คาสันวาลมิเตอร์

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

หน่วยที่ 2
   เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
   เรื่อง คาสันวาลมิเตอร์

 หัวข้อเรื่อง
             
                -  มิเตอร์มูฟเม้นท์ชนิดต่าง ๆ
                -  ดีคาร์สันวาลมิเตอร์
                -  โครงสร้างและการทำงาน
     
สาระสำคัญ

              เครื่องวัดไฟฟ้าเป็นเครื่องมือที่ใช้วัดปริมาณที่เกิดขึ้นในทางไฟฟ้าหรือใช้วัดปริมาณที่เกิดออกมา
เครื่องมือวัดจะมีส่วนที่บ่ายเบนเข็มของมิเตอร์ซึ่งมีหลายชนิด และส่วนที่ใช้ในทางเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าคือ
คาร์สันวาลมิเตอร์มูพเม้นท์

ที่มา http://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/labphysics2/meter/meters.html

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

บทนำ
               ปริมาณต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในทางไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า
ความจุ ความเหนี่ยวนำ ความถี่ ความดัง สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า และปริมาณอื่น ๆ อีกมากมาย ต้องมีการ
วัดค่าปริมาณต่าง ๆ เหล่านั้นออกมา การวัดค่าปริมาณต่าง ๆ ดังกล่าวเราไม่สามารถที่จะใช้ปรสาทสัมผัสไปวัด
ค่าปริมาณต่าง ๆ เหล่านั้นได้โดยตรง เพราะปริมาณค่าง ๆ เหล่านั้น บางปริมาณอาจก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิต
และบางปริมาณประสาทสัมผัสไม่สามารถรับรู้ได้ ดังนั้นจึงต้องอาศัยเครื่องมือวัดช่วยในการแสดงปรากฎการณ์
ทางกายภาพออกมา ด้วยการเปลี่ยนปริมาณต่าง ๆ เหล่านั้นให้เป็นปริมาณที่แสดงค่าออกมาในรูปริมาณทางไฟฟ้า
ในลักษณะและรูปแบบที่แตกต่างกันไป เช่น เปลี่ยนให้แสดงออกมาเป็นขนาดของมุมที่บ่ายเบนไป เปลี่ยนเป็น
ตัวเลขที่อ่านค่าได้ หรือแสดงออกมาเป็นรูปสัญญาณที่มองเห็นได้ เป็นต้น เครื่องมือที่ใช้ในการวัดปริมาณทางไฟฟ้า
นี้ถูกเรียกว่า เครื่องมือวัดไฟฟ้า (Electrical Instruments)

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

การบ่ายเบนของเข็มมิเตอร์
              มิเตอร์ไฟฟ้าเป็นผลที่เกิดขึ้นจากการนำเอาหลักการของแม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กไฟฟ้าไปใช้งาน
โดยอาศัยการผลักกันของสนามแม่เหล็กทั้งสองชุด ทำให้เกิดการบ่วยเบนของเข็มมิเตอร์ โครงสร้างของมิเตอร์
เบื้องต้นประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรขั้วเหนือ (N)  และขั้วใต้ (S) วางไว้ใกล้กันระหว่างกลางของขั้วแม่เหล็กทั้งสอง
มีขดลวดถูกพันบนแกนวางอยู่ ต่อปลายขดลวดออกมาภายนอกเพือไว้จ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไป แกนขดลวด
ถูกวางอยู่บนเดือยแหลม ทำให้ขดลวดสามารถหมุนเคลื่อนที่รอบตัวเองได้อิสระ ถ้าจ่ายกระแสให้ไหลผ่านขดลวด
ส่งผลให้ขดลวดเกิดสนามแม่เหล้กไฟฟ้าขึ้นมา ขั้วของสนามแม่เหล้กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการพันขดลวด โดยขดลวดถูกพัน
ให้ได้ขั้วของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาเหมือนกับขั้วของแม่เหล้กถาวรที่วางอยู่ใกล้ ๆ เป็นผลให้สนามแม่เหล็กทั้งสอง
เกิดการผลักกัน ทำให้ขดลวดหมุนเคลื่อนที่ไปจากตำแหน่งปกติ โครงสร้างของมิเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น แสดงดังรูปที่ 1.2


