แหล่งอ้างอิง

หนังสือ:

โดยทีมงานสมาร์ทเลิร์นนิ่ง

เว็บไซต์:

เซ็นเซอร์วัดกระแส และแอมมิเตอร์-http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard/forum/index.php?topic=1129.0

-http://www.elecnet.chandra.ac.th/learn/courses/ELTC1701/L3/ampmeter/l33.htm

-http://translate.google.co.th/translate?hl=th&langpair=en%7Cth&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Current_sensor

-http://www.sangchaimeter.com/faqs/content

เครื่องมือวัดความเร็วมอเตอร์

-http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/thai/Chapter%20-%20Monitoring%20equipment%20(Thai).pdf

-http://www.9engineer.com/index.php?m=webboard&a=show&topic_id=17933

เซนเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าแบบทั่วไปและแบบฮอลล์(Hall Sensor)

      หลักการทำงาน

             hall effect current sensor สามารถวัดค่ากระแสโดยการวัดคล้องสายของกระแสที่ไหล และให้เอาท์พุตออกมาเป็นแรงดัน  hall มีมากมายหลายรุ่น รุ่นที่ ให้แรงดัน Output = รูปแบบสัญญาณจริง ก็มีให้เลือก แต่hall ส่วนใหญ่จะใช้เป็น Instrument สำหรับความแม่นยำสูง สามารถวัดสัญญาณที่มี DC และ Hamonics ปะปนมากได้ หรือกระแสมีความซับซัอนของสัญญาณปะปนสูง เหมาะสำหรับการต้องวัดเพื่อวิเคราะห์หาHarmonicsต่างๆ การเลือกใช้ต้องระวังเบนวิดท์ (ความถี่ใช้งาน)ด้วย

      ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 

         ปรากฏการณ์ฮอลล์ (Hall Effect) หรือฮอลล์เอฟเฟค เป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าที่ค้นพบโดย เอ็ดวิน ฮอลล์ (Edwin Hall) ในปี พ.ศ. 2422 สิ่งที่เค้าค้นพบมีหลักการโดยสรุปดังนี้

          แผ่นตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านเมื่อมีฟลักซ์แม่เหล็ก (Magnetic Flux) มากระทำในทิศทางตั้งฉากกับแผ่นตัวนำ จะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าหรือแรงดันเรียกว่าแรงดันฮอลล์ (Hall Voltage) ขึ้นที่ตัวนำในทิศทางตั้งฉากกับกระแสและฟลักซ์แม่เหล็ก เมื่อจ่ายกระแสคงที่ให้แผ่นตัวนำจะทำให้กระแสไหลผ่านแผ่นตัวนำอย่างคงที่ โดยอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากขั้วลบไปขั้วบวก

            เมื่อมีฟลักซ์แม่เหล็กมากระทำกับแผ่นตัวนำในทิศทางตั้งฉากจะทำให้ประจุพาหะ (Charge Carrier) ขงตัวนำเบี่ยงเบนไปด้านบนของตัวนำ จากรูป ประจุพาหะเป็นอิเล็กตรอนมีประจุเป็นประจุลบทำให้ด้านบนของแผ่นตัวนำมีขั้วไฟฟ้าเป็นลบ ส่วนด้านล่างของแผ่นตัวนำจะมีขั้วตรงข้ามกับด้านบนนั่นคือมีประจุบวก เมื่อวัดความต่างศักย์ระหว่างด้านบนกับด้านล่างทำให้ได้แรงดันไฟฟ้าออกมาเป็นแรงดันลบ โดยขนาดของแรงดันที่วัดได้จะขึ้นอยุ่กับความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กที่มากระทำ หากความเข้มสนามแม่เหล็กมากก็จะทำให้เกิดแรงดันมาก และถ้าความเข้มสนามแม่เหล็กน้อย แรงดันก็จะน้อยตามไปด้วย

             ส่วนกรณีที่มีการกลับขั้วแม่เหล็กจะทำให้แรงดันเอาท์พุตกลับขั้วกับกรณีที่กล่าวมา ตัวนำที่มีประจุพาหะเป็นอิเล็กตรอนได้แก่ ตัวนำไฟฟ้าทั่วไป สารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น (N-Type) ส่วนตัวนำที่มีประจุพาหะเป็นประจุบวกได้แก่ สารกึ่งตัวนำชนิดพี (P-Type) ปัจจุบันฮอลล์เอฟเฟคจะอยู่ในรูปของวงจรรวมหรือ IC (Integrated Circuit) ที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ เนื่องจากสารกึ่งตัวนำจะให้แรงดันเอาท์พุตสูงกว่าตัวนำไฟฟ้าทั่วไป

            แอมมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าซึ่งดัดแปลงจากการนำความต้านทาน(ชันต์) ที่มีค่าน้อยๆมาต่อ
ขนานแกลวานอมิเตอร์  เพื่อแบ่งกระแสไม่ให้ไหลผ่านแกลแวนอมิเตอร์มากเกินไปจนทำให้แกลวานอมิเตอร์พังได้
      เมื่อเราต้องการวัดกระแสที่มีค่ามากๆ
     1.  นำชันต์ต่อขนานกับแกลวานอมิเตอร์
     2.  ชันต์ต้องมีค่าน้อยๆ เพื่อให้กระแสแยกไหลผ่านชันต์มากๆเพื่อช่วยลดกระแสที่จะไหลผ่านแกลวานอมิเตอร์

    
     ประเภท

     การวัดกระแสไฟฟ้าทั่วไปโดยใช้แอมป์มิเตอร์
        แอมป์มิเตอร์จะใช้อักษรย่อ Iเป็นสัญลักษณ์ของแอมมิเตอร์คือ แอมมิเตอร์ที่ดีต้องมีความต้านทานน้อยเพื่อให้กระแสไฟฟ้าในวงจรไหลผ่านตัวแอมมิเตอร์ให้มากที่สุด การใช้แอมมิเตอร์วัดปริมาณกระแสไฟฟ้ามีลักษณะเช่นเดียวกับการใช้มาตราวัดปริมาณน้ำที่ไหลผ่านท่อประปาคือต้องต่อแอมมิเตอร์แทรกในวงจรที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่า เรียงล่าดับในวงจรไฟฟ้าเป็นการต่อแบบอนุกรมเพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์เป็นค่าเดียวกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรนั้น

         คุณสมบัติของแอมมิเตอร์ที่ดี
     1.  มีความแม่นยำสูงซึ่งเกิดจากการนำชันต์ที่มีความต้านทานน้อยๆมาต่อเพื่อว่าเมื่อนำแอมมิเตอร์ไปต่อ
อนุกรมในวงจรแล้ว จะไม่ทำให้ความต้านทานรวมของวงจรเปลี่ยนแปลง  ทำให้กระแสที่วัดได้มีความแม่นยำสูงหรือมีความผิดพลาดจากการวัดน้อย
     2.  มีความไว(Sensitivity)  สูงเมื่อชันต์มีค่าน้อยๆกระแสที่ไหลผ่านชันต์จะมีค่ามากทำให้กระแสที่ไหลผ่านแกลวานอมิเตอร์มีค่าน้อยนั่นคือแอมมิเตอร์ที่ดีจะสามารถตรวจวัดค่ากระแสน้อยได้กล่าวคือแม้
วงจรจะมีกระแสไหลเพียงเล็กน้อย  แอมมิเตอร์ก็สามารถวัดค่าได้

      

รูปภาพแสดงแอมมิเตอร์

           การนำไปใช้วัด ใช้แอมมิเตอร์ไปต่ออนุกรมในวงจรในสายที่ต้องการทราบค่ากระแสที่ไหลผ่าน  เหมือนกับการวัดกระแสน้ำก็ต้องนำเครื่องมือวัดไปจุ่มลงน้ำด้วย

รูปแสดงการใช้งานแอมมิเตอร์

           แคลมป์มิเตอร์ (Clamp Meter) เป็นเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าอีกชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับเปลี่ยนปริมาณทางไฟฟ้า ให้อยู่ในรูปที่เราสัมผัสได้ เช่น ตัวเลขแสดงผล หรือให้อยู่ในรูปของเข็มชี้ค่าแสดงผล โดยจะสามารถตรวจวัดค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรได้อย่างรวดเร็ว และแม่นยำโดยไม่ต้องดับไฟ หรือหยุดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าในขณะที่ทำการวัด (รูปที่1) จึงกล่าวได้ว่าแคล้มป์มิเตอร์เป็นเครื่องมือวัดอีกชนิดหนึ่งที่มีความจำเป็น มากในงานด้านไฟฟ้าต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นระบบปรับอากาศ เครื่องทำความเย็น หรืองานซ่อมบำรุง ระบบไฟฟ้าภายในรถยนต์ เป็นต้น

