอมเตอรวดกระแสไฟตรง ( DC CURRENT ) จดอยในหมวด

เครองวดแบบชคา ( Indicating Instrument ) คอเครองวดทจะแสดงคาในขณะทวดเทานน โดยดซแอมมเตอร หรอดซ

มลลแอมมเตอร จะท าการวดกระแสไฟตรงเพอจะทราบจ านวนกระแสทไหลผานวงจรวามคาเทาไหรนนเอง

หลกการท างาน

ไฟฟากระแสตรงมรปคลน ( Waveform ) ทมขนาดและทศทางการไหลของกระแสคงทไมเปลยนแปลงตาม

เวลา เครองวดกระแสตรงจะใชสวนเคลอนท ( Meter Movement ) แบบแมเหลกถาวรเคลอนท ( PMMC ) ซง

ประกอบดวยขดลวดขนาดเลกพนอยบนกรอบอะลมเนยมยดตดอยกบแกนหมนและวางอยระหวางขวแมเหลกถาวร

สองขวในแนวตงฉาก โดยมเขมช ( Pointer ) ตดอยกบขดลวดดงรปท 1

เมอกระแสไฟฟาทตองการวดไหลผานขดลวด กระแสไฟฟาดงกลาวจะท าปฏกรยากบสนามแมเหลก จาก

แมเหลกถาวรเกดเปนทอรกบนขดลวดมคาเทากบทอรกตานของสปรงควบคม ต าแหนงทเขมชหยดนงบนสเกลจะถก

ปรบเทยบใหเปนสดสวนกบปรมาณกระแสทไหลในขดลวด และเมอกระแสในขดลวดหยดไหลทอรกจากสปรง

ควบคมจะหมนขดลวดและเขมชกลบไปอยในต าแหนงเรมตน

ขดลวดของสวนเคลอนทแบบ PMMC นนจะมขนาดเลกมากเพอใหมน าหนกเบา มความไวสง ใชพลงงานใน

การท างานนอย และลดความฝดของสวนเคลอนท จงท าใหสวนเคลอนทแบบ PMMC มคากระแสสงสด ( Full Scale

Current, IFS ) ต า โดยทวไปมคาประมาณ 1 mA

แอมมเตอรกระแสตรง

แอมมเตอรกระแสตรง หรอ ดซแอมมเตอร หรอดซมลลแอมมเตอรนน เปนการเอาสวนเคลอนทแบบ PMMC

มาใชในการวดกระแสในวงจรโดยตอสายวด ( Test Leads ) เขากบขวตอของสวนเคลอนท โดยขวตอดงกลาวจะมทศ

การไหลของกระแสก าหนดไว เชน ขวทกระแสไหลเขาก าหนดใหเปนขวบวก หรอสแดง ขวทกระแสไหลออก

ก าหนดใหเปนขวลบ หรอสด าเปนตน

ตามทกลาวไวขางตนวา สวนเคลอนทแบบ PMMC มคา IFS ต า การทจะน าไปวดกระแสในวงจรไฟฟาจงตองม

การขยายพสยการวด โดยการตอความตานทานชนท ( Shunt Resistor, Rsh ) ขนานกบสวนเคลอนทดงรปท 2 เพอแบง

กระแสสวนใหญใหไหลผานชนท, Rsh จ ากดกระแสสวนทไหลผานสวนเคลอนทไมใหเกนคา IFS และเปนสดสวนกบ

กระแสทตองการวด

หรอ

รปท 1 สวนเคลอนทแบบ PMMC

รปท 2 วงจรแอมมเตอรพนฐาน

การขยายพสยการวด

เมอตองการน าเอาแอมมเตอรไปวดคากระแสทสงเกนคากระแสสงสดของสเกลสามารถท าไดโดยการใชความ

ตานทานมาตอขนาน เพอแบงกระแสสวนทมากกวาคากระแสสงสดสเกลไป ตวตานทานทน ามาตอนจะถกเรยกวา

ความตานทานชนท ( Rsh )

I หรอ IT คอ กระแสทตองการวด ( แอมแปร ) ( A )

IFS หรอ Im คอ กระแสสงสดทไหลผานสวนเคลอนท ( แอมแปร ) ( A )

ISh คอ กระแสทไหลผานชนท ( แอมแปร ) ( A )

Rsh คอ ความตานทานของชนท ( โอหม ) ( Ω )

Rm คอ ความตานทานของสวนเคลอนท ( โอหม ) ( Ω )

จากรปท 2 จะเหนไดวาสวนเคลอนทตอขนานอยกบชนท ดงนนแรงดนทตกครอมสวนเคลอนทและชนทจะม

คาเทากน

( 1 )

( 2 )

( 3 )

ก าหนดให Mutiplaying Power ( m)

ป )