จากรูปที่ 1.2 ก. เป็นโครงสร้างมิเตรอ์ไฟฟ้าเบื้องต้น ที่มองจากด้านหน้าของมิเตอร์ขดลวดที่พันบนแกนจะมีขั้วกำกับการ
จ่ายแรงดันให้ตายตัว คือ ด้านซ้ายเป็นขั้วลบ  (-)  ด้านขวาเป็นขั้วบวก  (+)  การจ่ายแรงดันเช่นนี้เพื่อต้องการให้ขณะจ่าย
แรงดันไฟฟ้าเข้าไปจะทำให้ขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมีขั้วเหมือนกับแม่เหล้กถาวรที่วางอยู่ด้านข้าง ทำให้เกิดอำนาจการผลัก
ดันกันของสนามแม่เหล็กทั้งสองการบ่ายเบนไปของส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าถ้าจ่ายแรงดันสลับขั้วไปจากที่กำหนดสนามแม่เหล็ก
ไฟฟ้าที่เกิดขั้นจะเป็นขั้วตรงข้ามกับขั้วสนามแม่เหล้กถาวร เกิดอำนาจดึงดูดกันไม่เกิดการบ่ายเบนของส่วนแม่เหล็กไฟฟ้า
             ส่วนที่ 1.2 ข.  เป็นโครงสร้างของมิเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น ที่มองจากด้านบนลงไปในขณะที่จ่ายแรงดันให้กับขั้วทั้งสอง
ของขดลวดตามขั้วแรงดันที่กำกับไว้ ทำให้เกิดอำนาจแม่เหล้กที่ผลักกันส่งผลให้เกิดการบ่ายเบนไปของส่วนแม่เหล้กไฟฟ้า
และเข็มชี้ที่ยึดติดไว้

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

การบ่ายเบนไปของแม่เหล้กไฟฟ้าดังกล่าวจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เกิดขึ้น อำนาจแม่เหล็กไฟฟ้า
เกิดขึ้นน้อยเกิดการบ่ายเบนน้อย อำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นมากเกิดการบ่ายเบนมาก อำนาจแม่เหล็กดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับ
ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าไปขดลวดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไหบมากอำนาจแม่เหล้กไฟฟ้าเกิดมากแม่เหล้กไฟฟ้า
บ่ายเบนไปมากกระแสไหลน้อยอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดน้อยแม่เหล็กไฟฟ้าบ่ายเบนไปน้อย
             ทิศทางการบ่ายเบ่นของแม่เหล็กไฟฟ้า หาได้จากกฎมือซ้ายของเฟรมมิ่ง ซึ่งกล่าวไว้ดังนี้ ให้กางนิ้วหัวแม่มือ นิ้วชี้ และ
นิ้วกลาง ของมือซ้ายออก โดยให้นิ้วทั้งสองตั้งฉากซึ่งกันและกันนิ้วหัวแม่มือจะชี้ไปในทิศทางการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กไฟฟ้า
นิ้วชี้จะชี้ไปในทิศทางการเคลื่อนที่ของเส้นแรงแม่เหล็ก นิ้วกลางจะชี้ไปในทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสอิเล็กตรอน
              เมื่อใช้นิ้วทั้งสามวางในทิศทางที่ถูกต้องจะสามารถหาทิศทางการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กไฟฟ้าได้กฤมือช้ายของเฟรมมิ่ง
และทิศทางการเคลื่อนที่แสดงดังรูปที่ 1.3


