มิเตอร์ทดสอบเอนกประสงค์ (function generator)

---

"มิเตอร์ทดสอบเอนกประสงค์ (function generator) คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างสัญญาณไฟฟ้า ที่มีค่าและลักษณะต่าง ๆ ในการทดสอบและประยุกต์ใช้ในงานทางวิทยุ อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ซึ่งมีลักษณะที่ทำให้สามารถปรับค่าไฟฟ้าได้ตามความต้องการ วันนี้ทาง สุพรีมไลนส์ จะขอแนะนำ มิเตอร์ทดสอบเอนกประสงค์ MULTI FUNCTION TESTER เป็นมิเตอร์ที่วัดค่าทางไฟฟ้าหลายฟังก์ชั่นในมิเตอร์ตัวเดียวกัน แบ่งกลุ่มของมิเตอร์ได้ ดังนี้

• มัลติฟังก์ชั่น มิเตอร์วัดค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้า Digital Insulation Tester + มิเตอร์วัดค่าความต่อเนื่อง Continuity Tester + มิเตอร์วัดค่าความต้านทานของระบบลูป (Loop Resistance Tester) และ RCDs ได้ในตัวเดียวกัน (ตัวอย่างของมิเตอร์คือรุ่น KEW 6516 KEW 6516BT)
• ค่าความเป็นฉนวน + ค่าความต่อเนื่อง + ค่าความต้านทานของสายดิน (Earth Loop Impedance) + ค่า PSD, Prospective Short Circuit Current หรือค่ากระแสลัดวงจร ณ จุดวัด (ถ้าเกิด fault ลงดิน) + ค่าเวลาที่ใช้ในอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่ว RCD/ELCB ใช้ในการทริปตัดวงจร
• มัลติฟังก์ชั่นที่วัดค่าได้ 8 ฟังก์ชั่น (ชนิด) คือ เพิ่มจากมัลติฟังก์ชั่นรุ่น ในข้อ 2. อีก 3 ฟังก์ชั่นคือ วัดค่าความต้านทานของดิน + การหมุนของเฟส Phase Rotation + วัดค่าแรงดันไฟฟ้า
• มัลติมิเตอร์วัดค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้า + ค่าความต้านทานดิน + ค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ คือมัลติฟังก์ชั่นมิเตอร์

หลักการเลือกใช้ (TEMPERATURE CONTROLLER)

---

วิธีการเลือกใช้ Temperature Controller เราจำเป็นจะต้องรุ้ข้อมูลเบื้องต้น

* แหล่งจ่ายไฟ : 110V /240V หรือ 24VDC

* ช่วงวัดอุณหภูมิที่ใช้งาน เช่น 0-600C หรือ-50-300C

* ชนิดเอาท์พุต เช่น รีเลย์ แรงดัน ลีเนียร์ SSR

* ระบบการควบคุม ON/OFF PID FUZZY

*ชนิดอินพุต เช่น เทอร์มอคับเปิ้ล PT100 เทอร์มิสเตอร์

* ขนาดตัว Temperature Controller

FY-400 ขนาด 48x48

FY-600 ขนาด 96x48

FY-700 ขนาด 72x72

FY-800 ขนาด 48x96

FY-900 ขนาด 96x96

* จำนวนเอาท์พุต อลาร์ม ที่ต้องการ

* Communication : RS485 ,กระแส 4-20mA โปรแกรม RAMP/SOAK

เครื่องควบคุมอุณหภูมิแบบดิจิตอล DIGITAL TEMPERATURE CONTROLLERรุ่น FY SERIES

คุณสมบัติ Temperature Controller FY Series

รุ่น		FY-400	FY-600	FY-700	FY-800	FY-900
ขนาด		48x48มม	96x48มม	72x72มม	48x96มม	96x96มม
อินพุต (input)		เทอร์มอคัเปิ้ล K,J,R,S,B E N T W5RE/W26RE ,PL2 U L อาร์ที่ดี PT100 JPT100 JPT50 แรงดัน 0-10V 0-5V 0-10V 1-5V 2-10V-10-10mV 0-20mV 0-50mV 10-50mV
หน่ายความจำ		Non-volatile memory E PROM
ความแม่นยำ		0.2% FS
เวลาการสุ่มสัญญาณ		250ms
ย่าน PID		P : 0-200% I : 0-3600 Secs D : 0-900 Secs
เอาต์พุต	รีเลย์	SPST3A220V	SPDT3A 220V	SPDT 3A 220V	PDT 3A 220V	PDT 3A 220V
	พัสส์	สำหรับขับ SSR ON :24V OFF :OV ขับกระแสโหลดสูงสุด 560 Ω
	กระแส	4-20mA 0-20mA ความต้านทานโหลดสูงสุด 20mA
	แรงดัน	แรงดัน 0-10V 1-5V 2-10V ขับกระแสโหลดสูงสุด 20mA
อลาร์ม 1		SPST3A220V	SPST3A220V	SPST3A220V	SPST3A220V	SPST3A220V
แรงดันไฟเสี้ยง		AC 85-265V 50-60Hz
สิ้นเปลื่องพลังงาน		ประมาณ 3VA	ประมาณ 4VA	ประมาณ3VA	ประมาณ 4VA	ประมาณ 4VA
น้ำหนัก		150 กรัม	225กรัม	225กรัม	225กรัม	300กรัม