รูปแสดงแคลมป์มิเตอร์

 ซึ่งถ้าหากเราสามารถใช้งานแคล้มป์มิเตอร์ได้อย่างถูกวิธี และมีความชำนาญอยู่แล้ว จะสามารถช่วยให้ท่านทำงานได้อย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และในขณะเดียวกันก็ยังจะสามารถช่วยลดอุบัติเหตุต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้นจากระบบไฟฟ้าได้อีกด้วย (รูปประกอบในบทความนี้เป็นผลิตภัณฑ์ของ Kyoritsu)

                                                             รูปแสดงการทำงานของแคลมป์มิเตอร์

ประโยชน์ของแคลมป์มิเตอร์

แคลมป์มิเตอร์โดยทั่วไปแล้ว จะถูกนำมาใช้งานในการวัดกระแสไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าต่างๆ โดยการนำแคล้มป์มิเตอร์ไฟคล้องกับสายไฟที่ต้องการวัด ก็จะทำให้สามารถทราบค่ากระแสไฟฟ้าได้จากจอแสดงผลบน แคล้มป์มิเตอร์

ในปัจจุบันแคลมป์มิเตอร์ได้มีการพัฒนาให้มีขีดความสามารถในการวัดได้ ทั้ง ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และไฟฟ้ากระแสตรง (DC) นอกจากนั้นแคล้มป์มิเตอร์ที่มีการใช้ในปัจจุบันนี้ยังมีความสามารถในการวัด กำลังไฟฟ้า (Power) ต่อเข้ากับเครื่องบันทึกกราฟ (Recorder) หรือเครื่องออสซิลโลสโคป (Oscilloscope) เพื่อใช้ในการตรวจสอบ และวิเคราะห์รูปคลื่นไฟฟ้าได้อีกด้วย

การวัดกระแสไฟฟ้าโดยHall Sensor 

               การใช้งานฮอลล์เซนเซอร์เป็นการใช้วัดค่าความเข้มของฟลักซ์แม่เหล็ก เมื่อความเข้มของฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลงตามระยะทาง ดังนั้นเราจึงสามารถนำฮอลล์เซนเซอร์มาใช้เป็นเซนเซอร์วัดการกระจัดได้เช่นกัน

                นอกจากใช้วัดสนามแม่เหล็กทั่วไปแล้ว ฮอลล์เซนเซอร์ยังถูกนำมาประยุกต์ใช้งานในการวัดกระแสไฟฟ้าโดยวิธีฮอลล์เอฟเฟคอีกด้วย โดยปกติแล้วการใช้แอมป์มิเตอร์วัดกระแสในวงจรต้องวัดแบบอนุกรมเราอาจต้องตัดวงจรเพื่ออนุกรมมิเตอร์เข้าไปแต่ฮอลล์เอฟเฟคจะทำให้การวัดง่ายขึ้น

                เมื่อเราผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวด จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบๆขดลวดเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งถ้าเราสามารถวัดสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้ได้ เราก็สามารถคำนวณเป็นค่ากระแสออกมาได้เช่นกัน

               ปัจจุบันได้มีการผลิตเซนเซอร์กระแสไฟฟ้าแบบฮอลล์เอฟเฟคในรูปของไอซีหลายเบอร์ด้วยกัน มีตั้งแต่กระแสต่ำๆ ไปจนถึงกระแสเป็นร้อยแอมป์เลยทีเดียว

รูปเซนเซอร์กระแส เบอร์ LA55-P

  จากรูปเซนเซอร์กระแส เบอร์ LA55-P ของ LEM สามารถวัดกระแสได้สูงสุด 50A วัดได้ทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ ให้เอาท์พุตออกมาเป็นกระแสในอัตราส่วน 1:1,000 หมายความว่า ถ้าวัดกระแส 50A เซนเซอร์ตัวนี้จะให้กระแสเอาท์พุต 50 mA

                สำหรับการใช้งานก็เพียงป้อนไฟเลี้ยง ±15V ให้กับเซนเซอร์ แล้วให้เส้นลวดที่เราต้องการวัดกระแสสอดเข้าที่รูตรงกลางเซนเซอร์เท่านั้นเอง จึงไม่ส่งผลกระทบต่อวงจรที่เราจะทำการวัดแต่อย่างใด

