มาทำความเข้าใจ “ดิจิตอลมัลติมิเตอร์” กันเถอะ!! PART I

เลือกอ่านเฉพาะหัวข้อ..คลิ๊ก!

◼ มัลติมิเตอร์ คืออะไร?
◼ เหตุการณ์แรงดันไฟฟ้าเกิน (overload) ที่เกิดจากแรงดันกระตุ้น (Impulse Voltage)
◼ Measurement Categories
◼ แรงดันที่เข้าไปในวงจรการวัดกระแสของดิจิตอลมัลติมิเตอร์
◼ แรงดันที่เข้าไปในวงจรการวัดความต้านทานของดิจิตอลมัลติมิเตอร์
◼ อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นจากการสัมผัสกันของเข็มวัด (Test lead)
◼ บทสรุป

มัลติมิเตอร์ คืออะไร?

บทความโดย: Hioki
แปลและเรียบเรียงโดย: ชัชวาล กิมเห, Product Specialist, LEGA Corporation

มัลติมิเตอร์ (Multimeter) จัดเป็นหนึ่งในเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่สำคัญและเป็นเครื่องมือวัดพื้นฐานของวิศวกร, ช่าง รวมถึงบุคคลทั่วไปที่ต้องการวัดค่าทางไฟฟ้าพื้นฐานต่างๆ เช่น กระแส, แรงดัน, ตัวต้านทาน เป็นต้น โดยมัลติมิเตอร์ แบ่งเป็นประเภทหลัก ได้ 2 ประเภท ได้แก่

1. ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ (Digital Multimeter)
2. อนาล็อกมัลติมิเตอร์ (Analog Multimeter)

สำหรับในบทความนี้ เราจะพูดเกี่ยวกับ “การใช้งานและเลือกซื้อดิจิตอลมัลติมิเตอร์ที่ถูกต้องและปลอดภัย” ซึ่งถือเป็น PART I ของเรื่องหลักๆเลย โดยก่อนจะเข้าเรื่องนั้น เราขอกล่าวถึงข้อมูลเบื้องต้นเพื่อเป็นความรู้สำหรับผู้ใช้งานในอนาคต ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจภาพรวมของงานทางไฟฟ้า และทราบถึงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการใช้งาน ทำให้เราเลือกใช้งานมัลติมิเตอร์ที่มีอยู่อย่างหลากหลายได้อย่างถูกต้อง

เหตุการณ์แรงดันไฟฟ้าเกิน (overload) ที่เกิดจากแรงดันกระตุ้น (Impulse Voltage)

จากภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมของคลื่นในรูปแบบที่มีแรงดันเกินที่เกิดเมื่อมีการทำงานของโซลินอยด์วาล์ว โดยในตัวอย่างนี้เราจะเห็นกราฟแรงดันไฟฟ้าที่ถูกกระตุ้นไปถึงเกือบ 1000 V บนเส้น AC 100 V แรงดันกระตุ้นในลักษณะนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในโรงงานการผลิตที่มีโหลดเหนี่ยวนำ (Inductive Load) ในปริมาณมาก หรือในกรณีที่เกิดฟ้าผ่าในจุดที่ใกล้กับบริเวณที่ใช้งานมัลติมิเตอร์อยู่

การแสดงให้เห็นแรงดันเกินที่เกิดขึ้น	มัลติมิเตอร์ที่ได้รับความเสียหายจากเหตุการณ์ Overload

Measurement Categories

ตามมาตรฐานความปลอดภัยของมัลติมิเตอร์ระดับนานาชาติที่ IEC 61010-1 ได้จำแนกประเภทของการวัดเป็น 4 ประเภท ดังแสดงไว้ในรูปด้านล่าง (ในรูปไม่ได้แสดงประเภทที่ I ไว้) ซึ่งรูปด้านล่างถัดไปคือ รูปมัลติมิเตอร์และครื่องมือวัดอื่นๆ ที่มีความสามารถเพียงพอต่อการใช้งานในแต่ละประเภท (สำหรับ Measument Categories ของสินค้า Hioki นั้นสามารถหาดูได้จาก Catalog หรือ คลิกที่นี่เพื่อเข้าสู่ข้อมูลมัลติมิเตอร์ของ Hioki)

