การทดลองที่ 4
True RMS Measurement and Calculation
อุปกรณ์การทดลอง
1. DC Power Supply HY3003F – 3 ยี่ห้อ Glentest 1 เครื่อง
2. channel Digital storage Oscilloscope ยี่ห้อ metrix รุ่น OX 6062 1 เครื่อง
3. Portable Single Phase Wattmeter Type 2041 ยี่ห้อ YEW 1 ตัว
4. True RMS Multimeter ยี่ห้อ Fluke รุ่น 115 1 เครื่อง
5. True RMS Multimeter ยี่ห้อ Fluke รุ่น 26 III 1 เครื่อง
6. Power Meter ยี่ห้อ Metrix รุ่น PX120 1 ตัว
7. AC+DC+T0 Clamp Meter ยี่ห้อ Chauvin Arnoux (Ca) รุ่น FOT 1 ตัว
8. I to V Transducer (Hall Effect) 2 กล่อง
9. Rectifier 600V 4A 1 กล่อง
10.Resistive Load (R) 1 กล่อง
11.Panell Meter Box ยี่ห้อ NPE รุ่น SA-9621 4U-D1-W2 1 เครื่อง
12.DC Amp meter ชนิด Analog 1 ตัว
13.junction box 1 กล่อง
วัตถุประสงค์
1. เพื่อให้นักศึกษาเห็นความแตกต่างการเลือกใช้เครื่องวัดสัญญาณ non-sine
2. เพื่อให้นักศึกษาสามารถวัดแรงดัน กระแส และกำลังไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง
3. เพื่อให้นักศึกษาสมารถคำนวณแรงดัน กระแส และกำลังไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง
4. เพื่อให้นักศึกษาสรุปความสัมพันธ์ว่า P=VxI ที่ถูกต้องเป็นอย่างไร
ทฤษฎี
การวัดของเครื่องมือวัด
ทฤษฎี
การวัดของเครื่องมือวัด
การวัดค่าแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่มีสัญญาณรูปคลื่นไม่เป็น Sine นั้นจำเป็นต้องใช้เทคนิกการวัดที่แตกต่างจากการวัดสัญญาณที่เป็นรูปคลื่น Sine มาก ซึ่งเครื่องมือวัดแบบทั่วไปนั้นไม่ว่าจะเป็นแบบชนิด Analog หรือ Digital นั้นจะทำการวัดทั้งค่าเฉลี่ย(Average)และค่ายอด(Peak)ของรูปคลื่นและหลังจากนั้นก็จะทำการปรับเทียบเพื่อให้อ่านเทียบเท่าค่ารากกำลังสองเฉลี่ย(rms)ออกมา
ค่ารากกำลังสองเฉลี่ยของคาบเวลาของรูปคลื่นนั้นจะถูกเรียกว่า ค่าประสิทธิผล โดยค่ารากกำลังสองเฉลี่ยของกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าจะเป็นค่าที่ทำให้เกิดความร้อนขึ้นจริงในตัวความต้านทาน สำหรับรูปคลื่น Sine นั้นจะมีค่ารากกำลังสองเฉลี่ยเท่ากับ 0.707 เท่าของค่ายอดคลื่นหรือ 1.11 เท่าของค่าเฉลี่ย
การตรวจวัดค่ายอดและค่าเฉลี่ยและถูกปรับเทียบของเครื่องวัดนั้น โดยจะใช้ค่าดังกล่าวเป็นตัวคูณเพื่อให้ได้ค่ารากกำลังสองเฉลี่ย ซึ่งค่าดังกล่าวก็จะเป็นค่ารากกำลังสองเฉลี่ยจริงที่เราสามารถยอมรับได้ แต่ค่าดังกล่าวนั้นจะเป็นจริงและถูกต้องนั้นเฉพาะรูปคลื่นที่เป็นสัญญาณ Sine จริงเท่านั้น ดังตาราง ได้เปรียบเทียบค่ารากกำลังสองเฉลี่ยที่เปลี่ยนไปเมื่อวัดสัญญาณที่มีรูปคลื่นที่แตกต่างกัน
ตารางผลการทดลอง
สรุปผลการทดลอง
จากการทดลองทำให้รู้ว่าการเลือกเครื่องวัดนั้นเป็นสิ่งสำคัญมาก ถ้าเราไม่คำนึงถึงสัญญาณที่จะวัด ค่าที่ได้จะผิดพลาดสูง ซึ่งสัญาณ sine แท้ จะพบเจอน้อยจะเจออยู่ใน Load pure R เช่น หลอดไส้ แต่สัญญาณพวก non sine นั้นจะพบเจอยู่ทั่วไป ซึ่งจะมีรูปคลื่นผิดเพี้ยนไปจาก sine จะทำให้กระแส AC จะไม่ใช่แค่ AC ธรรมดา จะเป็น AC ที่มี DC ผสมอยู่ด้วย และมีฮาร์มอนิกลำดับต่างๆเกิดขึ้น ในการเลือกวัดนั้นควนจะใช้เครื่องมือที่มีความสามารถในการวัดเป็น TRUE RMS AC+DCได้ จึงจะให้ค่าที่ถูกต้อง หรือจะใช้เครื่องวัดTRUE RMS AC และวัด DC แล้วใช้สูตร
จะได้ค่าเท่ากัน
จะได้ค่าเท่ากัน ความสัมพันธ์ของ P=VxI จะเป็นจริงในการวัดกระแสตรงหรือเป็นsine แท้เพราะมี PF =1 แต่ในกระสลับที่ไม่ใช่ เป็น load pure R จะเป็น P=VICOSθ