Ac voltmeter rectifier Type instrument

เครื่องวัดแบบเร็คติฟายเออร์ (Ac volt meter rectifier type instrument)
คือเครื่องวัดไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้หลักการของเครื่องวัดแบบ PMMC ทำงานร่วมกับวงจรเร็คติ
ฟายร์ โดยหน้าที่ของ วงจรเร็คติฟายร์ คือวงจรที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ ากระแสตรง ซึ่ง

ข้อดี คือเครื่องวัดแบบ PMMC จะมีความไวในการวัดสูงและ
สิ้นเปลืองกำลังงานน้อย แต่ก็มีข้อเสียคือ ไม่สามารถใช้ไฟฟ้ ากระแสสลับที่มีความถี่สูงได้

ข้อเสีย  คือ ไม่สามารถใช้วัดไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่สูงได้

เครื่องวัดแบบ เร็คติฟายเออร์ มีสองแบบ 

คือ Half wave กับ Full wave

1.เครื่องวัดที่ใช้วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น

โดยเครื่องวัดไฟฟ้ าแบบนี้จะใช้ไดโอดมาต่ออันดับกับส่วนที่เคลื่อนที่ของเครื่องวัดแบบ PMMC

ซึ่งไดโอดจะเป็นตัวทำหน้าที่ในการเร็คติฟายร์ เพื่อให้ได้ไฟตรงแบบพัลส์ ซึ่งเครื่องวัดแบบ PMMC จะ

ตอบสนองได้ แต่จะมีค่าความไวในการวัดต่ำกว่าเครื่องวัดไฟฟ้ากระแสตรง

RS =  ความต้านทานต่ออนุกรม

D1 =  ไดโอดเรียงกระแส

Rm =  ความต้านทานขดลวดเคลื่อนที่

สมการคำนวณหาค่าต่างๆ ของแรงดันไฟฟ้า

Erms = ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน  (Effective Voltage)

Ep = ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (Peak Voltage)

Eave = ค่าแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย(Average Voltage)  

ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

=  1.414 ×  10Vp

Ep  =  14.14  V

ค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้

Erms  =  7.071  V

ถ้าค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 1 V

Erms  =  0.707   V

ค่าแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย
Eave  =  0.636 × Ep  

   =  0.636×14.14  Vp  
  =  8.99  V

ในกรณีที่เรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น

8.99 / 2  =  4.5 V

ปกติค่ากระแสหรือแรงดันของการวัดไฟสลับจะเป็นค่า rms คือ (0.707 x ค่าพีค) sine 1.11 เท่าของค่าเฉลี่ย ซึ่งค่าเฉลี่ยค่าพีคและค่า rms มีความสัมพันธ์กันโดยตรงดังนั้นเราสามารถปรับแต่สเกลให้เป็นค่าแรงดัน rms (Vrms) ได้

ค่าความไว

ข้อดีของการทราบค่าความไว

1. ทำให้ทราบประสิทธิภาพของเครื่องวัดไฟฟ้า

2. สามารถคำนวณหาค่าความต้านทานภายในของเครื่องวัดไฟฟ้าได้ง่ายขึ้น

ในวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น มีกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยที่ผ่านมิเตอร์เพียง 31.8 % เท่านั้น ทำให้ประสิทธิภาพของมิเตอร์ต่ำลง เราสามารถทำให้สูงขึ้น

ได้โดยใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น ส่วนใน ในวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น มีกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยที่ผ่านมิเตอร์เพิ่ม เป็น62.8 %   มี 2 แบบ แบบเต็มบริดจ์ประกอบด้วยไดโอด 4 ตัว และแบบครึ่งบริดจ์ ไดโอดทำงาน 2 ตัว

เครื่องวัดที่ใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น

(Full wave Rectifier Instrument) เครื่องวัดไฟฟ้ ากระแสสลับแบบนี้เป็นเครื่องวัดที่ใช้

วงจรเร็คติฟายร์แบบบริดจ์ (Bridge Rectifier) แปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงแบบเต็ม

คลื่น หรือเป็น ดีซี พัลส์ (Pulsating DC) ที่มีความถี่เป็น 2 เท่าของแบบ ฮาฟร์เวฟ เร็คติฟายร์ ซึ่งเป็น

การเพิ่มค่าความไวในการวัดให้สูงขึ้น จึงเป็นที่นิยมใช้กันมาก

วงจรเรียงกระแสในเครื่องวัดจะใช้ไดโอดซิคอน (Silicon) หรือเจอร์เมเนียม (Germaniu) ก็ได้   เมื่อมีสัญญารณรูปคลื่นไซน์เข้ามาไดโอดจะสลับกันนำกระแส

เมื่อสัญญาณรูปคลื่นไซน์บวกเข้ามา ไดโอด D1 กับ D4 จะนำกระแสจะไหลผ่านไดโอด D1  และผ่านไดโอด D4 ครบวงจร

  ถ้าสัญญาณรูปคลื่นไซน์ซีกลบเข้ามา ไดโอด D2 กับ D3 นำกระแสกระแสไหล     ผ่าน D3  และผ่านไฟโอด D2 ครบวงจร

ความไวเครื่องวัด

S = ความไวของเครื่องวัดไฟฟ้า

Im = กระแสที่ทำให้เข็มบ่ายเบนเต็มสเกล

ความไวเครื่องวัด

ค่าความต้านทานมัลติพลายย่านการวัด

RS  =  SAC * Range - Rm

เราจะต่อความต้านทานตัวคูณ (Multiplier resistance) เพื่อขยายพิสัยการวัดแรงดันและจำกัด (Limit) กระแสที่ไหนผ่านเครื่องวัด การบ่ายเบนของเข็มชี้จะเป็นสัดส่วนกับกระแสเฉลี่ย (0.636 x กระแสพีค) แต่ปกติค่ากระแสหรือแรงดันของการวัดไฟสลับจะเป็นค่า rms คือ (0.707 x ค่าพีค) sine 1.11 เท่าของค่าเฉลี่ย

 ซึ่งค่าเฉลี่ยค่าพีคและค่า rms มีความสัมพันธ์กันโดยตรงดังนั้นเราสามารถปรับแต่สเกลให้เป็นค่าแรงดัน rms (Vrms) ได้
ไดโอดจะมีค่าความต้านทานขณะกระแส (ได้รับไบแอสตรง) เมื่อไดโอดได้รับไบแอสกลับจะมีกระแสจำนวนน้อยรั่วไหลผ่านไปได้ และถ้าแรงไฟที่วัดมีค่าสูงเกินค่าพิกัดของไดโอดมาก ๆ ก็อาจจะทำให้ไดโอดถึงจุดทลาย( Break down) กระแสจำนวนมากจะไหลผ่านมิเตอร์มูฟเมนท์ทำให้มูฟเมนท์ชำรุดได้การต่อและการใช้งาน แอมมิเตอร์และโวลท์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ มีวิธี

การต่อและการใช้งานเหมือนกับแอมมิเตอร์ และโวลท์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แตกต่างกันตรงที่

ไม่ต้องคำนึงถึงขั้วบวก ขั้วลบ ขณะใช้วัด