โอห์มมิเตอร์แบบอันดับ

โอห์มมิเตอร์แบบอันดับ คือโอห์มมิเตอร์ที่มีขั้วต่อวัดความต้านทานที่ไม่ทราบค่า ต่ออันดับกับดาร์สันวามิเตอร์ โครงสร้างเบื้องต้นของโอห์มมิเตอร์แบบอันดับ ประกอบด้วยดาร์สันวาล์มิเตอร์ ต่ออันดับกับแบตเตอรี่ ( ถ่านไฟฉาย ) ค่าต่ำ ต่ออันดับกับตัวต้านทานปรับค่าได้ ( VARIABLE RESISTOR ) และต่ออันดับกับขั้วต่อตัวต้านทานที่ไม่ทราบค่า ดังรูปที่ 1

          จากรูปที่ 1 เป็นวงจรเบื้องต้นของโอห์มมิเตอร์แบบอันดับ โดยมีจุด X,Y เป็นจุดต่อวัดตัวต้านทานที่ไม่ทราบค่า ก่อนการวัดตัวต้านทานที่ไม่ทราบค่าจะต้องช็อตจุด X , Y เข้าด้วยกัน และปรับแต่งที่ RADJ จนทำให้เข็ม มิเตอร์ชี้ที่ตำ แหน่งเต็มเกลพอดี คือตำแหน่ง 0 โอห์ม เป็นการปรับแต่งโอห์มมิเตอร์ก่อนการใช้งาน เมื่อปลดจุด X , Y ออก เข็ม มิเตอร์จะเคลื่อนกลับไปสู่ที่ตำแหน่งซ้ายมือสุดเมื่อปรับแต่งโอห์มมิเตอร์แบบอันดับพร้อมใช้งานแล้ว นำตัวต้าน ทานที่ไม่ทราบค่า ( RX ) มาต่อที่จุด X , Y ก่อนต่อ RX จะมีกระแสไฟตรงไหลผ่ายขดลวดเคลื่อนที่ของมิเตอร์เต็มสเกล ( IFS )เมื่อนำ RX มาต่อร่วมในวงจรทำให้ค่าความต้านทานรวมในวงจรเพิ่มขึ้น ต้านการไหลของกระแสไฟ ตรง ในวงจรให้ไหลน้อยลงเหลือเพียง IX กระแส IX จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับค่าความต้านทาน RX ที่ต่อร่วม ถ้า RX มีค่าความต้านทานต่ำ IX จะไหลมากขึ้น จนเมื่อ RX เป็น 0 โอห์ม IX จะเท่ากับ IFS และถ้า RX มีค่าความต้านทานมากขึ้น IX จะไหลน้อยลง จนเมื่อ RX เป็นค่าอนันต์ IX จะไม่ไหล คือเป็นศูนย์นั่นเอง

จากรูปจะได้สมการดังนี้

IFS = E / RM + R ADJ

จากรูปที่ 2 จะได้สมการดังนี้

IX = E / RM + RADJ + RX

เมื่อ IFS = กระแสไฟตรงเต็มสเกล หน่วยแอมแปร์ ( A )

IX = กระแสไฟตรงไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่เมื่อต่อตัวต้านทานไม่ทราบค่า หน่วยแอมแปร์ ( A )

E = แรงดันไฟตรงจากแบตเตอรี่ในวงจร หน่วยโวลต์ ( V )

RM = ความต้านทานเดิมของมิเตอร์ หน่วยเป็นโอห์ม ( W )

RADJ = ความต้านทานปรับค่าได้ใช้จำกัดกระแส หน่วยโอห์ม ( W )

RX = ความต้านทานไม่ทราบค่า หน่วยโอห์ม ( W )

ตัวอย่างการคำนวณ

          ดาร์สันวาล์มิเตอร์ มีกระแสเต็มสเกล 50 mA มีความต้านทานภายในมิเตอร์ 200 W ใช้แบตเตอรี่ ( ถ่านไฟฉาย ) ในวงจร 3 V ต้องการทำเป็นโอห์เตอร์แบบอันดับ จะต้องหาตัวต้านทานปรับค่าได้มาจำกัดกระแสในวงจรมีค่าเท่าไร่

RADJ = ?