ตัวอย่างของ Hioki Digital Multimeter

สำหรับเครื่องมือที่ถูกใช้ในประเภทที่ถูกต้อง จะมีความสามารถเพียงพอที่จะทนต่อแรงดันกระตุ้น (ดูได้จากตารางด้านล่าง) ซึ่งสามารถคาดการณ์โดยอ้างอิงจากจุดที่วัดค่า (ตามประเภท CAT ต่างๆ) และ ค่าแรงดันอ้างอิงกับกราวด์ (Voltage relate to ground) หรือ แรงดันในวงจร (Circuit Voltage)

ยกตัวอย่าง เช่น ถ้ามีมัลติมิเตอร์ประเภท CAT II (300) มัลติมิเตอร์นี้จะสามารถที่จะทนแรงดันกระตุ้นได้ถึง 2500 V. เทียบกับค่าแรงดันอ้างอิงกับกราวด์ที่ 300 V. (ตามตารางด้านบน) ซึ่งในสถานที่เช่น ไลน์อุตสาหกรรมการผลิตก้อาจเกิดแรงดันกระตุ้นในลักษณะนี้ได้

โดยรวมแล้วจึงนับเป็นเรื่องที่ดีที่จะช่วยให้เราฝึกแยกแยะประเภทของงานซึ่งจะส่งผลให้เราเลือกประเภทของเครื่องมือวัดได้ดีและใกล้เคียงกับการใช้งานที่สุด โดยรายละเอียดของแต่ละประเภท ของ Measurement Categories มีดังต่อไปนี้

Category II <CAT II>

จุดที่ใช้วัด คือ จากแหล่งจ่ายไฟฟ้าตามห้อง, อาคารบ้านเรือนทั่วไป ที่ซึ่งอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆเชื่อมต่อไปโดยตรงที่จุดนี้ (ภาษาชาวบ้านเรียกว่า ปลั๊กไฟนั่นเอง)

Category III <CAT III>

จุดที่ใช้วัด คือ แหล่งจ่ายไฟหลักที่เป็นต้นสายของการเดินสายไฟภายในอาคารบ้านเรือน หรือ ที่ตู้จ่ายไฟไปจนถึงบริเวณก่อนแหล่งจ่ายไฟในแบบ Category II

Category IV <CAT IV>

จุดที่ใช้วัดคือ แหล่งจ่ายไฟต้นสายที่ให้บริการไฟฟ้ามายังอาคารบ้านเรือน, วัดที่สายเคเบิ้ลของแหล่งจ่ายไฟต้นสายนั้น หรือ สายเคเบิ้ลที่ออกจากมิเตอร์ไฟฟ้า รวมถึงสายเคเบิ้ลที่ออกมาหม้อแปลงไฟฟ้า

โดย Category ทั้งหมดนั้น ถูกย่อเป็น CAT II, CAT III, CAT IV ซึ่ง Category ดังกล่าวแสดงให้เรารู้จักการแยกแยะแหล่งจ่ายไฟ และ เลือกใช้เครื่องมือวัดที่ถูกต้องเพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดจากไฟฟ้าช้อต โดยสิ่งที่สำคัญที่สุดคือเราห้ามนำเครื่องมือหรืออุปกรณ์ในการวัดที่มี Category  น้อย ไปใช้งานกับแหล่งจ่ายที่ Category สูงกว่า เช่นถ้าเครื่องมือนั้นเขียนว่า CAT II ซึ่งขอบเขตของการวัดคือปลั๊กไฟ เราก็ไม่ควรนำไปใช้วัดค่าทางไฟฟ้าจากตู้จ่ายไฟ ที่เป็น CAT III