 

การควบคุมแบบอัตโนมัติ (Automatic Control)

---

การควบคุมแบบดั้งเดิมที่เป็น Manual Control คือ ใช้มนุษย์เป็นผู้ควบคุมทั้งหมด เช่น ปิด-เปิด วาล์วเองกดสวิตช์ หรือ ปุ่มจ่ายไฟเอง ในบัจจุบันได้ถูกแทนที่ด้วยการควบคุมแบบอัตโนมัตแล้วทั้งสิ้นเนื่องจากมีต้นทุนต่ำกว่า และมีเสถียรภาพสูงกว่า การควบคุมดังกล่าวจะเป็นลักษณะของการควบคุมแบบป้อนกลับ (Feedback Control) คือ มีการวัดและส่งค่าที่วัดกลับมายังส่วนควบคุม เพื่อคำนวณ และจ่ายสัญญาณควบคุมที่เหมาะสมไปยังอุปกรณ์ใช้งาน จากที่กล่าวมาการควบคุมแบบอัตโนมัติ จะต้องประกอบด้วย 3 ภาคเสมอ คือ

1. ภาคการวัด
   เช่น เทอร์โมคัปเปิล, หัววัดความชื้น มีหน้าที่วัดค่าที่โพรเซสแล้วส่งมายังภาคควบคุม
2. ภาคควบคุม
   เช่น เครื่องควบคุมอุณหภูมิ มีหน้าที่รับค่าจากภาควัด นำมาคำนวณแล้วส่งให้ภาคจ่าย
3. ภาคจ่าย
   เช่น ระบบทำความร้อน ตัวจ่าย คือ ฮีตเตอร์ ในระบบควบคุมอัตราการไหล ตัวจ่ายคือ วาล์วเป็นต้น มีหน้าที่เพีอหรือลดค่าที่ควบคุมอยู่ บางครั้งก็เรียกตัวจ่ายเหล่านี้ว่า Final Element

กำหนดให้

• SP คือ Setpoint หรือ ค่าที่ต้องการควบคุม เช่น ต้องการต้มน้ำที่ 100 C
• PV คือ Process Variable หรือ ค่าที่วัดมาจาก โพรเซส เช่น อุณหภูมิในถังน้ำที่อุณหภูมิปกติเป็น 30 C
• MV คือ Manipulated Variable หรือ สัญญาณควบคุมที่เครื่องควบคุมคำนวณได้มีหน่วยเป็น % (0-100 %)
• E คือ Error หรือ ผลต่างระหว่างค่าที่ต้องการควบคุมกับค่าที่วัดได้ (E = SP-PV)

---

การควบคุม

1. การควบคุมแบบ ON/OFF
   ใช้การ On/Off เมื่ออุณภูมิต่ำหรือสูงกว่า Set Point ค่า Error ของอุณหภูมิของค่า Pv จากค่า Set Point เพียงเล็กน้อย
2. การควบคุมแบบ PID
   ทำให้ค่า PV เกิด ค่า Error จาก Set Point น้อยมาก
3. การควบคุมแบบ PD
   มีลักษณะคล้าย PID แต่ประสิทธิภาพด้อยกว่า
4. การควบคุมแบบ 2-PD
   ควบคุมคล้าย PID เพิ่มความาสามารถคาดเดาค่าอุณหภูมิจริงที่เกิดขึ้นได้ ค่า PV ทำให้สามารถควบคุม ค่า PV ได้แม่นยำขึ้น
5. การควบคุมแบบ FUZZY
   ค่า PV มีค่าใกล้เคียงค่า Set Point หากมีการเปลี่ยนแปลงจากปัจจัยอื่น ๆ ที่ทำให้ค่า PV เปลี่ยนแปลงจากค่า Set Point ฟังก์ชั่นนี้จะช่วยปรับค่า PV ใกล้เคียงกับค่า Set Point

เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple)