จากรูปที่ 1.3 เมื่อมีกระแสไหลเข้าไปในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า แรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Force) มิทิศทาง
เป็นไปตามกฤมือซ้ายของเฟรมมิ้ง เกิดจากกระแสและสนามแม่เหล็กบนขดลวดแม่เหล้กไฟฟ้า จึงเกิดแรงบิดขึ้นบนแกนหมุน
แม่เหล็กไฟฟ้าเกิดการหมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

โครงสร้างของมิเตอร์
                   มิเตอร์ไฟฟ้าชนิดเข็มที่นิยมใช้งาน จะอาศัยหลักการหมุนตัวของขดลวด  (Coil) ที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก
(Magnetic Field) ของแม่เหล็กถาวร(Permanen : Maget) ขณะที่มีกระแสไฟตรงไหลผ่านขดลวด มิเตอร์ชนิดนี้ถูกเรียกว่า
มิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนที่ (Moving Coil Type Meter) ลักษณะเบื้องต้นของมิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนที่ เป็นมิเตอร์
วัดกระแสไฟตรงเพราะต้องให้มีกระแสไฟตรงไหลผ่านขดลวด จึงเกิดสนามแม่เหล้กขึ้นที่ขดลวดมิเตอร์ชนิดนี้ชื่อเรียกว่า
คาร์สันวาล์มิเตอร์ (D'Arsonval Meter) ลักษณะโครงสร้างแสดงดังรูปที่ 1.4

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

ส่วนประกอบที่สำคัญของมิเตอร์ชนิดขดลวดที่พันอยู่บนกรอบอะลูมิเนียมสี่เหลี่ยม ขดลวดจะเกิดสนามแม่เหล้กไฟฟ้า
ขั้นมาเมื่อมีกระแสไฟตรงไหลผ่าน เรียกส่วนนี้ว่าอาร์เมเจอร์ (Armature) ตอนกลางของอาร์เมเจอร์มีแกนเหล็กอ่อนทรงกระบอก
เป็นแกน ด้านซ้ายและด้านขวาของอาร์เมเจอร์มีแท่นแม่เหล็กถาวรวางอยู่ ลักษณะอาร์เมเจอร์ แสดงดังรูปที่ 1.5   

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

ส่วนบนล่างของอาร์เมเจอร์มีเดือยแหลมวางอยู่บนรอยเดือย เพื่อทำให้อาร์เมเจอร์สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ
ในบริเวณเดือยบนล่างจะมีสปริงกันหอยติดอยู่ ทำหน้าที่เป็นตัวบังคับการเคลื่อนที่ของอาร์เมเจอร์ให้อยุ่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง
และที่ส่วนบนของอาร์เมเตนอร์มีเข็มชี้ติดอยู่ เพื่อชี้สเกลของการวัดค่า เข็มชี้จะบ่ายเบนไปตามการบ่ายเบนของอาร์เมเจอร์
ลักษณะเดือยรองเดือย และสปริงกันหอยแสดงในรูปที่ 1.6

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

เมือ่จ่ายกระแสไฟตรงเข้ามาที่ขดลวด ทำให้ขดลวดเกิดสนามแม่เหล้กไฟฟ้าขึ้นมา ขั้วสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้น
มีขั้วเหมือนกับขั้วของแม่เหล็กถาวร คือ ด้านซ้ายมือขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นขัวเหนือ (N) ด้านขามือแม่เห,้กไฟฟ้าเป็นขั้วใต้ (S) เกิดการผลักดันกันของสนามแม่เหล็กทั้งสองทำให้อาร์เมเจอร์บ่ายเบนไปการบ่ายเบนไปของอาร์เมเจอร์ขึ้นอยู่กับปริมาณของ
กระแสที่ไหนเข้ามาถ้าจ่ายกระแสเข้ามาน้อย สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดน้อย อำนาจกระผลักดันน้อย เกิดการบ่ายเบนน้อย
ถ้าจ่ายกระแสนเข้ามามากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดมาก อำนาจกระผลักดันมา เกิดการบ่ายเบนมาก ลักษณะการบ่ายเบน
ของอาร์เมเจอร์แสดงดังรูปที่ 1.7