        ผลิตภัณฑ์ที่มีขายในท้องตลาด

                                                          รูปภาพแสดงHall Sensor CS25-NPAและCS50-P

 เครื่องตรวจจับกระแสไฟฟ้าเสมือนจริง โดย CS25_NPA  ราคา970บาท
 การออกแบบเครื่องมือวัดกระแสไฟฟ้าแบบให้รูปคลื่นไฟฟ้าเสมือนจริงโดยมีวงจรแยกจากวงจรที่ต้องการวัด
 สามารถทำได้โดยใช้ Hall Sensor CS25-NPAและCS50-Pซึ่งเป็นSensor ที่ใช้ได้ง่าย เพียงออก แบบแหล่งจ่ายไฟเพื่อเลี้ยงวงจรและต่อตัวต้านทานวัดกระแสตัวเดียวก็สามารถวัดกระแสได้แล้ว เหมาะกับห้องวิจัยและสถานศึกษาที่ต้องการทำเครื่องมือไว้ใช้เอง    CS25-5 NPAสามารถวัดกระแสได้ตั้งแต่ไฟกระแสตรงไปจนถึงไฟกระแสสลับ+/-25A ความถี่สูงถึง 100 kHz ค่า Peak ได้ถึง 250 แอมแปร์

                   วิดีโอแสดงการทำงานHall Sensor จาก http://www.youtube.com/watch?v=ujc6pjftZ_w

     

               

เซนเซอร์ตรวจวัดระยะการหมุนและการวัดความเร็วของมอเตอร์

            หลักการทำงาน

เครื่องมือแสดงระยะของการเคลื่อนไหวโดยแสดงผลเป็นตัวเลขนั้นเป็นแหล่งกำเนิดแสงวาบที่มีความไวซึ่งจะถูกนำไปใช้ในการวัดความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่เร็ว หรือใช้เพื่อทำให้เห็นภาพของการหยุด หรือลดความเร็วของการเคลื่อนที่ที่มีความเร็วสูงเพื่อการสังเกตการณ์การวิเคราะห์หรือการถ่ายภาพความเร็วสูง เครื่องมือแสดงระยะของการเคลื่อนไหวนี้จะปล่อยแสงวาบที่มีความเข้มสูงเป็นระยะเวลาสั้นๆเครื่องมือนี้จะมีชุดกำเนิดแรงกระตุ้นอีเล็กทรอนิกส์ซึ่งจะควบคุมอัตราการวาบของแสง สายไฟส่งพลังงานและไดโอดเปล่งแสง (LED) ซึ่งอ่านค่าได้เป็นจำนวนครั้งของการวาบต่อหนึ่งนาที และอาจเล็งแสงไปยังวัตถุเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ได้ซึ่งรวมถึงวัตถุที่อยู่ในพื้นที่ที่เข้าไม่ถึงด้วย เมื่อทำการวัดความเร็วในการหมุนของวัตถุ ให้ตั้งค่าอัตราการวาบแสงเริ่มต้นให้สูงกว่าค่าความเร็วโดยประมาณของวัตถุ จากนั้นให้ลดอัตราเร็วของการวาบแสงลงช้าๆ จนกระทั่งเห็นภาพเดี่ยวเป็นครั้งแรก ณจุดนี้อัตราการวาบแสงรูปกรวยจะมีค่าเท่ากับความเร็วในการหมุนของวัตถุ และสามารถอ่านค่าความเร็วได้โดยตรงจากจอแสดงผลเป็นตัวเลข

        ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

                   การกระจัดเชิงมุม (Angular Displacement) คือการเคลื่อนที่รอบตัวเองเป็นวงกลม ไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด จะเคลื่อนที่ซ้ำรอบเดิมอยู่อย่างนั้น

                  มอเตอร์ เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ประกอบด้วยขดลวดที่พันรอบแกนโลหะที่วางอยู่ระหว่างขั้วแม่เหล็ก โดยเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปยังขดลวดที่อยู่ระหว่างขั้วแม่เหล็ก จะท่าให้ขดลวดหมุนไปรอบแกน และเมื่อสลับขั้วไฟฟ้า การหมุนของขดลวดจะหมุนกลับทิศทางเดิม