E = 3 V

IFS = 50 mA = 5 x 10-6A

RM = 200 W

RADJ = ( 3 V / 50 X 10-6 ) - 200W = 60,000W - 200W

RADJ = 59,800 W 59.8 KW

จะต้องใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้มีค่าไม่น้อยกว่า = 59.8 KW มาต่อ ตอบ

          จากตัวอย่างข้างบน ค่าความต้านทานของ RADJ มีค่า 59.8 KW จะช่วยกำจัดกระแส ให้ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่พอดี 50 mA ถ้า RADJ เป็นค่าคงที่ก็ไม่มีปัญหา แต่ถ้าเป็นค่าที่ปรับเปลี่ยนได้จาก 0W ~ 59.8 KW ก็อาจเกิดปัญหาขึ้น ถ้าปรับ RADJ ไปด้าน 0W จะเป็นผลให้วงจรมิเตอร์เหลือค่าความต้านทาน RM = 200 W เท่านั้น เมื่อช้อตตำแหน่ง X , Y เข้าด้วยกัน จะส่งผลให้กระแสจำนวนมากไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ จะทำให้ ขดลวดเคลื่อนที่ชำรุดเสียหายทันที การแก้ไขโดยเพิ่มตัวต้านทานอันดับค่าคงที่อีกตัวหนึ่ง เข้าไปในวงจรโดยต่อ อันดับกับขดลวดเคลื่อนที่ ช่วยป้องกันกระแสจำนวนมากผ่านขดลวดเคลื่อนที่

สเกลหน้าปัดโอห์มมิเตอร์แบบอันดับ

        การปรับเปลี่ยนหน้าปัดของมิเตอร์ ให้เป็นสเกลของโอห์มมิเตอรืแบบอันดับ ทำได้โดยใช้สมการ

 IX = E / RM + RADJ + RX

คำนวณ แล้วแต่ต่อวงจรโอห์มมิเตอร์แบบอันดับแบบไหน โดยคำนวณหาค่ากระแสไหลผ่านมิเตอรื ขณะทำกำหนด ตัวต้านทานที่จะต่อเข้าจุด X , Y มีค่าความต้านทานจากค่าต่ำไปหาค่าสูง และกำหนดตำแหน่งที่คำนวณได้ โดยเขียนค่า ความต้านทานลงไปแทนค่ากระแส ถ้าคำนวณละเอียดก็จะได้สเกลโอห์มมิเตอร์แบบอันดับละเอียด

ตัวอย่างการคำนวณ

      ดาร์สันวาล์มิเตอร์มีค่ากระแสเต็มสเกล 1 mA มีความต้านทานภายในมิเตอร์ 500 W ต้องการสร้างเป็นโอห์มมิเตอร์แบบอันดับตามรูปด้านล่าง จงหาค่าความต้านทานRS และ RADJ ตลอดจนเปลี่ยนสเกลหน้าปัดให้เป็นโอห์มมิเตอร์ กำหนดค่าความต้านทานที่จะประบแต่งคือ 100 W , 250 W , 500 W , 1KW , 5KW ,10KW , 50KW , 100KW , 0W , ? W ใช้แบตเตอรี่ 3 V

สรุป

        โอห์มมิเตอร์แบบอันดับ คือโอห์มมิเตอร์ที่มีตัวต้านทานไม่ทราบค่าที่ต้องการ วัดต่อเป็นอันดับกับขดลวดเคลื่อน ที่ของมิเตอร์ สภาวะการบ่ายเบนของเข็มมิเตอร์จะขึ้นอยู่กับขนาดของความต้านทานที่ไม่ทราบค่า ถ้าขนาดความ ต้านทานไม่ทราบค่าสูง จะจำกัดกระแสให้ผ่านขดลวดเคลื่อนที่น้อย ถ้าขนาดความต้านทานไม่ทรายค่าต่ำ จะจำกัดกระแสให้ผ่านขดลวดเคลื่อนที่มาก ผลดังกล่าวเข็มมิเตอร์จะชี้ค่าความต้านทานออกมา       การเปลี่ยนสเกลหน้าปัดของมิเตอร์ให้เป็นหน้าปัดของมิเตอร์ให้เป็นสเกลของโอห์มมิเตอร์ทำได้โดยใช้ตัวต้านทานมีค่าความต้านทานต่างๆ แทนค่าลงในสมการ คำนวณค่าออกมาเป็นกระแสในค่าต่างๆ กำหนดค่าความต้านทานลงตาม กระแสที่คำนวณได้ ก็จะได้สเกลของโอห์มมิเตอร์แบบอันดับตามที่ต้องการ