อิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์ ( Electrodynamometer )

อิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์ (Electrodynamometer)

          อิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์จะมีลักษณะคล้ายกับมูฟเม้นท์มิเตอร์แบบ ดี-อาร์ซองวาล โดยแทนที่แม่เหล็กถาวรด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ( Electromagnet ) ซึ่งเป็นขดลวดอยู่กับที่ (Fixed coil) แต่แยกเป็นสองส่วน เพื่อให้เกิดสนามแม่เหล็กในบริเวณที่ส่วนขดลวดเคลื่อนที่ ( Moving coil )  ขดลวดอยู่กับที่ (Fixed coil) จะใช้ลวดขนาดใหญ่ เพื่อให้เกิดค่าแอมแปร์-รอบ มากพอที่จะเกิดแรงบิดให้เข็มเบี่ยงเบนได้พอเพียง เรียกขดนี้ว่า ขดกระแส ( Current Coil ) ส่วนขดลวดที่เคลื่อนที่เรียกว่า ขดแรงดัน ( Voltage Coil ; Moving Coil) ผลของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดกระแสและขดลวดแรงดัน ที่กระท้าต่อกัน เมื่อมีกระแสผ่านจะท้าให้เกิดแรงบิดเช่นเดียวกับมูฟเม้นท์มิเตอร์แบบ ดี-อาร์ซองวาล แรงบิดนี้จะถูกต้านโดยสปริง ซึ่งใช้เป็นทางผ่านของกระแสที่เข้าสู่ขดลวดแรงดันด้วย เข็มชี้ที่ติดตั้งบนส่วนเคลื่อนที่ จะแสดงขนาดของปริมาณซึ่งอาจปรับเทียบเป็นค่าโวลท์ , แอมแปร์ หรือ วัตต์ 

โครงสร้าง

- ถ้าแทนที่แม่เหล็กถาวรใน PMMC ด้วยขดลวดที่ยึดติดกับที่แล้วปล่อยกระแสไหลผ่านทั้ง
ขดลวดที่อยู่กับที่และที่ขดลวดหมุน จะเกิดแรงบิดทำให้ขดลวดเคลื่อนที่เช่นเดียวกับใน
กรณีของ PMMC ที่ใช้ในเครื่องวัดกระแสตรง โดยแรงบิดจะขึ้นผลคูณของกระแสที่ขดลวดทั้งสอง

การประยุกต์เป็นเครื่องวัด

- แอมป์ มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์ โดยการต่อขดลวดทั้งสองอนุกรมกันและ

ต่อชันต์เพื่อแบ่งกระแสไม่ให้เกินขีดจำกัดของขดลวดเคลื่อนที่

    การเบี่ยงเบนของเข็มจะเป็นสัดส่วนกับกระแส rms ยกกำลังสอง

- โวลต์มิเตอร์แบบอิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์ โดยการต่อขดลวดทั้งสองอนุกรมกันและอนุกรมกับตัวต้านทาน

  อิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์ จะสามารถทนกระแสได้สูงกว่า มูฟเม้นท์มิเตอร์แบบ ดี-อาร์ซองวาล เมื่อไม่มีความต้านทานต่อขนานเพิ่มเข้าไป แต่จะมีความไวต่้ากว่า โดยทั่วไปแล้วจะประมาณ 20 - 100 Ω / V

แสดงอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์มูฟเม้นท์

           จากรูป เป็นลักษณะโครงสร้างของอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์มูฟเม้นท์ที่น้ามาใช้เป็นอิเล็กโทรไดนาโม มิเตอร์ที่ใช้วัดกระแสได้สูงขึ้นโดยการต่อความต้านทานขนานกับส่วนของขดลวดเคลื่อนที่

หรือน้ามาวัดแรงดันโดยการต่อความต้านทานอนุกรมเข้าไปนั่นเอง

          รูปแสดงการนำอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์มาวัดกระแส และแรงดันจากรูป ก เป็นการต่อความต้านทานขนานกับ Moving coil เพื่อใช้เป็นแอมมิเตอร์ และจากรูป ข เป็นการต่อความต้านทานอนุกรม ( Multiplier ) เพื่อใช้เป็นโวลท์มิเตอร์

ลักษณะจำเพาะของเครื่องวัดแบบอิเล็กโตรไดนาโมมิเตอร์

1. สเกลของแอมมิเตอร์และโวลท์มิเตอร์จะมีลักษณะกฎก้าลังสอง โดยประมาณ ส่วนสเกลของวัตต์

มิเตอร์จะมีลักษณะเป็นเชิงเส้น

2. ต้นทุนในการผลิตสูงกว่า และมีการสูญเสียก้าลังสูงกว่าเครื่องวัดแบบ PMMC

3. ใช้วัดค่า rms ของรูปคลื่นกระแสสลับ โดยไม่ค้านึงถึงรูปร่างของคลื่น

4. เหมาะส้าหรับใช้ทั้งวงจรกระแสตรงและกระแสสลับ โดยไม่ถูกกระทบกระเทือนโดยความถี่บางรุ่น

สามารถใช้ในพิสัยความถี่จากกระแสตรงถึง 25 KHz

5. สนามแม่เหล็กรายรอบจะมีผลกระทบต่อการท้างานของเครื่องวัดแบบนี้ ดังนั้นจะต้องวางชุด

ขดลวดภายในส่วนที่ห่อหุ้ม เพื่อป้องกันสนามแม่เหล็กภายนอก

      

เเหล่งที่มา 
- หนังสือ การวัด เเละ เครื่องวัดไฟฟ้า ผู้เขียน รศ.ดร. เอก ไชยสวัสดิ์ 

- หนังสือ Elements of Electrical and Electronic Instrumentation ผู้เขียน  Kurt S. Lion