                มอเตอร์ มี 2 ประเภท คือ

                มอเตอร์กระแสตรง เป็นมอเตอร์ที่ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงผ่านเข้าไปในขดลวดอาร์เมเจอร์เพื่อท่าให้เกิดการดูดและผลักกันของแม่เหล็กถาวรกับแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดมอเตอร์จึงหมุนได้

มอเตอร์กระแสสลับ เป็นมอเตอร์ที่ต้องใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับ โดยใช้หลักการดูดและผลักกันของแม่เหล็กถาวรกับแม่เหล็กไฟฟ้าจากขดลวดมาท่าให้เกิดการหมุนของมอเตอร์ด้วย ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์จะขึ้นกับกระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ เมื่อเพิ่มความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้าจะไหลได้เพิ่มเพราะความต้านทานเท่าเดิม ความเร็วจะเพิ่มขึ้น

    

        ประเภท

                โพแทนทิออมิเตอร์แบบหมุน โพแทนทิออมิเตอร์เป็นตัวต้านทานไฟฟ้าที่สามารถปรับค่าได้



รูปแสดงลักษณะของโพแทนทิออมิเตอร์แบบหมุนที่ใช้ในงานอุตสาหกรรม    



รูปแสดงลักษณะของโพแทนทิออมิเตอร์แบบหมุน



              แต่พื้นฐานที่เราพบทั่วไปแสดงดังรูปที่ 3 มีขาใช้งาน 3 ขาคือ 1, 2 และ 3 สามารถหาซื้อได้ง่ายตามร้านจำหน่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป โพแทนทิออมิเตอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้แบ่งได้ 2 แบบคือ แบบ A (Taper A) และแบบ B (Taper B) ต่างกันที่การเพิ่มค่าความต้านทานของแบบ A จะเป็นแบบลอการิทึม (Logarithm) นิยมใช้เป็นตัวปรับแต่งเสียงในงานระบบเสียง ส่วนแบบ B จะเพิ่มขึ้นคงที่เป็นแบบเชิงเส้น (Linear) โดยแบบของโพแทนทิออมิเตอร์แต่ละตัวจะระบุไว้ที่ตัวอุปกรณ์ เช่น B100K หมายถึงโพแทนทิออมิเตอร์ตัวนั้นมีค่าความต้านทาน 100 กิโลโอห์ม และเป็นแบบ B

              

                เอนโคเดอร์ (Encoder)

                เอนโคเดอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณเชิงกลในรูปแบบของการหมุนหรือการกระจัดมาเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า โดยใช้หลักการทางแสง (Optical) เข้ามาช่วย การใช้งานส่วนใหญ่จะถูกนำมาใช้เป็นอุปกรณ์นับรอบการหมุนของมอเตอร์หรืออุปกรณ์วัดองศาการหมุนของมอเตอร์ก็ได้ สัญญาณทางเอาท์พุตของเอนโคเดอร์มีทั้งแบบที่เป็นสัญญาณดิจิตอลและแบบที่เป็นสัญญาณอนาล็อก แต่ที่พบเห็นส่วนใหญ่จะเป็นแบบดิจิตอล

รูปแสดงเอ็นโคเดอร์อย่างง่าย

          จากรูปจะเห็นว่าส่วนประกอบที่สำคัญของเอนโคเดอร์ประกอบด้วย ตัวส่งแสง ตัวรับแสง และจานรหัส โดยส่วนที่เป็นตัวส่งและตัวรับแสงจะติดตั้งคนละด้านโดยมีจานรหัสเป็นตัวคั่นกลาง จานรหัสจะยึดกับมอเตอร์ที่เราต้องการวัดรอบ ลักษณะของจานรหัสจะมีส่วนที่เป็นช่องที่แสงผ่านได้และส่วนที่ทึบแสง เมื่อมอเตอร์หมุนจะทำให้จานรหัสหมุนตามไปด้วย ถ้าจานรหัสหมุนส่วนทึบแสงจะไปกั้นลำแสงทำให้เอาท์พุตที่ส่วนรับแสงเป็นลอจิก 0 แต่ถ้าจานรหัสหมุนส่วนที่แสงผ่านได้ตรงกับลำแสง ทำให้ตัวรับสามารถรับแสงได้ เอาท์พุตที่ตัวรับแสงจะเป็นลอจิก 1 สลับกันเป็นเช่นนี้จนครบรอบ  เอนโคเดอร์ขนาด 1 บิต มีรหัสเพียงหลักเดียวในการใช้งานจริง ตัวรับและตัวส่งแสงอาจมีมากกว่า 1 บิต เพื่อให้สามารถระบุตำแหน่งของจานได้ละเอียดขึ้น และตัวจานรหัสเองก็จะมีหลายขั้นขึ้นสอดคล้องกับจำนวนบิต รหัสที่ได้ออกมาจะมีหลายรูปแบบแล้วแต่การออกแบบ โดยทั่วไปรหัสที่ใช้ได้แก่ Binary code, BCD code เป็นต้น