---

เทอร์โมคัปเปิล คือ อุปกรณ์วัดอุณหภูมิโดยใช้หลักการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือความร้อนเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้า เทอร์โมคัปเปิลทำมาจากโลหะตัวนำที่ต่างชนิดกัน 2 ตัว นำมาเชื่อมต่อปลายทั้งสองเข้าด้วยกันที่ปลายด้านหนึ่ง เรียกว่าจุดวัดอุณหภูมิส่วนปลายอีกด้านหนึ่งปล่อยเปิดไว้ เรียกว่าจุดอ้างอิงหากจุดวัดอุณหภูมิ และจุดอ้างอิงมีอุณหภูมิต่างกันก็จะทำให้มีการนำกระแสในวงจรเทอร์โมคัปเปิลทั้งสองข้าง โดยเรียกอุณหภูมิคงที่ที่ใช้อ้างอิงนี้ว่า Reference Junction และได้มีการกำหนด Reference Junction ให้เป็น 0 °C

หลักการทำงานของเทอร์โมคัปเปิล Reference Junction

หลักการทำงานของเทอร์โมคัปเปิล คือ อาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิในการสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้น การที่แรงเคลื่อนไฟฟ้าค่าหนึ่งจะอ้างอิงเป็นอุณหภูมิค่าหนึ่งได้ แสดงว่าความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นนั้นจะต้องอ้างอิงกับอุณหภูมิค่าคงที่ค่าหนึ่งเสมอ โดยเรียกอุณหภูมิคงที่ที่ใช้อ้างอิงนี้ว่า Reference Junction และได้มีการกำหนด Reference Junction ให้เป็น 0 °C เพื่อให้การวัดอุณหภูมิเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน และกำหนดเป็นตารางมาตรฐานแสดงค่าอุณหภูมิเทียบกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วัดได้ แต่โดยทั่วไป เทอร์โมคัปเปิลจะทำการวัดที่อุณหภูมิห้อง (เช่น 25°C) นั่นคือไม่ได้เทียบกับ 0 °C แสดงว่าค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ได้ยังไม่ถูกต้อง หากนำไปอ่านค่าอุณหภูมิจากตารางมาตรฐานจะผิดพลาด จึงจำเป็นต้องมีการรักษา Reference Junction เพื่อให้การวัดอุณหภูมิเทียบกับ 0 °C ตลอดเวลา การรักษา Reference Junction ด้วยน้ำแข็งบริสุทธิ์

นำจุดต่อจุ่มลงในน้ำแข็งก่อนนำเข้าอุปกรณ์อ่านค่าอุณหภูมิ เพื่อให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ได้ เกิดจากการวัดอุณหภูมิเทียบกับ 0 °C จริงๆ แต่วิธีนี้เหมาะสำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการ ควรถ่ายน้ำออกเป็นระยะๆ และเติมน้ำแข็งไปด้วย ไม่สามารถใช้ในงานอุตสาหกรรมได้เนื่องจากการวัดอุณหภูมิในอุตสาหกรรม เป็นการวัดที่ต่อเนื่องตลอดเวลา และวิธีนี้ไม่สามารถทำให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิ ณ จุดต่อ เป็น 0 °C จริงๆ ได้ตลอด

---

การรักษา Reference Junction ด้วยวงจรไฟฟ้าแบบ Bridge

วิธีนี้ใช้ความต้านทานที่เปลี่ยนค่าตามอุณหภูมิ (Temperature Sensitive Resistor) Rt เช่น RTD หรือ Thermistor ต่อไว้ในวงจร Bridge เป็นตัวชดเชยอุณหภูมิห้องที่เปลี่ยนไป ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่อุปกรณ์อ่านค่าอุณหภูมิได้รับจะมาจาก 2 ส่วนรวมกัน คือ แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากเทอร์โมคัปเปิล ที่เกิดจากผลต่างอุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิที่จะวัดกับอุณหภูมิห้อง และแรงเคลื่อนไฟฟ้าชดเชยอุณหภูมิห้องจาก Rt ซึ่งเสมือนกับเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากผลต่างอุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิห้องกับ 0 °C นั่นคือ แรงเคลื่อนไฟฟ้ารวม จะมีค่าเท่ากับอุณหภูมิที่จะวัดเทียบกับ 0 °C นั่นเอง

หมายเหตุ : วงจรไฟฟ้าแบบ Bridge ดังกล่าวจะมีอยู่ในเครื่องวัดอุณหภูมิที่รับเทอร์โมคัปเปิลได้ทุกยี่ห้ออยู่แล้ว ผู้ใช้งานสามารถต่อเทอร์โมคัปเปิลเข้ากับขั้วต่อสายได้เลย