ตวอยางท 1 จงค านวณหาคาความตานทานทตองน ามาตอขนาน เพอขยายพสยการวดของสวนเคลอนทแบบ PMMC ท

มคา IFS = 1 mA และความตานทาน 500 Ω ใหสามารถวดกระแสสงสด 100 mA

วธท า

แอมมเตอรทมหลายพสย ( Multi – range Ammeter )

การวดกระแสในแตละสวนของวงจรไฟฟาอาจมกระแสหลายระดบ เพอความสะดวกในการใชงานแอมมเตอร

สวนมากจงออกแบบมาใหสามารถวดกระแสสงสดไดหลายคา ดงรปท 3 ผใชงานสามารถเลอกพสยทเหมาะสมกบ

ระดบกระแสในวงจรไดโดยการปรบสวตซเลอก ในแตละต าแหนงของสวตซตออยกบชนททเหมาะสมกบพสยนนๆ

โดยการตอชนทสามารถแบงไดเปน

1) Individual Shunt เปนการตอชนทดงรปท 3 โดยมชนท 4 ชด คอ Rsh1 , Rsh2 , Rsh3 และ Rsh4 ซงท าให

แอมมเตอรมพสยการวด I1 , I2 , I3 และ I4 ตามล าดบ คา Rsh1 - Rsh4 สามารถค านวณไดโดยใชสมการท ( 2 ) และ ( 3 )

2) Universal Shunt หรอ Ayrton Shunt เปนการตอชนทดงรปท 4 โดยแอมมเตอรนมพสยการวด 3 คาคอ I1 , I2

และ I3

การตอชนทแบบ Individual Shunt สามารถค านวณหาคาความตานทานของชนทไดงาย แตเมอพจารณาใน

ขณะทสวตซเลอกพสยก าลงเปลยนต าแหนง จะพบวาไมมชนทตวใดตอขนานอยกบสวนเคลอนทเลย ท าใหกระแส

ทงหมดไหลผานสวนเคลอนท ซงอาจเปนผลใหสวนเคลอนทเสยหายได ปญหาดงกลาวนสามารถแกไขไดโดยใชการ

ตอชนทแบบ Universal Shunt

รปท 3 Individual Shunt

รปท 4 Universal Shunt

การค านวณหาคาความตานทานของชนทเมอตอแบบ Universal Shunt ท าไดดงน

เมอสวตซอยในต าแหนงท 1

หรอ

เมอสวตชอยต าแหนงท 2

หรอ

เมอสวตชอยต าแหนงท 3

หรอ

ตวอยางท 2 จงค านวณหาคาความตานทานทตองน ามาตอขนานแบบ Universal Shunt เพอขยายพสยการวดของสวน

เคลอนทแบบ PMMC ทมคา IFS = 1 mA และความตานทาน 50 Ω ใหสามารถวดกระแสไดสงสด 1 A, 5 A, และ 10 A

วธท า

Ω

Ω

Ω

ขอพจารณาการใชแอมมเตอร

ตารางท1 แสดงความตานทานภายในของ PMMC

50 µA 100-5000 Ω 500 µA 100-1000 Ω 1 mA 30-120 Ω

10 mA 1-4 Ω

1.) ความไวกระแส ( Current Sensitivity ) หมายถง กระแสทตองการใหเกดการเบยงเบนเทากบระยะ

มาตรฐานหรออาจจะหมายถง จ านวนกระแสสงสดทท าใหเกดการเบยงเบนสงสดสเกล คาความไวจะขนอยกบจ านวน

รอบของสวนเคลอนท ความเขมของสนามแมเหลกและแรงบดตานจากสปรงควบคมหรอแถบแขวน ( Taut Band )

ปกตสวนเคลอนทจะถกออกแบบใหใชงานทคากระแสเปนมลลแอมปต าๆ เครองวดทมความไวสง ( เชน 50 µA ) จะ

ใชวสดทน ามาท าแมเหลกถาวรทดมาก และคา Rm จะยงสงเพราะสายเลกและปกตจะมแรงดนครอมสวนเคลอนท

ประมาณ 50 mV ตารางท 1 แสดงความตานทานภายในของ PMMC ทวๆ ไป

2.) ความผดพลาดเนองจากการใสแอมมเตอรเขาไปในวงจร ( Insertion Error ) เนองจากแอมมเตอรจะวด

กระแสทไหลผานตวมน ดงนนเวลาวดจะตองท าการเปดวงจรเพอตอแอมมเตอรอนกรมเขาไปดงรปท 5 จะเหนไดวา

การตอแอมมเตอรเขาไปวด คอการตอความตานทานเพมเขาไปในวงจร กระแสทไหลในวงจรจะเปลยนแปลงไปมาก