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

แรงบิด    และข้อดีข้อเสียของมิเตอร์คาร์สัวาล์

                 แรงที่เกิดจากากรผลักดันกันของสนามแม่เหล็กสองสนามในคารสันวาล์มิเตอร์ หาได้จากสมการดังนี้

                                                   F =  NBIL
   

                    เมื่อ   F     =   แรงที่เกิดขึ้น  หน่วยนิวตัน (N)
                           N     =   จำนวนรอบของขดลวดเคลื่อนที่
                           B     =   ความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็ก หน่วยเวเบอร์/ตารางเมตร (Wb/m2)
                           I      =   กระแสที่ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ หน่วยแอมแปร์  (A)
                           L     =   ด้านยาวของกรอบพันขดลวดเคลื่อนที่ หน่วยเมตร (M)

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

 รูปที่ 1.8 แสดงส่วนกว้างและส่วนยาวของขดลวดเคลื่อนที่

            แรงบิต (Torque) ที่เกิดขึ้น  =  แรงที่เกิดขึ้น x ระยะทางตั้งฉากของกรอบ
                                     T  =  Fb
            นำสมการ (1-1) แทนในสมการ (1-2) จะได้
                                     T  =  NBILb
                            แต่      A  =  Lb
            ดังนั้น                    T  =  NBIA


            เมื่อ b  =   ระยะที่ตั้งฉากของกรอบพันขดลวดเคลื่อนที่ หน่วยเมตร (m)
                 T  =  แรงบิตที่เกิดขึ้น                           หน่วยนิวตัน - เมตร (N-m)
                 A  =  พื้นที่ในกรอบขดลวดเคลื่อนที่               หน่วยตารางเมตร (m^2)

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

มิเตรอร์แบบคาร์สันวาล์ถือได้ว่าเป็นมิเตอร์เบื้องต้นที่สามารถ
นำไปวัดค่าปริมาณทางไฟฟ้าได้ โดยแสดงค่าการวัดออกมาในรูป
ของเข็มชี้บ่ายเบนไป  ปริมาณที่เกิดขึ้นเกิดจากขนาดของกระแส
ไฟตรงที่จ่ายผ่านให้มิเตอร์ ค่ากระแสดังกล่าวจะมีขนาดที่จำกัด
ในปริมาณที่น้อย ๆ เพราะขดลวดเคลื่นที่ที่รองรับกระแสมีขนาด
เล็กจึงถูกจำกัดในค่าปริมาณที่ทำการวัดการใช้งานของมิเตอร์
ทั่วไปทำได้โดยดังแปลงคาร์สัวาล์มิเตอร์ไปให้งาน ข้อดี ข้อเสีย
ของคาร์สันวาลมิเตอร์สรุปได้เป็นข้อ ๆ ดังนี้


ข้อดี
        1. สูญเสียกำลังไฟฟ้าขณะทำการวัดน้อย
        2. ไม่มีการสูญเสียพลังงานแม่เหล็ก
        3. มีอัตราส่วนแรงบิดต่าน้ำหนักสูง
        4. สเกลหน้าปัดมีขนาดเท่ากันโดยสม่ำเสมอ
        5. ความเข็มของสนามแม่เหล็กสูงมาก จนสนามแม่เหล็กภายนอกไม่มีผลต่อการทำงาน
        6.  กระแสไหลวนในมิเตอร์ส่งผลให้เกิดแรงบิดเพิ่มขึ้น
        7.  สามารถเพิ่มย่านการวัดได้โดยดัดแปลงอุปกรณ์เล็กน้อย เมื่อนำไปทำเป็นโวลต์มิเตอร์หรือแอมมิเตอร์

