มัลติมิเตอร์แบบตัวเลข (Digital Multimeter, DMM) สามารถวัดปริมาณทางไฟฟ้าได้หลายประเภท เช่นเดียวกับมัลติมิเตอร์แบบเข็ม นอกจากนี้ยังสามารถวัดปริมาณกระแสสลับ วัดการขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์ วัดความจุไฟฟ้าและตรวจสอบไดโอดได้อีกด้วย

มัลติมิเตอร์แบบตัวเลข มีลักษณะดังภาพข้างล่าง


มัลติมิเตอร์แบบตัวเลข


ส่วนประกอบที่สำคัญของมัลติมิเตอร์แบบตัวเลข

       1. จอแสดงผล (display)

       2. สวิตซ์เปิด-ปิด (ON-OFF)

       3. สวิตช์เลือกปริมาณที่จะวัดและช่วงการวัด (range selector switch) สามารถเลือกการวัดได้ 8 อย่าง ดังนี้

1. DCV สำหรับการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสตรง มี 5 ช่วงการวัด
2. ACV สำหรับการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสสลับ มี 5 ช่วงการวัด
3. DCA สำหรับการวัดปริมาณกระแสตรง มี 3 ช่วงการวัด
4. ACA สำหรับการวัดปริมาณกระแสสลับ มี 2 ช่วงการวัด
5. สำหรับการวัดความต้านทาน มี 6 ช่วงการวัด
6. CX สำหรับการวัดความจุไฟฟ้า มี 5 ช่วงการวัด
7. hFE สำหรับการวัดการขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์
8. สำหรับตรวจสอบไดโอด

      4. ช่องเสียบสายวัดร่วม :(COM) ใช้เป็นช่องเสียบร่วมสำหรับการวัดทั้งหมด (ยกเว้นการวัด CX และ hFE ไม่ต้องใช้สายวัด)

      5. ช่องเสียบสายวัด mA สำหรับวัด DCA และ ACA ที่มีขนาด 0-200 mA

      6. ช่องเสียบสายวัด 10A สำหรับวัด DCA และ ACA ที่มีขนาด 200 mA-10A

      7. ช่องเสียบสำหรับวัดการขยายกระแสตรงของทรานซิสเตอร์

      8. ช่องเสียงสำหรับวัดความจุไฟฟ้า

      9. ช่องเสียบสายวัด V

นอกจากนี้บนแผงหน้าของมัลติมิเตอร์แบบตัวเลขยังมีสัญลักษณ์เพื่อความปลอดภัย (safety symbols) กำกับไว้ ซึ่งเป็นสัญลักษณ์สากลสำหรับเตือนผู้ใช้ให้มีความระมัดระวังในการใช้เครื่องมือ เพื่อความปลอดภัยแก่ผู้ใช้เองและให้เครื่องมืออยู่ในสภาพที่พร้อมจะใช้งานได้เสมอ สัญลักษณ์ที่กล่าวนี้ได้แก่

       หมายถึง ให้ดูคำอธิบายในคู่มือ หมายถึง ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูง

ลักษณะเฉพาะบางประการของเครื่องวัด

       1. จอแสดงผล (display) แสดงด้วยตัวเลข หลัก ( digit) เนื่องจากค่าสูงสุดที่สามารถแสดงได้คือ 1999 ตัวเลขหลักที่ 1, 2 และ 3 (นับจากขวาสุดไปทางซ้าย) แปรค่าได้จาก 0 ถึง 9 (เรียกว่า full digit) ส่วนตัวเลขหลักที่ 4 จะแสดงตัวเลขได้เฉพาะ 1 เท่านั้น (เรียกว่า half digit)

       2. สภาพขั้ว (polarity) ในการวัดปริมาณทางไฟฟ้าบางชนิดเช่นความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสตรงด้วยเครื่องวัดที่ใช้เข็มชี้เป็นตัวแสดงผล เมื่อต่อสายวัดผิดขั้ว เข็มของเครื่องวัดจะตีกลับในทิศตรงข้าม ในสภาวะเช่นนี้สำหรับมัลติมิเตอร์แบบตัวเลขจะปรากฏเครื่องหมาย - บนจอแสดงผล