 รูปแสดงจานBCD

               ชนิดของเอนโคเดอร์มีดังนี้

1.โรตารีเอนโคเดอร์ชนิดแมกนีติก (Magnetic Type Rotary Encoder) ฮอลล์เซนเซอร์ (Hall Sensor) และทรงกลมหมุนที่เป็นแม่เหล็ก, ทรงกลมหมุนที่เป็นแม่เหล็กนี้ จะมีแม่เหล็กเล็ก ๆ วางอยู่ในที่ตำแหน่งถาวร, ฮอลล์เซนเซอร์ จะถูกติดตั้งกับทรงกลมหมุน ในขณะที่ทรงกลมหมุนสนามแม่เหล็กจากขั้วเหนือจะวิ่งไปสู่ขั้วใต้จะผ่านฮอลล์เซนเซอร์ ทำให้ความต้านทานของฮอลล์เซนเซอร์นี้เปลี่ยนแปลงไป และการเปลี่ยนแปลงที่ถูกตรวจจับได้นี้ จะเป็นสัญญาณให้รู้ว่า ขณะนี้ทรงกลมกำลังหมุน ดังนั้น บางเวลาระบบอาจจะถูกออกแบบให้สัญญาณเฟสเป็นตัวบอกทิศทางการหมุนด้วย

 ฮอลล์เซนเซอร์ (Hall Sensor) มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ดังนั้นจึงต้องการวงจรขยายสัญญาณ หรือวงจรบริดจ์เข้ามาช่วยด้วย ข้อได้เปรียบของ Encoder ชนิดนี้คือจะมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนทางกล รวมทั้งมีการปฏิบัติงานที่ดีในที่ความเร็วสูง ดังนั้นมันจึงเหมาะสมที่จะใช้ในวงจรควบคุมเซอโวมอเตอร์ (Servo motor)

การใช้งาน ตรวจจับความเร็วใน AC/DC Servo Motor, วัดความเร็วรอบ (RPM) ของมอเตอร์

รูปแสดงโรตารีเอนโคเดอร์ชนิดแมกนีติก

รูปแสดงวงจรการทำงานของโรตารีเอนโคเดอร์ชนิดแมกนีติก

2.โรตารีเอนโคเดอร์ชนิดออฟติคคัล (Optical Type Rotary Encoder)

 

ออฟติคัลโรตารีเอนโคเดอร์ (Optical Rotary Encoder) จะไม่มีผลตอบสนองต่ออุณหภูมิและการสั่นสะเทือนทางกลมากนัก  แผ่นดิสก์นี้จะมีน้ำหนักเบาและมันสามารถที่จะหมุนและหยุดหมุนได้โดยไม่มีการหน่วงจึงทำให้ค่าผิดพลาดที่เกิดขึ้นในข้อมูลจะน้อยมาก ดังนั้นมันจึงง่ายมากที่จะขับแผ่นดิสก์

การใช้งาน ตรวจจับความเร็วและตำแหน่งของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเล็ก ๆ และเครื่องจักรกลหมุนต่าง ๆ

รูปแสดงส่วนประกอบของโรตารีเอนโคเดอร์ชนิดออฟติคคัล

รูปแสดงโรตารีเอนโคเดอร์ชนิดออฟติคคัล

 

                 แทคโคเจเนอเรเตอร์ (Tacho Generator)