        ข้อเสีย
        1. กระทบกระเทือนมาก ๆ ไม่ได้ เพราะอาจทำให้เกิดการขดงอของเดือย และการแตกหักของรองเดือยได้
ส่งผลให้มิเตอร์ชำรุดเสียหาย
        2. อาจเกิดความคลาดเคลื่อนขึ้นได้จากอายุการใช้งานของมิเตอร์ ทำให้สปริงก้นหอยและแม่เหล็กถาวรเสื่อมลง
        3. เนื่องจากโครงสร้างที่บอบบาง จึงต้องใช้เครื่องมือและอุปกรณ์มาประกอบร่วมในมิเตอร์ชนิดมีประสิทธิภาพสูง

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

คาร์สันวาลมิเตอร์ชนิดห้อยแหขวนด้วยแถบดึง

            คาร์สันวาล์มิเตอร์ชนิดใช้เดือยและรองเดือย มีข้อเสียตรงที่เมื่อมเตอร์ถูกกระทบกระเทือนแรง ๆ เช่น ตกหล่น
จะมีผลต่อตัวเดือยและรองเดือย ทำให้แตกหักคดงอชำรุดเสียหาก และในขณะส่วยอาร์เมเจอร์เคลื่อนที่เกิดแรงเสียดทาน
ระหว่างตัวเดือยและรองเดือย ส่งผลต่อการวัดที่ผิดพลาด การพัฒนาคาร์สันวาล์มิเตอร์อีกชนิดหนึ่ง โดยเปลี่ยนส่วนเดือย
และรองเดือยมาเป็นแถบดึงสามารถยึดหยุ่นและรับแรงกระแทกได้ดี โดครงสร้างแสดงดังรุปที่ 1.10

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

จากรูปที่ 1.10  เป็นโครงสร้างของมิเตอร์ชนิดห้อวยแขวนด้วยแถบตึง ส่วนประกอบต่าง ๆ คล้ายกับมิเตอร์แบบเดือย
และรองเดือย คือมีแม่เหล็กถาวรมีขดลวดเคลื่อนที่ มีแกนเหล็กทรงกระบอกมีเข็มชี้ เช่นเดียวกันในส่วนที่แตกต่างกันออกไปคือ
ไม่มีสปริงก้นหอย ไม่มีเดือยและรองเดือยใช้แถบตึงและสปริงยึดอาร์เมเจอร์แทน
         อาร์เมเจอร์จะถูกยึดให้ลอยอยู่ในสนามแม่เหล้กถาวร โดยใช้แถบตึงหรือแถบโลหะแบบ (Ribbon) ยึดส่วนบนล่าง
ของอาเมเจอร์ และมีท่อทรงกระบอกเป้นตัวช่วยบังคับการสั่นคลอนของส่วนอาร์เมเจอร์ พร้อมกับช่วยรองรับการสั่นสะเทือน
แรง ๆ เช่น การตกหล่น หรือถูกระแทกแรง ๆ เป็นการช่วยป้องกันการชำรุดเสียหายของส่วนอาร์เมเจอร์ได้
         การทำงานของมิเตอร์ชนิดนี้ เมื่อมีกระแสจ่ายเข้ามาที่ขดลวดเคลื่อนที่ทำให้ขดลวดเคลื่อนที่เกิดอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น
มีขั้วแม่เหล็กเหมือนกับขั้วแม่เหล็กถาวรที่วางอยู่ใกล้ ๆ เกิดแรงผลักดันซึ่งกันและกัน ขดลวดเคลื่อนที่และเข็มชี้บ่ายเบนไป ขณะ
ที่ขดลวดเคลื่อนที่บ่ายเบนไปแถบตึงจะเกิดการบิดตัวไปตามการบ่ายเบนของขดลวดเคลื่อนที่ ถ้าจ่ายกระแสให้น้อยขดลวดเคลื่อนที่
บ่ายเบนไปน้อวยแถบตึงบิดตัวไปน้อย ถ้าจ่ายกระแสให้มากขดลวดเคลื่อนที่บ่ายเบนไปมากแถบตึงบิดตัวไปมาก
         เมื่องดจ่ายกระแสไฟตรงให้ขดลวดเคลื่อนที่ ขดลวดเคลื่อนที่หมดอำนาจเแม่เหล็กไม่มีการผลักดันกันระหว่างสนาม
แม่เหล็กไฟฟ้า แถบตึงเกิดการบิดตัวกลับเข้าสู่สภาพปกติดขดลวดเคลื่อนที่และเข็มชี้จะเคลื่อนกลับเข้าสู่ตำแหน่งปกติ ข้อดีข้อเสีย
ของคาร์สันวาลมิเตอร์ชนิดห้อยแขวนด้วยแถบตึง สรุปได้ดังเป็นข้อ ๆ ดังนี้