       3. ในการวัดปริมาณใด ๆ ที่ตั้งช่วงการวัดต่ำกว่าค่าที่จะวัด จอแสดงผลจะแสดงตัวเลข 1 หรือ -1 เช่น จะวัดความต้านทาน 10 k แต่ตั้งช่วงการวัดไว้ที่ 0-2 k จะปรากฏ 1 แสดงว่าค่าที่จะวัดสูงกว่าช่วงการวัดที่ตั้งไว้

       4. เมื่อแหล่งจ่ายกำลังให้เครื่องวัด คือ แบตเตอรี่ 9V อ่อนกำลัง LO BAT จะปรากฎบนจอเตือนให้ผู้ใช้เปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่

ความแม่น (accuracy) ของเครื่องวัด

            ค่าที่อ่านได้จากเครื่องวัดจะมีความเชื่อถือได้มากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับความแม่นของเครื่องวัด ซึ่งจะระบุไว้ในคู่มือการใช้เครื่องมือนั้น ๆ การบอกความแม่นมีวิธีบอกได้หลายแบบ มัลติมิเตอร์แบบเข็ม ซึ่งเป็นเครื่องวัดที่ใช้การเบี่ยงเบนของเข็มชี้เป็นตัวแสดงผล บอกความแม่นเป็น %fs สำหรับมัลติมิเตอร์แบบตัวเลขนิยมบอกความแม่นเป็น (% reading + number of digits of error) เขียนย่อเป็น (%rdg + no. of dgt) ซึ่งจะมีค่าเปลี่ยนไปสำหรับแต่ละปริมาณที่จะวัด และอาจจะเปลี่ยนไปได้อีกเมื่อเปลี่ยนช่วงการวัด ดังตัวอย่างในตาราง

1.2 Electrical Specifications
INTRODUCTION
Accuracies are (%reading plus number of digits). At 23 5oC, less than 75% RH.

DC VOLTAGE

 

RANGE
ACCURACY
RESOLUTION
INPUT IMPEDANCE
OVERLOAD PROTECTION

400 mV,4V,40V,400V,1000V
ALL RANGE (0.5% RDG+1 DGT)
100v TO 1V
20 M
500VDC/350VAC FOR 15 SEC. ON
400mV RANGE 1200 VDC/800VAC ON
OTHER RANGE

AC VOLTAGE

 

RANGE
ACCURACY

400mV,4V,40V,400V, 750V.
400mV-400V @50-500HZ(1%RDG+
4DGTS). 750V @50-500HZ, (1.5%
RDG+4DGTS).

RESOLUTION
INPUT IMPEDANCE
OVERLOAD PROTECTION

100V to 1V.
20 M
500VDC/350VAC FOR 15 SEC. ON
400mV RANGE 1200VDC/800VAC ON
ALL OTHER RANGE.

DC CURRENT

 

RANGE
ACCURACY

40mA. 400mA. 10A
10A RANGE, (2% RDG+3DGTS)
OTHER RANGE (1% RDG+1DGT)

RESOLUTION
VOLTAGE BURDEN
OVERLOAD PROTECTION

10 a TO 10mA
10A RANGE 700mV MAX.
10A INPUT, UNFUSE, UP TO 12A FOR
30 SEC. OTHER RANGE INPUT. 0.8A/
250V FUSE.

AC CURRENT

 

RANGE
ACCURACY

40mA. 400mA, 10A.
10A RANGE @50-500HZ, (2% RDG
+4 DGTS) OTHER RANGE @50-500HZ.
(1.2%RDG-4DGTS)

RESOLUTION
VOLTAGE BURDEN
OVERLOAD PROTECTION

10 A to 10mA
10A RANGE 700 mV. MAX.
10A INPUT. UNFUSE, UP TO 12A
FOR 30 SEC. OTHER RANGE INPUT.
0.8A/250V FUSE.

RESISTANCE

 

RANGE

400, 4K, 40K, 400K, 4M
40M, 400M

ACCURACY

400M, 5%RDG-20DGTS
40M, 3%RDG+3DGTS
400, 1%RDG+3DGTS
OTHER RANGE 0.8%RDG-1DGT

RESOLUTION
OVERLOAD PROTECTION
TEST VOLTAGE

100m TO 100K
500VAC/DC A DC 500 VDC/AC
400, 400M, 3.4V MAX. OTHER
RANGES, 0.6V MAX.