                แทคโคเจเนอเรเตอร์ เป็นอุปกรณ์เชิงกลที่เปลี่ยนการหมุนเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าอีกชนิดหนึ่งที่นิยมใช้งาน เป็นอุปกรณ์เซนเซอร์แบบแอคทีฟใช้หลักการของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในการทำงาน มีทั้งแบบที่ให้สัญญาณเอาท์พุตเป็นสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงและแบบที่เป็นสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ

รูปแสดงหลักการทำงานของแทคโคเจเนอเรเตอร์

หลักการกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำมีอุปกรณ์สำคัญ 2 ตัวคือ ขดลวด และแม่เหล็กถาวร ถ้าขดลวดหมุนในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรครบ 1 รอบ จะได้สัญญาณไฟฟ้ารูปคลื่นไซน์ที่สมบูรณ์ 1 ลูก โดยความแรงของสัญญาณขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุนของขดลวด ยิ่งหมุนเร็วสัญญาณที่ออกมาก็จะมีความแรงมาก ถ้าเราต่อแกนของมอเตอร์ที่เราต้องการวัดรอบเข้ากับขดลวด เราก็จะได้สัญญาณที่แทโคเจเนอเรเตอร์เปลี่ยนแปลงตามความเร็วของการหมุนของมอเตอร์ตัวนั้นได้ไม่ยาก ส่วนแทโคเจเนอเรเตอร์แบบไฟฟ้ากระแสตรง ก็มีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง สามารถทดลองโดยนำมอเตอร์ในรถของเล่นมาปั่น LED ให้ติดสว่างได้ โดยความแรงของสัญญาณจะเปลี่ยนแปลงตามความเร็วของการหมุนเช่นเดียวกับแทคโคเจเนอเรเตอร์แบบกระแสสลับ 

รูปแสดงการทำงานของแทคโคเจเนอเรเตอร์

 รูปแทคโคเจเนอเรเตอร์

รูปแสดงการวัดโดยใช้แทคโคเจเนอเรเตอร์

            ผลิตภัณฑ์ที่มีขายในท้องตลาด 

                    เครื่องมือวัดความเร็วรอบยี่ห้อ Digicon รุ่น DT-250 TP

ลักษณะการวัดมี 2 แบบ

                - แบบใช้แสง (Photo Mode)

                -แบบหัวหมุน (Contact Mode)

พิกัดการวัด

                - แบบใช้แสงวัดได้ตั้งแต่ 5 ถึง 99,999 รอบต่อนาที

                - แบบหัวหมุน วัดได้ตั้งแต่ 0.5 ถึง 20,000 รอบต่อนาที

ค่าผิดพลาด

                - 0.02 %

แหล่งพลังงาน

                - ใช้แบตเตอรี่ 9 V_DC

                - ใช้งานต่อเนื่องได้ 20 ชั่วโมง

การแสดงผล

                - ใช้ LCD จำนวน 5 หลัก

                - ขนาดของ LCD 3/8 นิ้ว

ระบบปิดอัตโนมัติ

                - จะปิดเครื่องเองหลังจากที่ไม่ได้ใช้งาน 30 วินาที

ระยะการวัดที่แน่นอน

                - 80 มิลลิเมตร

ประกัน

                - 2 ปี

ราคา 20,300 บาท

                เครื่องมือวัดความเร็วรอบยี่ห้อ HIOKI รุ่น 3404

ลักษณะการวัดมี 2 แบบ

                - แบบใช้แสง (Photo Mode)

                - แบบหัวหมุน (Contact Mode)

พิกัดการวัด

                - แบบใช้แสง วัดได้ตั้งแต่ 1,000 ถึง 99,999 รอบต่อนาที

                - แบบหัวหมุน วัดได้ตั้งแต่ 1,000 ถึง 19,999 รอบต่อนาที

ค่าผิดพลาด

                - 0.02 %

แหล่งพลังงาน

                - ใช้แบตเตอรี่ขนาด AA 4 ก้อน (6 V_DC)

                - ใช้งานต่อเนื่องได้ 30 ชั่วโมง

การแสดงผล

                - ใช้ LCD จำนวน 5 หลัก

                - ขนาดของ LCD 3/8 นิ้ว

ระบบปิดอัตโนมัติ

                - จะปิดเครื่องเองหลังจากที่ไม่ได้ใช้งาน 30 วินาที

ระยะการวัดที่แน่นอน

                - 3.15 นิ้ว (100 มิลลิเมตร)

ประกัน

                - 2 ปี

ราคา 25,000 บาท