แรงดันที่เข้าไปในวงจรการวัดกระแสของดิจิตอลมัลติมิเตอร์

เมื่อเราใช้ดิจิตอลมัลิมิเตอร์เพื่อวัดกระแส มัลติมิเตอร์นั้นควรจะต้องเชื่อมต่อกับวงจรภายในที่ใช้สำหรับวัดกระแสจริงๆ และเพื่อลดการสูญเสียจากเครื่องมือวัดที่เกิดจากการเชื่อมต่อกับดิจิตอลมัลติมิเตอร์  (Instrument loss, resistance) วงจรการวัพดกระแสของมัลติมิเตอร์จึงถูกออกแบบมาให้มีความต้านทานกระแสในวงจรที่ต่ำ (Low impedance)

หากเกิดความผิดพลาดในการเชื่อมต่อของมัลติมิเตอร์โดยเป็นการต่อขนานไปกับแหล่งจ่ายไฟของวงจร จะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมขึ้นที่ขั้วของมัลติมิเตอร์ ซึ่งส่งผลให้เกิดกระแสไหลเกิน (Overcurrent) และทำให้เครื่องมือวัดเกิดความเสียหาย

และเพื่อป้องกันความเสียหายลักษณะนี้ มัลติมิเตอร์ส่วนใหญ่จะเพิ่มการป้องกันโดยเติมฟิวส์เข้าไปในเครื่องด้วย นอกจากนี้เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกิดขึ้น บางผลิตภัณฑ์ก็นำช่องต่อที่จะใช้เพื่อการวัดกระแสออกไป ( “A” Terminal) หรือหากยังต้องการการใช้งานที่ครบถ้วนอยู่ ผู้ผลิตก็จะเพิ่มการออกแบบให้มีการปิดช่องการใช้งานตามการเลือกรูปแบบของการวัด (เปลี่ยนตามการบิดสวิตช์แบบหมุน) เพื่อป้องกันการเชื่อมต่อที่ผิดพลาด

แรงดันที่เข้าไปในวงจรการวัดความต้านทานของดิจิตอลมัลติมิเตอร์

เนื่องจากค่าความต้านทานภายในวงจรการวัดค่าความต้านทานของดิจิตอลมัลติมิเตอร์มีค่าน้อย (Low impedance) การใช้งานเช่น การวัดแรงดันตกคร่อมก็อาจสร้างความเสียหายให้กับเครื่องมือวัดได้ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเกิรที่ไหลเข้ามาในวงจรของเครื่องซึ่งผลที่เกิดขึ้นนั้นอาจย้อนไปกระทบกับตู้จ่ายไฟที่อาจเสียหายได้จากการลัดวงจร

แต่สำหรับดิจิตอลมัลติมิเตอร์ของ Hioki นั้น ได้มีการออกแบบให้มีการป้องกันการเกิดกระแสเกินที่จะไหลเข้ามาในวงจรการวัด และ ยังออกแบบมาให้ทนแรงดันเกินที่เข้ามาในวงจรได้ยาวนานถึง 1 นาทีอีกด้วย

อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นจากการสัมผัสกันของเข็มวัด (Test lead)

การใช้เข็มวัดที่มีปลายโลหะยื่นออกมายาวเกินไป อาจเป้นสาเหตุให้เกิดการลัดวงจรได้ในขณะที่เราทำการวัดแรงดัน ซึ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของ  Hioki นั้น จะมีปลอกสวมเข็มวัดซึ่งทำให้โลหะส่วนที่เกินออกมามีพื้นที่น้อยลง

บทสรุป

ก็จบไปแล้วนะครับสำหรับ PART I หรือ “การใช้งานและเลือกซื้อดิจิตอลมัลติมิเตอร์อย่างถูกต้องและปลอดภัย” ซึ่งใน PART ต่อไป จะเป็นเรื่องของ “การใช้งานฟังก์ชั่นต่างๆของดิจิตอลมัลติมิเตอร์” โดยคลิกที่ลิงค์เพื่ออ่านบทความได้เลย

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม:

● เลือกซื้อเครื่องวัดมัลติมิเตอร์ คลิกเลย!!

● สามารถเยี่ยมชม บทความจาก LEGA CORPARATION ได้ที่นี้

● โทร. 02-746-9933

● LINE: @lega