CAPACITANCE

 

RANGE
ACCURACY
TEST FREQUENCY
TEST VOLTAGE
RESOLUTION

4nF, 40nF, 400nF, 4F, 40F.
ALL RANGE (3% RDG+10 DGTS)
400HZ
50mV
1PF TO 10nF.

 

           จากตารางจะเห็นว่า ถ้าเป็นการวัด DCV ความแม่นอยู่ในขอบเขต (0.5% rdg + 1dgt) ทุกช่วงการวัด ถ้าเป็นการวัด DCA ความแม่นอยู่ในขอบเขต (1.0% rdg+1 dgt) เฉพาะในช่วงการวัด 3 ช่วงแรก ส่วนช่วงการวัด 0-10 A ความแม่นจะอยู่ในขอบเขต (2.0%rdg+3dgt) เป็นต้น

ตัวอย่างการหาความแม่น

          ในการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสตรงของเซลล์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง (สมมติว่าค่าไม่เกิน 1.7V) ต้องบิดสวิตช์เลือกการวัดไปที่ DCV และเลือกช่วงการวัด 0-2 V ช่วงการวัดนี้มีความแม่น (0.5% rdg+1dgt) ซึ่งหาได้ดังนี้

สมมติค่าที่อ่านได้ (reading) จากจอแสดงผล   =   1.604V

ดังนั้น 0.5% rdg   =   0.5 x 10-2 x 1.604V   =   0.008V

และ 1dgt   =   0.001 V ได้จากการพิจารณาว่าค่าที่อ่านได้คือ 1.604V เกิดจากการนับ 1604 ครั้ง ในการนับทั้งหมด 1604 ครั้งนี้มีความผิดพลาดได้ 1 ครั้ง ดังนั้น 1dgt ในที่นี้คือ 1 ใน 1604 หรือประมาณ 0.001 V ใน 1.604V

ข้อควรระวังและการเตรียมสำหรับการวัด

          1. ก่อนการวัดปริมาณใด ต้องแน่ใจว่า

1) บิดสวิตซ์เลือกการวัดตรงกับปริมาณที่จะวัด
2) สวิตซ์เลือกการวัดอยู่ในช่วงการวัดที่เหมาะสมไม่ต่ำกว่าปริมาณที่จะวัด
ในกรณีที่ไม่ทราบปริมาณที่จะวัดมีค่าอยู่ในช่วงการวัดใด ให้ตั้งช่วงการวัดที่มีค่าสูงสุดก่อน
แล้วค่อยลดช่วงการวัดลงมาทีละช่วง

         2. เนื่องจากช่องเสียบสายวัด (สีแดง) มีหลายช่อง คือ V-, mA และ 10 A ต้องแน่ใจว่าเสียบสายวัดสีแดงในช่องเสียบตรงกับปริมาณที่จะวัด

         3. ในกรณีที่วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงตั้งแต่ 25 VAC หรือ 60 VDC ขึ้นไป ระวังอย่าให้ส่วนใดของร่างกายแตะวงจรที่กำลังวัดจะเป็นอันตรายได้

        4. ในขณะที่กำลังทำการวัด และต้องการปรับช่วงการวัดให้ต่ำลงหรือสูงขึ้นหรือเลือกการวัดปริมาณอื่น ให้ดำเนินการดังนี้

1) ยกสายวัดเส้นหนึ่งออกจากวงจรที่กำลังทดสอบ
2) ปรับช่วงการวัดหรือเลือกการวัดปริมาณอื่นตามต้องการ
3) ทำการวัด

         5. การวัดปริมาณกระแสสูง (~10A) ควรใช้เวลาวัดในช่วงสั้นไม่เกิน 30 วินาที

         6. เมื่อใช้งานเสร็จแล้ว ให้เลื่อนสวิตซ์ปิด-เปิด มาที่ OFF ถ้าไม่ได้ใช้เป็นเวลานาน ควรเอาแบตเตอรี่ออกด้วย

ที่มา : รังสรรค์ ศรีสาคร
สาขาวิชาฟิสิกส์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี