![]() |
ภาพจาก www.a-recyclegrpoup.com |
Electrical and Pneumatic Automation Systems
Consumer Unit (คอนซูมเมอร์ยูนิต)
Consumer Unit (คอนซูมเมอร์ยูนิต หรือ ตู้คอนซูมเมอร์) คือตู้ควบคุมระบบไฟฟ้าแบบ Single Phase 220V สามารถจ่ายออกได้ตั้งแต่ 4,6,8,12,16 วงจร แล้วแต่ยี่ห้อของผู้ผลิต บางวงจรที่ต้องการป้องกันไฟฟ้าดูดเพิ่มเติมก็สามารถใส่ ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) มาใส่เฉพาะวงจรนั้นๆเช่น เครื่องทำน้ำอุ่น ตู้เย็น ส่วนวงจรไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างอาจไม่จำเป็นต้องใช้เบรคเกอร์สำหรับกันไฟฟ้าดูดก็อาจจะใส่ MCB ที่กันไฟฟ้าลัดวงจรและกระแสเกินก็พอ ในตู้คอนซูมเมอร์นี้วงจรย่อยแต่ละวงจรจะเป็นอิสระต่อกัน เช่น ถ้าตู้เย็นมีไฟฟ้ารั่ว เวลาคนไปสัมผัสที่ตู้เย็น ELCB ก็จะตัดวงจรนั้น ส่วนวงจรอื่นๆยังใช้งานได้ปกติ
สายพานลำเลียง (Conveyor)
สายพานลำเลียงเป็นสายพานที่ใช้ขนส่งวัสดุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยจะต้องมีตัวขับและพูเลย์ในการทำให้สายพานเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของสายพานจะเกิดจากแรงเสียดทานระหว่างสายพานกับพูเลย์ แรงเสียดทานดังกล่าวจะขึ้นอยุ่กับผิวสัมผัส ระหว่างสายพานกับพูเลย์ และแรงดึงให้สายพานตึง จากลักษณะการใช้งานสายพานจึงต้องมีสมบัติต่าง ๆ ดังนี้ คือ
ความทนทานต่อแรงเฉือน (Tear strength)
ระหว่างใช้งาน ชั้นยางและผ้าใบแต่ละชั้นจะรับแรงในการขับเคลื่อนสายพานในปริมาณที่แตกต่างกัน เมื่อผ่านพูเลย์ ยางผิวด้านล่างจะเกิดแรงกด ส่วนยางผิวด้านบนจะถูกยืดออก และชั้นผ้าใบแต่ละชั้นก็รับแรงไม่เท่ากัน ระหว่างชั้นวัสดุแต่ละชั้นของสายพาน จะมีแรงเฉือนเกิดขึ้น แรงเฉือนดังกล่าวจะกระทำกับแต่ละจุดของสายพานมีลักษณะเป็นรอบ อาจทำให้เกิดปัญหาแยกชั้นของสายพานได้หากแรงยืดของแต่ละชั้นไม่แข็งแรงพอ การทดสอบผลิตภัณฑ์สายพานลำเลียงจึงต้องมีการทดสอบ สมบัติความทนทานต่อแรงเฉือนของสายพาน เกี่ยวกับการยึดติดระหว่างผ้าใบกับยางและระหว่างผ้าใบกับผ้าใบแต่ละชั้น
ความทนทานต่อการสึกหรอ (Abrasion Resistance)
สายพานจะเกิดการเสียดสีตลอดเวลาในระหว่างการใช้งาน โดยเฉพาะที่ผิวยางบน ซึ่งเป็นส่วนที่ต้องสัมผัสกับวัสดุที่ต้องการจะลำเลียงวัสดุแต่ละชนิด จะทำให้เกิดการสึกหรอแตกต่างกัน จึงต้องมีการตรวจสอบทุกครั้งในการผลิตสายพานลำเลียง
ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม (Environmental Resistance)
การใช้งานสายพานลำเลียงมีลักษณะที่แตกต่างกันไป การใช้งานกลางแจ้งยางผิวที่ใช้จะต้องมีความทนทานต่อแสง UV ออกซิเจน และโอโซน ซึ่งจะเป็นตัวเร่งให้สายพานเสื่อมสภาพเร็วมากขึ้น การใช้งานที่ต้องสัมผัสกับสารเคมี เช่น นำ้มัน, กรดหรือด่าง, เป็นต้น ยางผิวที่ใช้ควรมีสมบัติที่สามารถทนทานต่อสารเคมีดังกล่าวได้
ความทนทานต่อความร้อน
สายพานที่ผ่านพูเลย์จะเกิดการผิดรูปที่มีลักษณะเป็นคาบ ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนสะสม (heat build up) ขึ้นได้ โดยเฉพาะสายพานที่ใช้แรงดึงและเดินรอบสูง ๆ จะเกิดความร้อนขึ้นมาก ซึ่งอาจจะทำให้ยางเสื่อมสภาพเร็วกว่าที่ควรจะเป็นได้
ส่วนสมบัติอื่นที่ควรมีการคำนึงถึง คือ ความทนทานต่อแรงดึง และความทนทานต่อความล้า ยางผิวสายพานต้องมีความทนทานต่อแรงดึงพอสมควรเนื่องจาก จะต้องรับแรงดึงที่ใช้ขับเคลื่อนสายพาน และต้องมีความทนทานต่อความล้าด้วย เนื่องจากการผิดรูปลักษณะเป็นรอบดังกล่าวข้างต้น
(ที่มา http://engineerknowledge.blogspot.com)
![]() |
(ภาพจาก www.a-recyclegroup.com) |
เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple)
เทอร์โมคัปเปิล
(Thermocouple)
เทอร์โมคัปเปิล คืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิโดยใช้หลักการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือความร้อนเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) เทอร์โมคัปเปิลทำมาจากโลหะตัวนำที่ต่างชนิดกัน 2 ตัว (แตกต่างกันทางโครงสร้างของอะตอม) นำมาเชื่อมต่อปลายทั้งสองเข้าด้วยกันที่ปลายด้านหนึ่ง เรียกว่าจุดวัดอุณหภูมิ ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งปล่อยเปิดไว้ เรียกว่าจุดอ้างอิง หากจุดวัดอุณหภูมิและจุดอ้างอิงมีอุณหภูมิต่างกันก็จะทำให้มีการนำกระแสในวงจรเทอร์โมคัปเปิลทั้งสองข้าง ปรากฎการณ์ดังกล่าวนี้ค้นพบโดย Thomas Seebeck นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันในปี ค.ศ.1821
![]() |
รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างของ Thermocouple (Wikipedia) |
คุณสมบัติของเทอร์โมคัปเปิลแบบมาตรฐาน(Characteristic of Standard
Thermocouples)
1.ความไว (Sensitivity)
จากตารางแรงเคลื่อนของ NBS แสดงว่าย่านของแรงเคลื่อนจากเทอร์โมคัปเปิลจะมีค่าน้อยกว่า
100 mV แต่ความไวที่แท้จริงในการใช้งานจะขึ้นอยู่กับการใช้วงจรปรับสภาพสัญญาณและตัวเทอร์โมคัปเปิลเอง
2.โครงสร้าง (Structure)
โครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิลมีลักษณดังรูปที่5 โดยต้องมีลักษณะดังนี้คือ: มีความต้านทานต่ำ
ให้สัมประสิทธิ์อุณหภูมิสูง ต้านทานต่อการเกิดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงๆ
ทนต่อสภาวะแวดล้อมที่นำไปใช้วัดค่า และเป็นเชิงเส้นสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ตัวฝักหรือท่อป้องกันส่วนมากจะทำจากแสตนเลส
ความไวของเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับความหนาของท่อป้องกันทั้งเยอรมันเนียมและซิลิคอนจะทำให้คุณสมบัติการเกิดเทอโมอิเล็กทริกจึงใช้กันมากในอุปกรณ์ทำความเย็น
(peltier element) มากกว่าที่จะใช้เป็นเทอร์โมคัปเปิลวัดอุณหภูมิ
ขนาดของสายเทอร์โมคัปเปิลกำหนดได้จากการใช้งานแต่ละอย่าง
และมีขนาดจาก #10 ในสภาวะแวดล้อมที่ไม่คงที่ จนถึงขนาด #
30 หรือแม้กระทั่ง 0.02 mm ซึ่งเป็นสายแบบไมโครไวร์
(micro wire) ที่ใช้กับการวัดอุณหภูมิการกลั่นในงานทางชีววิทยา
3.ย่านการใช้งาน (Range) ย่านอุณหภูมิการใช้งานและความไวในการวัดของเทอร์โมคัปเปิล
แต่ละตัว จะแตกต่างกันตามแต่ละสมาคมจะกำหนด
ในส่วนที่สำคัญคือค่าแรงเคลื่อนที่ออกมาจากแต่ละอุณหภูมิ จะต้องอ้างอิงกับตารางค่ามาตรฐานของแต่ละสมาคมที่ใช้ให้ถูกต้องเป็นเอกภาพเดียวกันหมดทั้งระบบ
4. เวลาตอบสนอง (Time
Response) เวลาตอบสนองของเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับขนาดของสายและวัสดุที่นำมาทำท่อป้องกันตัวเทอร์โมคัปเปิล
5.การปรับสภาพสัญญาณ
(Signal Conditioning) ปกติแรงเคลื่อนของเทอร์โมคัปเปิลจะมีขนาดน้อยมากจึงจำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณโดยใช้ออปแอมป์ขยายความแตกต่างที่มีอัตราขยายสูงๆ
การใช้งานเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐาน
(Characteristic
in Application of Thermocouple Standard Type)
ในปัจจุบัน
พบว่ามีเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานอยู่ 7 ชนิดตามมาตรฐานของ ANSI
และ ASTM โดยการจำแนกตามประเภทของวัสดุที่ใช้ทำได้แก่
1.เทอร์โมคัปเปิล
Type S ประดิษฐ์โดยนาย Le
Chatelier ในปี 1886
ข้อดีของ Type S
·
เหมาะกับการใช้งานในสภาวะที่เกิดปฏิกิริยาเคมีแบบออกซิไดซิง(oxidizing)
·
เหมาะกับการใช้งานในสภาวะงานเฉื่อย
(inert) คืองานที่ไม่เปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาใดๆ ได้ง่าย ๆ
·
นิยมใช้กับงานวัดตัวแปรที่มีอุณหภูมิสูง
เช่น เตาหลอมเหล็ก
·
วัดอุณหภูมิต่อเนื่องได้จากช่วง
0 ถึง 15500c และอุณหภูมิช่วงสั้นได้จากช่วงประมาณ
–50ถึงประมาณ 17000c
·
หากอยู่ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมจะให้ความเที่ยงตรงสูงที่สุด
·
ใช้ในการสอบเทียบ
ตั้งแต่จุดแข็งตัวของแอนติโมนี (630.740c)
จนถึงจุดแข็งตัวของทองแดง (1064.430c) ตามมาตรฐาน IPTS 68
ข้อเสียของ Type S
·
ต้องใช้ท่อป้องกันในทุกสภาวะบรรยากาศ
·
ไม่เหมาะกับงานที่มีปฏิกิริยาแบบรีดิวซิง
(reduzing)
·
ไม่เหมาะกับงานที่เป็นสูญญากาศ(vacuum)
·
ไม่เหมาะกับงานที่มีไอโลหะ
เช่น สังกะสี ตะกั่ว
·
ไม่เหมาะกับงานที่มีไอของอโลหะ
เช่น จำพวก อาเซนิก ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส เพราะจะมีอายุการใช้งานสั้นลง
2.เทอร์โมคัปเปิล Type R เป็นแบบที่เหมาะกับการวัดอุณหภูมิสูง
ๆ
ข้อดีของ Type R
·
ให้แรงเคลื่อนทางด้านเอาท์พุตสูงกว่าแบบ
S
·
วัดอุณหภูมิต่อเนื่องได้จากช่วง
0 ถึง 16000c
·
วัดอุณหภูมิช่วงสั้นได้จากช่วง-50 ถึงประมาณ 17000c
·
เหมาะกับการวัดอุณหภูมิสูงๆ
เช่น ในเตาหลอมเหล็ก อุตสาหกรรมแก้ว
·
ทนทานต่อการกัดกร่อน
และให้เสถียรภาพของอุณหภูมิที่ดี
ส่วนลักษณะข้อเสียเช่นเดียวกับแบบ S แต่ส่วนที่เพิ่มเติมคือ
ให้ความเป็นเชิงเส้นต่ำเพิ่ม
อุณหภูมิต่ำกว่า 5400c
3.เทอร์โมคัปเปิล Type B ผลิตครั้งแรกเมื่อปี 1954 ในประเทศเยอรมัน
ข้อดีของ Type B
·
วัดอุณหภูมิต่อเนื่องได้จากช่วงประมาณ
100 ถึงประมาณ 16000c
·
วัดอุณหภูมิช่วงสั้นได้จากช่วงประมาณ
50 ถึงประมาณ 17500c
·
แข็งแรงกว่าแบบ
S และแบบ R
·
เหมาะกับการใช้งานในสภาวะที่มีปฏิกิริยาแบบออกซิไดซิงและสภาวะเฉื่อย
ให้ความเป็นเชิงเส้นของสัญญาณ (linearity)
ดี
ข้อเสียของ Type B
·
ให้แรงเคลื่อนของไฟฟ้าน้อยกว่าแบบอื่น
ๆ เมื่อวัดอุณหภูมิที่เงื่อนไขเดียวกัน
·
ไม่เหมาะกับสภาวะที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาแบบรีดิวซิง
·
ไม่เหมาะกับสภาวะที่เป็นสุญญากาศ
·
ไม่เหมาะกับสภาพงานที่มีไอของโลหะและอโลหะเช่นเดียวกับแบบ
Rและ S
·
ให้ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าสองค่า
(double value
region)จากอุณหภูมิในช่วง
0-42 0c(ดังรูปตัวอย่างด้านล่าง)
ทำให้ไม่สามารถทาราบได้ว่าที่แรงเคลื่อนไฟฟ้านั้นมี
อุณหภูมิเป็นเท่าใด
เช่นที่อุณหภูมิ 00cจะแรงเลื่อนไฟฟ้าเท่ากับ 420c
·
ให้ความชัน(การเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนต่ออุณหภูมิ)
ของสัญญาณต่ำกว่าแบบอื่น ๆ
4.เทอร์โมคัปเปิล
Type J พบว่าหากใช้แพลทินัมมาทำเป็นเทอร์โมคัปเปิลความคุ้มทุนก็ลดลงไป
ดังนั้นเพื่อที่จะทำให้เทอร์โมคัปเปิลราคาถูกลง
จึงใช้วัตถุธาตุอื่นที่มีราคาถูกกว่ามาทดแทนแพลทินัม โดยรหัสสีตามมาตรฐาน BS มีดังนี้
ถ้าขั้วบวก จะเป็นสีดำ ขั้วลบจะเป็นสีขาว ทั้งตัวจะเป็นสีดำ
ข้อดีของ Type J
·
ให้อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่ออุณหภูมิได้ดี
·
มีราคาถูกกว่าแบบที่ทำจากธาตุบริสุทธิ์
·
ตามมาตรฐาน
BS 7937 Part 30 สามารถวัดอุณหภูมิได้ต่อเนื่องจากช่วงประมาณ –210
ถึง 12000c
·
เหมาะกับสภาพงานที่เป็นสุญญากาศงานที่
งานที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซิง และงานที่อยู่ในสภาพเฉื่อย
เมื่ออุณหภูมิไม่เกิน 7600c
·
นิยมใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติก
·
เป็นแบบที่นิยมใช้
ราคาไม่แพง
ข้อเสียของ Type J
·
วัดอุณหภูมิได้ต่ำกว่าแบบ
T
·
ไม่เหมาะสมมากนักกับงานที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า
00c
·
หากวัดที่อุณหภูมิสูงกว่า
5380c
จะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซิงที่สายซึ่งทำจากเหล็กด้วยอัตราสูง
·
หากใช้งานนานเกินช่วง
20 ปี ส่วนผสมทางเคมี คือ แมงกานีสในเหล็กจะเพิ่มขึ้น 0.5% ทำให้คุณสมบัติของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย
5.เทอร์โมคัปเปิล Type K ธาตุหนึ่งที่เป็นฐานสำหรับการสร้างคือ
นิกเกิล เทอร์โมคัปเปิลชนิดนี้เริ่มผลิตให้เป็นมาตรฐานตั้งแต่ปี ค.ศ. 1916 โดยพื้นฐานการผลิต
ขั้วหนึ่งจะเป็นนิกเกิลที่เจือปนด้วยอะลูมิเนียมส่วนอีกด้านที่เจือปนด้วยโครเมียม
เพราะว่าในปี ค.ศ. 1916
ยังไม่สามารถสร้าง
นิเกิลลบบริสุทธิ์ได้จึงได้เติมสารไม่บริสุทธิ์ต่าง
ๆ ในส่วนผสมของวัสดุชนิด K แต่ในปัจจุบันได้มีการระมัดระวังส่วนผสมที่จะทำให้เกิดความไม่บริสุทธิ์ดังกล่าวเพื่อเหตุผลในการบำรุงรักษาและสอบเทียบ
ด้วยเหตุนี้เทอร์มคัปเปิลชนิด K ที่กำหนดเป็นค่ามาตรฐานจะไม่ใช้โลหะผสมแต่โดยทั่วไปจะผสมธาตุพิเศษเข้าไปเพื่อปรับปรุงคุณภาพของแรงเคลื่อน/อุณหภูมิของจุดหลอมละลายที่กำหนดไว้ข้อควรระวังในการใช้งานของชนิด K
มีดังนี้
1.
ขั้วลบของเทอร์โมคัปเปิลจะเป็นวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก
(เหล็กที่เป็นสารแม่เหล็ก) ที่อุณหภูมิห้อง
แต่ที่จุดคิวรีของมัน ( curie point คืออุณหภูมิที่มันเปลี่ยนจากคุณสมบัติเหล็กไปเป็นแม่เหล็ก)
อยู่ในช่วงที่ใช้งานพอดี
ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนทางเอาต์พุตอย่างทันทีทันใด ยิ่งไปกว่านั้นพบว่าจุดคิวรีดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของโลหะผสม
จุคิวรีนี้จะเปลี่ยนคุณสมบัติจากเทอร์โมคัปเปิลตัวหนึ่งให้เป็นเทอร์โมคัปเปิลอีกตัวหนึ่ง
ดังนั้นจึงต้องทดลองหาการเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนที่ไม่ทราบค่า ณ
อุณหภูมิที่เราไม่ทราบค่านี้
2.
ที่อุณหภูมิสูง
ๆ (ช่วง 2000c ถึง 6000c )เทอร์โมคัปเปิลชนิด K จะมีผลของฮีสเตอร์รีซีสเกิดขึ้นขณะที่มันอ่านค่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและในช่วงที่อุณหภูมิลดลง
ซึ่งเป็นช่วงที่ไม่สามารถจะคาดเดาการเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนได้
3.
ที่อุณหภูมิ
10000c
ขั้วของเทอร์โมคัปเปิลชนิด K จะเกิดออกไซด์
เป็นเหตุให้มีการเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อน
4.
การใช้โคบอลต์เป็นโลหะผสมสำหรับเทอร์โมคัปเปิลชนิด
K จะทำให้เกิดปัญหาในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ หรือในพื้นที่อื่น ๆ ที่มีฟลักซ์นิวตรอนสูง
ๆ ธาตุบางตัวจะรับเอาการปลดปล่อยนิวเคลียร์
จึงทำให้เปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนทางด้านเอาต์พุต
ย่านการทำงานและความแน่นอนของเทอร์โมคัปเปิลในงานอุตสาหกรรม
ที่กำหนดโดยมาตรฐาน IEC
584( รหัสสำหรับการวัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์โมคัปเปิล) ช่วงนการวัดอุณหภูมิต่อเนื่องของเทอร์โมคัปเปิลแบบนี้จะเป็น –2700c
ถึง +1,3700c
ข้อดีของ Type K
·
เป็นแบบที่นิยมใช้แพร่หลายมากที่สุด
·
สำหรับการวัดอุณหภูมิช่วงสั้น
ๆ จะวัดได้จาก –1800c
ถึงประมาณ 1,3500c
·
สามารถใช้วัดในงานที่มีปฏิกิริยาออกซิไดซิง
หรือสภาวะแบบเฉื่อย(inert)
ได้ดีกว่าแบบอื่น ๆ
·
สามารถใช้กับสภาพงานที่มีการแผ่รังสีความร้อนได้ดี
·
ให้อัตราการเปลี่ยนแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่ออุณหภูมิดีกว่าแบบอื่น
ๆ (ความชันเกือบเป็น 1) และมีความเป็นเชิงเส้นมากที่สุดในบรรดาเทอร์โมคัปเปิลด้วยกัน
ข้อเสียของ Type K
·
ไม่เหมาะกับการวัดที่ต้องสัมผัสกับปฏิกิริยารีดิวซิงและออกซิไดซิงโดยตรง
· ไม่เหมาะกับงานที่มีไอของซัลเฟอร์
·
ไม่เหมาะกับสภาพงานที่เป็นสุญญากาศ
(ยกเว้นจะใช้ในช่วงเวลาสั้นๆ)
· หลังการใช้งานไป 30 ปี
ทำให้ส่วนผสมทางเคมีเปลี่ยนไป เป็นผลทำให้คุณสมบัติของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเปลี่ยนไป
6.เทอร์โมคัปเปิล Type T
ข้อดีของ Type T
· ดีกว่าแบบ K ตรงที่สามารถวัดอุณหภูมิได้ต่ำกว่า
นั่นคือเหมาะกับการวัดอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ เช่นในห้องเย็น
ตู้แช่แข็ง
· ให้ความแน่นอนในการวัดดีกว่าแบบ K (ช่วงที่ต่ำกว่า 1000c
ความแน่นอนจะเป็น
1%)

·
มีเสถียรภาพในการวัดอุณหภูมิดี
· การวัดสภาพงานที่เป็นสุญญากาศงานที่มีปฏิกิริยาแบบออกซิไดซิงรีดิวซิงและงานที่มีปฏิกิริยาแบบเฉื่อยจะทำได้ดี
·
วัดอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องได้จากช่วง
–185 ถึง 3000c และวัดอุณหภูมิแบบช่วงสั้นๆ
ได้จากช่วง –250 ถึง 400 0c
·
ทนต่อบรรยากาศที่มีการกัดกร่อนได้ดี
ข้อเสียของ Type T
·
เป็นแบบที่วัดอุณหภูมิช่วงบวกได้น้อยกว่าแบบอี่นๆ
·
หากใช้วัดอุณหภูมิที่สูงกว่า
370 0cจะทำให้เกิดออกไซมาก
·
ไม่เหมาะกับการวัดอุณหภูมิที่สัมผัสกับการแผ่รังสีความร้อนโดยตรง(ทำให้ส่วนผสมของวัสดุที่ใช้ทำเปลี่ยนไป
คุณสมบัติทางไฟฟ้าเปลี่ยนไปด้วย)
·
เมื่อใช้งานไปนาน
ๆ ในช่วง 20 ปี ส่วนผสมของนิเกิลและสังกะสี จะเพิ่มประมาณ 10% ทำให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปเช่นกัน
·
คุณสมบัติของแรงเคลื่อนต่ออุณหภูมิไม่เป็นเชิงเส้น
(แต่ก็ปรับปรุงได้จากวงจรปรับสภาพสัญญาณ)
7.เทอร์โมคัปเปิล Type E
ข้อดีของ
Type E
·
ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงสุดเมื่อวัดอุณหภมิเทียบกับแบบอื่น
ๆ ในสภาวะเดียวกัน
·
วัดอุณหภูมิต่อเนื่องได้จากช่วง
0 ถึง 8000c
·
คุณสมบัติอื่น
ๆ คล้ายกับแบบ K
การแก้ไขให้ระบบวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมคัปเปิลให้ทำงานได้ดีขึ้น
ต้องปฏิบัติดังนี้
1.ใช้สายเทอร์โมคัปเปิลขนาดใหญ่ที่สุดที่จะเป็นไปได้
เพราะมันจะไม่พ่วงเอาความร้อนออกจากพื้นที่การวัดเข้ามา
2. ถ้าต้องการใช้สายขนาดเล็ก ๆ
ให้ใช้เฉพาะในขอบเขตที่ทำการวัด และใช้สายขยาย (extention wire) ในขอบเขตที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกลางสาย
3. หลีกเลี่ยงความเค้นทางกลและการสั่นสะเทือนที่มีผลให้เกิดความเครียดในสาย
4.เมื่อใช้สายเทอร์โมคัปเปิลยาว ๆ
ให้ต่อชีลด์ที่สายไปยังขั้วต่อสายของดิจิตอลโวลต์
มิเตอร์ และใช้สายขยายสัญญาณแบบบิดเกลียว
5.หลีกเลี่ยงบริเวณที่เต็มไปด้วยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิกลางสาย
6.พยายามเลือกสายเทอร์โมคัปเปิลในพิกัดอุณหภูมิของมัน
7. ป้องกันวงจรแปลง
integrate A/D
จากการรบกวน
8. ใช้สายขยายเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ ๆ
และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกลางสายน้อย ๆ
9. ทดสอบและเก็บค่าความต้านทานของเทอร์โมคัปเปิลเก่า ๆ ไว้
พร้อมกับวัดค่าความต้านทานของเทอร์โมคัปเปิลเก็บไว้เป็นช่วง ๆ
(บทความจาก student.nu.ac.th)
![]() |
รูปที่2 Thermocouple Type K (www.a-recyclegroup.com) |
Foot Switch (สวิตช์เท้าเหยียบ)
Foot Switch หรือ สวิตช์เท้าเหยียบ คือสวิตช์แบบหนึ่งที่ใช้แรงน้ำหนักของเท้าในการเปิด-ปิดสวิตช์ ซึ่งโดยปกติจะมีทั้งแบบไฟฟ้า และแบบนิวเมติก(Pneumatic) ซึ่งก็คือเป็นสวิตช์สำหรับเปิด-ปิดลมนั่นเอง
สวิตช์แบบนี้จะนิยมในงานเครื่องจักรอุตสาหกรรม ที่ผู้ใช้ต้องใช้มือทั้งสองข้างในการจับชิ้นงานหรือควบคุมส่วนอื่นๆของเครื่องจักร ซึ่งการใช้ Foot Switch จะทำให้ใช้งานเครื่องจักรได้สะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้น
สวิตช์แบบนี้จะนิยมในงานเครื่องจักรอุตสาหกรรม ที่ผู้ใช้ต้องใช้มือทั้งสองข้างในการจับชิ้นงานหรือควบคุมส่วนอื่นๆของเครื่องจักร ซึ่งการใช้ Foot Switch จะทำให้ใช้งานเครื่องจักรได้สะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้น
![]() |
Foot Switch แบบเปิด-ปิดลม |
![]() |
Foot Switch แบบไฟฟ้า |
(ข้อมูลและรูปจาก www.a-recyclegroup.com)
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย (Switching Power Supply)
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
(Switching Power Supply) คือแหล่งจ่ายไฟตรงคงค่าแรงดันแบบหนึ่ง
และสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟจากไปสลับโวลต์สูง ให้เป็นแรงดันไฟตรงค่าต่ำ
เพื่อใช้ในงานอิเลคทรอนิกส์ได้เช่นเดียวกันแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น (Linear
Power Supply) ถึงแม้เพาเวอร์ซัพพลายทั้งสองแบบจะต้องมีการใช้หม้อแปลงในการลดทอนแรงดันสูงให้เป็นแรงดันต่ำเช่นเดียวกัน
แต่สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายจะต้องการใช้หม้อแปลงที่มีขนาดเล็ก และน้ำหนักน้อย
เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
อีกทั้งสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายยังมีประสิทธิภาพสูงกว่าอีกด้วย
ในปัจจุบันสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
(Switching Power Supply) ได้เข้ามามีบทบาทกับชีวิตเราอย่างมาก
เครื่องใช้อิเลคทรอนิกส์ขนาดเล็กซึ่งต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีกำลังสูงแต่มีขนาดเล็ก
เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องโทรสาร และ โทรทัศน์
จำเป็นจะต้องใช้สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย แนวโน้มการนำสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายมาใช้ในเครื่องใช้อิเลคทรอนิกส์ทุกประเภทจึงเป็นไปได้สูง
การศึกษาหลักการทำงานและการออกแบบสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายจึงเป็นสิ่งจำเป็นที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้สำหรับผู้ที่เกี่ยวข้องกับงานอิเ
ลคทรอนิกส์ทุกประเภท
บทความนี้นำเสนอหลักการทำงานเบื้องต้นของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
โดยเน้นในส่วนของคอนเวอร์เตอร์ และวงจรควบคุม ซึ่งเป็นหัวใจในการทำงานของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
พร้อมทั้งยกตัวอย่างและอธิบายการทำงานของวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพลลายที่สมบูร์ณ และใช้งานได้จริง
Switching Power Supply กับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
ข้อได้เปรียบของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายเมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งจ่ายไฟเชิง เส้น คือประสิทธิภาพที่สูง
ขนาดเล็ก และน้ำหนักเบากว่าแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นใช้หม้อแปลงความถี่ต่ำจึงมีขนาดใหญ่
และน้ำหนักมาก ขณะใช้งานจะมีแรงดันและกระแสผ่านตัวหม้อแปลงตลอดเวลา กำลังงานสูญเสียที่เกิดจากหม้อแปลงจึงมีค่าสูง
การคงค่าแรงดันแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นส่วนมากจะใช้เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์ต่ออนุ กรมที่เอาต์พุตเพื่อจ่ายกระแสและคงเค่าแรงดัน
กำลังงานสูญเสียในรูปความร้อนจะมีค่าสูงและต้องใช้แผ่นระบายความร้อนขนาด ใหญ่ซึ่งกินเนื้อที่
เมื่อเพาเวอร์ซัพพลายต้อง่ายกำลังงานสูงๆ จะทำให้มีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมาก ปกติแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นจะมีประสิทธิภาพประมาณ
30% หรืออาจทำได้สูงถึง 50% ในบางกรณี
ซึ่งนับได้ว่าค่อนข้างต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายซึ่งมีประสิทธิภาพในช่วง
65%-80%
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
(Switching Power Supply) มีช่วงเวลาโคลสต์อัพประมาณ 20x10-3 ถึง 50x10-3 วินาที
ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นจะทำได้เพียงประมาณ 2x10-3 วินาที
ซึ่งมีผลต่อการจัดหาแหล่งจ่ายไฟสำรองเพื่อป้องกันการหยุดทำงานของอุปกรณ์ที่ ใช้กับเพาเวอร์ซัพพลายเมื่อเกิดการหยุดจ่ายแรงดันไฟสลับ
รวมทั้งสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายสามารถทำงานได้ในช่วงแรงดันอินพุตค่อน
ข้างกว้างจึงยังคงสามารถทำงานได้เมือเกิดกรณีแรงดันไฟคกอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายจะมีเสถียรภาพในการทำงานที่ต่ำกว่า และก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนได้สูงเมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
รวมทั้งสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายยังมีความซับซ้อนของวงจรมากกว่าและมีราคาสูง ที่กำลังงานต่ำๆ
แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นจะประหยัดกว่าและให้ผลดีเท่าเทียมกัน ดังนั้นสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายจึงมักนิยมใช้กันในงานที่ต้องการกำลังงานตั้งแต่
20 วัตต์ขึ้นไปเท่านั้น
หลักการทำงานของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
(Switching Power Supply)
โดยทั่วไปมีองค์ประกอบพื้นฐานที่คล้ายคลึงกัน และไม่ซับซ้อนมากนัก ดังแสดงในรูปที่
1 หัวใจสำคัญของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายจะอยู่ที่คอนเวอร์เตอร์
เนื่องจากทำหน้าที่ทั้งลดทอนแรงดันและคงค่าแรงดันเอาต์พุตด้วย องค์ประกอบต่างๆ
ทำงานตามลำดับดังนี้
![]() |
fig.1 องค์ประกอบพื้นฐานของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย |
แรงดันไฟสลับค่าสูงจะผ่านเข้ามาทางวงจร RFI ฟิลเตอร์
เพื่อกรองสํญญาณรบกวนและแปลงเป็นไฟตรงค่าสูงด้วยวงจรเรกติไฟเออร์
เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์จะทำงานเป็นเพาเวอร์คอนเวอร์เตอร์โดยการตัดต่อแรงดันเป็นช่วงๆ
ที่ความถี่ประมาณ 20-200 KHz จากนั้นจะผ่านไปยังหม้อแปลงสวิตชิ่งเพื่อลดแรงดันลง
เอาต์พุตของหม้อแปลงจะต่อกับวงจรเรียงกระแส และกรองแรงดันให้เรียบ
การคงค่าแรงดันจะทำได้โดยการป้อนกลับค่าแรงดันที่เอาต์พุตกลับมายังวงจรควบคุม
เพื่อควบคุมให้เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์นำกระแสมากขึ้นหรือน้อยลงตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่เอาต์พุต
ซึ่งจะมีผลทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ได้
สรุป
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
เป็นแหล่งจ่ายไฟตรงที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงกว่าและมีน้ำหนักเบากว่าเพาเวอร์ซัพพลายเชิงเส้น
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายทำงานโดยแปลงแรงดันไฟสลับความถี่ต่ำจากอินพุตให้เป็นไฟตรง
จากนั้นจึงเปลี่ยนกลับไปเป็นไฟสลับ (พัลส์) ที่ความถี่สูง
แล้วส่งผ่านหม้อแปลงเพื่อลดแรงดันลง
และผ่านวงจรเรียงกระแสและกรองแรงดันเพื่อให้ได้ไฟตรงอีกครั้งหนึ่ง
สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายประกอบด้วย 3 ส่วนใหญ่ คือ
วงจรฟิลเคอร์และเรกติไฟเออร์ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟสลับเป็นไฟตรง คอนเวอร์เตอร์ ทำหน้าที่แปลงไฟตรงเป็นไฟสลับความถี่สูง
และแปลงกลับเป็นไฟตรงโวลต์ต่ำ
และวงจรควบคุมทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของคอนเวอร์เตอร์
เพื่อให้ได้แรงดันเอาต์พุตตามต้องการ (บทความจาก http://www.cpe.ku.ac.th/~yuen/204471/power/switching_regulator/)
![]() |
ตัวอย่าง Switching
Power Supply ขนาดต่างๆ (www.a-recyclegroup.com)
|
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)