เครื่องมือและการวัด

สนามแม่เหล็กภายนอกทำให้ค่ากระแสเปลี่ยนได้

แยกสนามจากตัวนำเป้าหมายกับอุปกรณ์รอบข้าง ด้วยการทดลองสลับสถานะแหล่งรบกวนและแบบจำลองระยะทางของสายตรง

แคลมป์ตอบสนาม จึงต้องสนใจสิ่งรอบหัววัด

กระแสในสายเป้าหมายสร้างสนามที่แคลมป์ออกแบบให้ตรวจ แต่บริเวณเดียวกันอาจมีสนามจากสายข้างเคียง หม้อแปลง มอเตอร์ หรือแม่เหล็กยึดอุปกรณ์ สนามภายนอกที่ระบบปฏิเสธได้ไม่หมดอาจปรากฏเป็นค่ากระแสเปลี่ยน ทั้งที่กระแสในสายเป้าหมายคงที่ ผลนี้ขึ้นกับทิศ ความถี่ ระยะ และโครงสร้างหัววัด จึงไม่ควรกำหนดค่าคลาดเคลื่อนเดียวใช้กับแคลมป์ทุกแบบ

การป้องกันสนามของแต่ละรุ่นต่างกัน และคำว่าลดผลสนามภายนอกไม่ได้หมายถึงไม่มีผลในทุกสภาวะ โดยเฉพาะการวัดกระแสต่ำซึ่งความผิดสัมบูรณ์เล็กก็คิดเป็นสัดส่วนสูง ต้องอ่านเงื่อนไขที่ใช้ระบุคุณสมบัติ ไม่ใช้พิกัดกระแสสูงสุดเป็นตัวแทนความทนต่อสนามรบกวน ตัวอย่างทั้งหมดในบทเป็นการวางแผนทดลองแรงดันต่ำ ไม่ใช่ค่าผลรบกวนที่วัดได้จากผลิตภัณฑ์

ภาพอธิบาย 1สนามเป้าหมายกับสนามรอบข้าง
  1. สายเป้าหมาย

    สร้างสนามที่ต้องการตรวจ

  2. อุปกรณ์ข้างเคียง

    เพิ่มสนามหรือเปลี่ยนแหล่งจ่ายร่วมได้

  3. หัววัด

    การปฏิเสธสนามไม่สมบูรณ์

  4. การยืนยัน

    คุมทิศ ตำแหน่ง และตรวจแหล่งเป้าหมายด้วยระบบอ้างอิง

ต้องแยกเส้นทางรบกวนก่อนตัดสินกระแสจริง

แยกสนามคงที่ออกจากสนามที่เปลี่ยน

หัววัดที่ตรวจส่วนกระแสตรงอาจมีออฟเซตเปลี่ยนเมื่อหมุนเทียบสนามคงที่ การตั้งศูนย์ในทิศหนึ่งแล้วนำไปหมุนใช้ในอีกทิศจึงอาจไม่รักษาฐานเดิม ส่วนสนามสลับจากอุปกรณ์ใกล้เคียงอาจทำให้เห็นองค์ประกอบเป็นจังหวะในรูปกระแส หรือเพิ่มค่า RMS แม้ค่าเฉลี่ยใกล้เดิม การเลือกดูเพียงค่าเฉลี่ยจึงอาจพลาดปัญหาของสัญญาณสลับที่ซ้อนอยู่

การตั้งศูนย์ช่วยหักฐานในเงื่อนไขที่ทำ แต่ไม่กดสนามที่เปลี่ยนตามเวลาและไม่รับรองว่าสภาพสนามจะเหมือนเดิมตลอดงาน หากตั้งศูนย์ขณะอุปกรณ์ข้างเคียงเปิดแล้วมันปิดระหว่างวัด ฐานก็อาจเปลี่ยนอีก ควรบันทึกสถานะอุปกรณ์รอบข้างและทิศหัววัด พร้อมตรวจศูนย์ก่อนหลังตามขั้นตอนของรุ่น โดยไม่ตั้งศูนย์ขณะมีกระแสเป้าหมายแล้วลบส่วนจริงออก

ตัวอย่างสลับอุปกรณ์รอบข้าง

สมมติแหล่งเป้าหมายคงกระแส 0.200 A ซึ่งยืนยันด้วยระบบอ้างอิงที่เหมาะสม ในตำแหน่งแคลมป์เดิม เมื่อแหล่งรบกวนข้างเคียงปิดอ่าน 0.201 A เมื่อเปิดอ่าน 0.231 A แล้วปิดอีกครั้งอ่าน 0.202 A ผลต่างตอนเปิดเทียบค่าเฉลี่ยก่อนหลังคือ 0.231−(0.201+0.202)/2 = 0.0295 A หรือ 29.5 mA คิดเป็น 14.75% ของกระแสเป้าหมายสมมติ 0.200 A

ข้อมูลนี้แสดงความสัมพันธ์กับสถานะอุปกรณ์ข้างเคียง แต่จะระบุว่าเกิดจากสนามโดยตรงต้องยืนยันว่าแหล่งรบกวนไม่ได้เปลี่ยนโหลดเป้าหมายผ่านแหล่งจ่ายร่วมด้วย ระบบอ้างอิงจึงสำคัญ ถ้าเปิดอุปกรณ์แล้วแรงดันจ่ายของเป้าหมายตก กระแสอาจเปลี่ยนจริง การมีจังหวะสัมพันธ์กันไม่พอแยกทางรบกวนแม่เหล็กจากทางไฟฟ้า