        ข้อดี
         1. ไม่เกิดแรงเสีดทานเหมือนแบบเดือยและรองเดือย
         2. มีความทนทานมากขึ้นต่อการระทบกระเทือนแรง ๆ
         3. นำไปสร้างใช้งานได้ดีกับเครื่องมือวัดชนิดความเที่ยงตรงสูง
         4. ใช้วัดค่าได้ดีในที่ที่มีการสั่นสะเทือน โดยเกิดความผิดพลาดต่ำ
         5. นำไปใช้สร้างเป็นเครื่องมือวัดชนิดพกติดตัวได้
         6. นำไปใช้งานกับเครื่องมือวัดชนิดอื่น ๆ ได้
        ข้อเสีย
         1. ไม่สามารถสร้างได้กับมิเตอร์ชนิดอาร์เมเจอร์มีน้ำหนักมาก ๆ
         2. โครงสร้างมีความสลับซับฐ้อนมากกว่าแบบเดือยและรองเดือย
         3. ต้นทุนการผลิดสูงทำให้มีราคาแพงมากกว่าแบบเดือยและรองเดือย

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

คาร์สันวาล์มิเตอร์ชนิดแถนเป็นแม่เหล็ก

             จากการพัฒนาการผลิตแม่เหล็กถาวร และจากากรใช้เทคโนโลยี่ที่ทันสมัย ทำให้สามารถผลิดโลหะพวกสาร
เฟอโรแมกเนติก (Ferromagnetic) เป็นสารที่อำนาจแม่เหล็กสมารถดึงดูดได้แรง เป็นพวกโลหะผสม นิยมนำมาใช้ในการผลิด
แม่เหล็กถาวรคุณภาพสูง สรที่นิยมใช้คือ อัลนิโค (Alnico) ให้ความเข็มของสนามแม่เหล็กสูง และมีขนาดเล็ก จากการพัฒนาเทค
โนโลยีดังกล่าว จึงได้มีการผลิตมิเตอร์คาสันวาล์อีกชนิดขึ้นมา เป็นชนิดแกนเป็นแม่เหล็ก (Cre Magnet) คือ แกนทรงกระบอก
ที่อยู่ตอนกลางอาร์เมเจอร์ ถูกผลิตขึ้นมาให้เป็นแม่เหล็ก แทนที่จะเป็นก้นสนามแม่เหล็กจากภายนอกจะเข้ามารบกวนสนามแม่เหล็ก
ภายใน ช่วยให้มิเตอร์มีประสิทธิภาพมากขั้นลักษณะโครงสร้างและส่วนประกอบของคาร์สันวาล์มิเตอร์ชนิดแกนเป็นแม่เหล็ก

การผลิตมิเตอร์ชนิดนี้ขึ้นมา ทำให้สามารถนำมิเตอรืไปใช้งานได้กว้างขวางมากขึ้น เช่น มีเตอร์ชนิดนี้เข็มชี้แสดงค่ามากว่า
1 ชุด มิเตอร์ที่ใช้งานบนเครื่องบิน เพราะสามารถสร้างให้มิเตอร์มีน้ำหนักเบา

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

ต้นเหตุความผิดพลาดของมิเตอร์และการใช้

     ความผิดพลาดของมิเตอร์และการใช้ เกิดขึ้นได้จากสาเหตุหลายประการ ดังนั้นการใช้มิเตอร์ด้วยความระมัดระวังและหลีกเลี่ยง
ความผิดพลาดต่าง ๆ แล้ว ย่อมทำให้มิเตอร์เกิดความผิดพลาดน้อยลง และช่วยเพิ่มอายุการใช้งานมิเตอร์ได้มากขึ้น สาเหตุความ
ผิดพลาดเกิดได้ดังนี้
       1. สนามแม่เหล็กภายนอก    เมื่อนำมิเตอร์ไปวัดปริมาณไฟฟ้าใกล้วายไฟฟ้าที่มีกระแสดไฟฟ้าไหลสูง หรือใกล้กับสนาม
แม่เหล็กแรง ๆ สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าดังกล่าวจะมีผลต่อสภาวะการบ่วยเบนของเข็มมิเตอร์
       2. ความร้อนในตัวมิเตอร์    เมื่อมีกระแสไหลผ่านมิเตอร์ในระยะแรกอุณหภูมิของส่วนต่าง ๆ ในมิเตอร์จะเพิ่มขึ้นทำให้
ค่าการวัดที่แสดงออกมาเปลึ่ยนไปเข็มชี้ของมิเตอร์ไม่คงที่ต้องรอชั่วขณะหนึ่ง ให้อุณหภูมิภายในมิเตอร์ปรับตัวจนคงที่ก่อน
ค่าการวัดที่ได้จึงจะถูกต้องมากขึ้น ช่วยลดความผิดพลาดลง
       3. อุณหภูมิบริเวณโดยรอบมิเตอร์ มาตรฐานของมิเตอร์ในการปรับแต่งสเกลและการแสดงค่า มักกำหนดค่าในห้องทดลอง
ที่มีอุณหภูมิคงที่ หากนำมิเตอร์ไปใช้งานในบริเมณที่มีอุณภูมิสูงมากหรือต่ำมาก กว่าค่าอุณหภูมิที่กำหนดไว้ ก็ย่อมมีผลต่อการแสดง
ค่าผิดพลาดออกมาได้
       4. การเสียดสีของส่วนเคลื่อนไหว มิเตอร์ชนิดเดือยและรองเดือย มีส่วนเสียดสีกันของเดือยและรองเดือย ทำให้การบ่ายเบนไปของอาร์เมเจอร์ผิดพลาดไปได้
       5. การเสื่อมอายุ   ส่วนประกอบของมิเตอร์เมื่อใช้งานไปนาน ๆ ย่อมเกิดการสึกหรอหรือเสี่อมโทรมตามอายุ
ไปด้วยทำให้เกิดความผิดพลาดขึ้นได้
       6. เข้มชี้เคลื่อนจากศูนย์ ปกติของเมิเตอร์ขณะไม่ได้ใช้งาน เข็มชี้ของมิเตอร์มักชี้ค่าที่เลขศูนย์เสมอ เมื่อมีการใช้งานไปนานวันอาจมีผลให้อุปกรณ์ส่วนประกอบเสื่อมลงตามไปด้วยเช่น สปริงบังคับในส่วน
เคลื่อนไหวอาจเกิดการล้าขึ้นได้ ทำให้เข็มชี้เคลื่อนจากศูนย์ ดังนั้นก่อนการใช้มิเตอร์ต้องหมั่นตรวจสอบตำแหน่งเข็มชี้
ให้อยู่ที่เลขศูนย์เสมอ หากเกิดคลาดเคลื่อนไปต้องทำการปรับแต่งสกรูที่หน้าปัดมิเตอร์ก่อนการใช้งาน
การปรับตำแหน่งเข็มชี้แสดงดังรูปที่ 1.12