หรอนอยขนอยกบอตราสวนระหวางความตานทานของแอมมเตอรกบความตานทานเดมของวงจร

รปท 5 การตอแอมมเตอรท าใหเกดความผดพลาด

พจารรารปท 5 เมอยงไมไดตอแอมมเตอร กระแสทไหลในวงจร

การตอแอมมเตอรจะเพมความตานทาน Rm เขาในวงจร ท าใหกระแสในวงจรเปลยนเปน

เมอ RE = ความตานทานภายในของแหลงก าเนด

R1 = ความตานทานของวงจร

Rm = ความตานทานของแอมมเตอร

ในกรณทมความตานทานของแอมมเตอรมคานอยกวาความตานทานรวมในวงจรมาก เชน ถา E = 10 V,

RE = 0.25 Ω , R1 = 2,000 Ω และ Rm = 5 Ω ขณะนกระแสในวงจรจะเปน

ขณะทถาไมมเครองวดอยในวงจร กระแสทไหลเทาดบ 5 mA พอด ซงจะสงกวาขณะเมอมแอมมเตอรตออย

ประมาณ 0.25 เปอรเซนต ซงมองเหนไดยาก แตถา E = 1 V, R1 = 200 Ω ขณะนความผดพลาดจะมคาประมาณ

2.5 เปอรเซนต

รปท 6 ขดลวดเคลอนทตดอยกบเดอยวางตวบนฐานรอง

3.) ความผดพลาดเนองจากความฝด ( Friction Error ) เนองจากโดยทวไปสวนเคลอนทจะถกวางใหหมนอย

บนเดอย รปท 6 ดงนนจะเกดความผดพลาดขนสวนหนงเนองจากความฝด ความผดพลาดเนองจากความฝดจะถก

ควบคมใหมคานอยโดย

- ท าใหปลายของเดอยแหลมมาก ( Small Contour Radius ) แตความปลอดภยจะลดลงเพราะเดอย

อาจจะหกงายขนเมอเกดการกระแทก

- ใชสวนเคลอนททมอตราสวนแรงบดตอน าหนกสง ( พวกนปกตจะเปนพวกมความไวสง ) คาความ

ผดพลาดเนองจากความฝดจะมคานอยทสดประมาณ 0.2 เปอรเซนตของคาสงสดสเกล ส าหรบสวน

เคลอนทแบบแถบแขวน ( Taut Band ) รปท 7 จะมความผดพลาดนอยมากจนตดทงได ดงนน

เครองวดทเปนแบบความไวสงจงเปนแบบแถบแขวน

4.) ความผดพลาดเนองจากอณหภม ( Temperature Error )

รปท 7 ขดลวดเคลอนทถกยดแบบแถบแขวนจะลดความผดพลาดเนองจากความฝดลง

เมอมอณหภมเพมขน ความหนาแนนเสนแรงแมเหลก ( B ) และแรงของสปรงจะมคาลดลง เนองจากทง B

และ K มสมประสทธตออณหภมเปนลบ แตเพราะวามนปรากฏทงเศษและสวน ท าใหผลของมนหกลางกน โดย

สมประสทธตออณหภมของความไว ( Current Sensitivity ) ของเครองวดแบบเดอยมคาประมาณ 0.02 – 0.025

เปอรเซนตตอ 1 องศาเซลเซยส ( แบบแถบขวนมคาประมาณ 0.01 เปอรเซนตตอ 1 องศาเซลเซยส ) ในกรณเครองวด

กระแส ชนทจะท าจากสารพวก แมงกานน ซงม สมประสทธความตานทานตออณหภมนอยมากจนตดทงได อยางไรก

ตาม เนองจากขดลวดเคลอนทจะใชขดลวดทองแดง ซงมสมประสทธตออณหภมประมาร 0.4 เปอรเซนต ตอ 1 องศา

เซลเซยส ดงนน การเปลยนแปลงอณหภมท าใหอตราสวนของความตานทานของสวนเคลอนทตอความตานทานของ

ชนทเปลยนไป ท าใหกระแสทแยกไหลผดไปจากเดม ผลสดทายท าใหคาทไดจากเครองวดจะอานไดต ากวาประมาณ

0.2 เปอรเซนต ตอ 1 องศาเซลเซยส การชดเชยผลของอณหภม ท าไดโดยการตอความตานทานพวกแมงกานนอนกรม

เขาไปเรยกวา Swamp โดยความตานทานทงหมดของสวนเคลอนทและทตออนกรมเขาไปจะเพมขนเลกนอยในขนาด

พอด ชดเชยกบการเปลยนแปลงเนองจากสนามและสปรงควบคม ท าใหความคลาดเคลอนเนองจากอณหภมมคานอย

จนตดทงได

ชนทภายนอก แอมมเตอรสวนใหญจะเปนเครองวดทมหลายพสยการวด เครองวดเหลานจะมหลายขวตอวด

ภายนอก ( เปนหลกยด Binding Post ) ทใชเปนตวกลางในการเปลยนพสย เครองวดบางแบบอาจใชสวตซหมน