ภาพอธิบาย 2เปิดแล้วต่างจากฐาน 29.5 mA
  1. ก่อนเปิด

    0.201 A

  2. ขณะเปิด

    0.231 A

  3. หลังปิด

    0.202 A; ฐานเฉลี่ย 0.2015 A

  4. ผลต่าง

    0.0295 A = 14.75% ของเป้าหมาย 0.200 A

ข้อมูลสมมติ ไม่ใช่สเปกผลสนามของแคลมป์

ใช้ระยะทางเป็นการทดลองอีกปัจจัย

สำหรับสายตรงยาวอุดมคติ สนามแม่เหล็กในอากาศแปรตามกระแสและแปรผกผันกับระยะ โดย B=μ0I/(2πr) สมมติสายข้างเคียงมีกระแส 2 A และระยะ 0.02 m จะได้ประมาณ 20 µT เมื่อเพิ่มระยะเป็น 0.04 m เหลือประมาณ 10 µT แบบจำลองนี้แสดงว่าระยะมีผล แต่สนามจริงใกล้สายไปกลับ หม้อแปลง หรือวัสดุแม่เหล็กมีรูปซับซ้อนกว่าสายเส้นเดียว

ไม่สามารถแปลง 20 µT เป็นค่าผิดของแคลมป์หน่วยแอมแปร์โดยตรงโดยไม่มีข้อมูลการตอบสนองต่อสนามภายนอกของหัววัด การเห็นสนามลดครึ่งหนึ่งจึงไม่รับรองว่าความผิดอ่านกระแสจะลดครึ่งหนึ่งทุกกรณี หากทดลองย้ายให้ไกลขึ้น ต้องรักษาตำแหน่งสายเป้าหมายในปากและทิศแคลมป์ เพื่อไม่ให้ผลตำแหน่งหรือการตั้งศูนย์ปนกับผลระยะ

จัดชุดให้ลดการรับรบกวนได้โดยตรวจย้อนกลับ

วางหัววัดและสายเอาต์พุตให้ห่างจากแหล่งรบกวนเท่าที่การจัดงานอนุญาต โดยไม่สร้างทางต่อที่ผิดพิกัดหรือทำให้ปากปิดไม่ครบ หลีกเลี่ยงอุปกรณ์แม่เหล็กที่ติดใกล้ส่วนตรวจหากไม่ได้อยู่ในวิธีใช้งานของผู้ผลิต อย่าพันแผ่นโลหะหรือเพิ่มวัสดุป้องกันรอบหัววัดเองแล้วถือว่าสเปกยังเดิม เพราะอาจเปลี่ยนสนามและโครงสร้างการวัดโดยไม่ทราบผล

การทดสอบไม่มีตัวนำอยู่ในปากแต่คงตำแหน่งหัววัดตามคู่มืออาจช่วยดูว่ามีผลจากรอบข้างหรือศูนย์เลื่อนหรือไม่ แต่สภาพนี้ไม่เหมือนการวัดจริงทุกด้าน จึงเป็นหลักฐานประกอบ ไม่ใช่ค่าที่นำไปลบออกจากข้อมูลทุกเวลาโดยตรง หากความผิดมีเฟสและความถี่ซับซ้อน การลบตัวเลขคงที่ไม่สามารถคืนรูปกระแสทั้งหมดได้

รายงานผลตามหลักฐานที่แยกได้

ระบุสถานะอุปกรณ์ข้างเคียง ทิศหัววัด ระยะโดยประมาณ โหมดและการกรอง พร้อมผลระบบอ้างอิงของกระแสเป้าหมาย ถ้าข้อมูลแสดงเพียงว่าค่าแคลมป์เปลี่ยนตามสถานะ ให้ใช้ถ้อยคำว่ามีผลสัมพันธ์กับอุปกรณ์ข้างเคียงและยังต้องแยกทางรบกวน หากยืนยันแหล่งเป้าหมายคงที่และการเปลี่ยนหายเมื่อจัดระยะโดยคุมตัวแปร จะมีหลักฐานสนับสนุนผลจากการจัดสนามมากขึ้น

ในตัวอย่าง 29.5 mA เป็นผลต่างเทียบฐานก่อนหลัง ไม่ใช่ค่าความแม่นยำที่ผู้ผลิตรับรอง ส่วน 20 กับ 10 µT มาจากแบบจำลองสายตรง ไม่ใช่การวัดสนามจริง ภาพสองส่วนจึงแยกเหตุผลการรับสนามออกจากการคำนวณผลอ่าน เพื่อไม่ให้ผู้อ่านนำสมการสนามไปแก้ค่ากระแสโดยขาดค่าความไวของหัววัด

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. AC LEAKAGE CLAMP METER CM4003 · HIOKI
  2. What are Hall Effect (ac, dc) clamp meters? · Fluke
  3. How To Calibrate a Clamp Meter: A Step-By-Step Guide · Fluke

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า