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

 7. ลักษณะการใช้งาน ขณะใช้มิเตอร์วัดปริมาณไฟฟ้าต้องจัดวางมิเตอร์ให้อยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนมั่นคง ไม่เกิดการเอียง
หรือตะแคง ไม่เกิดการสั่นคลอนหรือเคลื่อนไหว เพราะสิ่งเหล่านี้มีผลต่อการวัดค่าที่ผิดพลาดได้
       8. ตัวผู้วัด การใช้งาน การวัดค่า การอ่านค่าเป็นส่วนสำคัญ หากผู้วัดไม่มีความชำนาญหรือขาดความระมัดระวังที่ดีพอ
ทำให้เกิดความผิดพลาดขึ้นได้เสมอ
       9.การเปลี่ยนแปลงของปริมาณไฟฟ้า ปริมาณไฟฟ้าที่วัดออกมาเป็นแรงดัน กระแสความต้านทานและกำลังไฟฟ้า
หากขณะทำการวัดมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา การแสดงค่าของมิเตอร์ย่อมเปลี่ยนแปลงการอ่านค่าที่ถูกต้องทำได้ยาก

[สุวัฒน์ หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก ผู้ดูแลระบบเว็บบอร์ด]

บทสรุป
   
   มิเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่นำหลักการของแม่เหล็กถาวร กับเแม่เหล็กไฟฟ้ามาใช้งานทำให้เกิดการบ่ายเบนของ
เช็มของขดลวดโดยขดลวดถูกวางอยู่บนเดือยแหลมสามารถบ่ายเบนได้สะดวก ตอนกลางขดลวดมีเข็มชี้ติดอย
ู่ เมื่อขดลวดบ่วยเบนไปจะทำให้เข็มชี้บ่ายเบนตามไปด้วย เมื่อกำหนดสเกลหน้าปัดที่เข็มชี้บ่ายเบนไปก็จะได้มิเตอร์
ใช้ในการวัดปริมาณไฟฟ้าได้  คาร์สันวาล์มิเตอร์ เป็นมิเตอร์เบื้องต้นที่ถูกผิดขึ้นมาใช้งาน ประกอบด้วยโครงสร้าง
ที่สำคัญคือ แม่เหล็กถาวร เข็มชี้ สปริงก้นหอยแกนเหล้กอ่อน ขดลวดเคลื่อนที่ การบ่ายเบนของเข้มมิเตอร์เกิดขึ้น
เมื่อจ่ายกระแสให้ไหลผ่านเข้าไปในขดลวดเคลื่อนที่ขดลวดเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าผลักดันเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าๆ
ลักดันกับสนามแม่เหล็กถาวร การบ่ายเบนเข็มชี้มาหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนกระแสที่ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ กระแสไหลผ่าน
มากาจะบ่ายเบนมาก กระแสไหลผ่านน้อยรจะบ่านเบนน้อย  คาร์สันวาล์มิเตอร์ถูกพัฒนาโครงสร้างไปหลายแบบ เพื่อให้การทำงาน
การใช้งานของมิเตอร์ มีคุณภาพและประสิทธิภาพมากขึ้นจึงได้ผลิดคาร์สันวาล์มิเตอร์แบบห้อยแขวนด้วยแถบตึงขึ้นมา
โดยการใช้แบตึงหรือแถบตึงรหือแถบโลหะแบนเข้าแทนที่เดือยและรองเดือย ช่วยให้มิเตอร์รับแรงกระทบกระแทกได้มากขึ้น
มีความทนทานในกระใช้งานมาก คาร์สันวาล์มิเตอร์อีกแบบหนึ่งเป็นชนิดแกนเป็นแม่เหล็ก ช่วยลดขนาดของคาร์สันวาล์มิเตอร์ลง
นำไปใช้งานได้กล้างขวางมากขึ้น  ความผิดพลาดของมิเตอร์แลการใช้งาน เกิดได้จากสาเหตุหลายประการ
ดังนั้นความระมัดระวังในการใช้มิเตอร์ และหลีกเลี่ยงความผิดพลาดต่าง ๆ แล้วย่อมจะช่วยให้ความผิดพลาดลดลงได้
และช่วยเพิ่มอายุการใช้งานมิเตอร์ให้ยาวนานมากขึ้น