( Rotary Switch ) ส าหรบแอมมเตอรทสามารถวดไดถง 50 A จะท าการตดตงชนทอยภายในเครองวด ส าหรบ

แอมมเตอรทมพสยการวดกระแสสงกวาน จะใชชนทภายนอก รปท 8 แสดงลกษณะของชนทภายนอก ทตวของชนท

รปท 8 ชนทของแอมมเตอร ก) ชนทชนภายนอกส าหรบแอมมเตอรแบบหว( 1ถง200 A )

ข) ชนทภายนอกส าหรบแอมมเตอรสวตซบอรด ( ถง 8,000 A)

จะก าหนดกระแสและแรงดนตกครอม เชน ชนทขนาด 100 A 50 mV ซงหมายถงวา มนถกออกแบบใหมแรงดนตก

ครอมตวมนเทากบ 50 mV เมอกระแส 100 A ไหลผานตวมน ดงนนจะสามารถใชมาตรวดใด ๆ ทแสดงคา 50 mV ท

การเบยงเบนสดสเกล ในการหาคากระแสในชนทน

ลกษณะของชนทภายนอกจะเปนตวตานทานแบบ 4 ปลาย โดยม 2 ปลายส าหรบตอใหกระแสคาสงไหลผาน

ปลายทงสองนจะมความตานทานต าสดเทาทจะท าได ปลายทเหลออกสองปลายจะใชส าหรบตอวดแรงดนตกครอม

ชนท ชนทภายนอกแบบเทยงตรงสง จะสามารถเลอกไดจาก 0.1 ถง 2,000 A โดยมความถกตอง 0.1 เปอรเซนต

หลกการใชงาน

การใชดซแอมมเตอร หรอดซมลลแอมมเตอร วดกระแสไฟตรงในวงจร จะตองตดไฟแหลงจายออกจากวงจร

และน าดซแอมมเตอร หรอดซมลลแอมมเตอร ตออนดบ ( อนกรม ) กบวงจร และแหลงจายไฟ ขวของดซแอมมเตอร

หรอดซมลลแอมมเตอร จะตองตอใหถกตองโดยใชหลกการตอดงน ใกลบวกใสบวก ใกลลบใสลบ คอสายวดของม

เตอรใกลแหลงจายไฟขวไหนกใชขวมเตอรเหมอนขวแหลงจายตอ เชน ใกลขวบวกของแหลงจายไฟกใชสายวด

ขวบวก ( + ) ของมเตอร หรอ ใกลขวลบของแหลงจาย กใชสายวดขวลบ ( - ) ของมเตอรตอ หากตอขวสายวดผดเขม

มเตอรจะตกลบ อาจท ามเตอรเสยหายได

ขอควรระวงในการใชแอมมเตอร

1.) หามตอแอมมเตอรครอมแหลงก าเนดแรงเคลอนไฟฟา เพราะวาความตานทานภายในของแอมมเตอรทต า

จะดงกระแสคาสงมากจากแหลงก าเนด ท าใหสวนเคลอนทถกท าลาย

2.) ในการวดตองพจารณาขวของเครองวดดวย การตอกลบขวจะท าใหเขมชเคลอนทกลบทศ อาจท าใหเขมช

เสยหายได

3.) ในกรณทน าแอมมเตอรไปวดกระแสทยงไมทราบขนาดทแนนอน ควรตงพสยการวดสงสดกอน แลวคอย

ลดพสยการวดลง และความเทยงตรงของการวดจะสงขนเมอใชพสยการวดทใหคาใกลคาสงสดสเกล

เอกสารอางอง

รศ.ดร. เอก ไชยสวสด. การวดและเครองวดไฟฟา. กรงเทพฯ: สวนต าราสนบสนนเทคนคอตสาหกรรม

สมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-ญปน),2539.

ววฒน กลวงศวทย , รศ.ดร.ประสทธ ทฆพฒ และ ผศ.ดร.ปฐมทศน จระเดชะ. ความรพนฐานวชาชพ

วศวกรรมไฟฟา. กรงเทพฯ: สมาคมวศวกรรมออกแบบและปรกษาเครองกลและไฟฟาไทยสมาคมชางเหมาไฟฟาและ

เครองกลไทย.

พนธศกด พฒมานตพงศ. คมอการใชงานมลตมเตอร SANWA YX-361TR พรอมการวดอปกรณ

อเลกทรอนกสตางๆ. กรงเทพฯ: ซเอดยเคชน, 2544.

จดท าโดย

นาย พระสข สายสะอาด

นกศกษาชนปท 2 รหสนกศกษา 55070500432 หอง A

ภาควชา วศวกรรมไฟฟา คณะ วศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร