ออสซิลโลสโคป เครื่องมือวัดสัญญาณไฟฟ้า สำหรับงานอุตสาหกรรม

สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม ระบบงานที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ามักเต็มไปด้วยอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือต่าง ๆ หลากหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ทุ่นแรง เครื่องมือเพื่อความปลอดภัย รวมถึงเครื่องมือวัดค่าทางไฟฟ้า ที่มีชื่อว่า “ออสซิลโลสโคป” ที่ใช้สำหรับวัดค่าสัญญาณไฟฟ้าในรูปแบบต่าง ๆ หรือวัดค่าความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ในวันนี้ RS จะพาทุกท่านมาทำความรู้จักกับอุปกรณ์ออสซิลโลสโคป หรือเครื่องมือวัดค่าทางไฟฟ้าว่าคืออะไร ใช้วัดอะไร พร้อมแนะนำการเลือกใช้งานให้เหมาะสม มาติดตามกันได้เลย

ออสซิลโลสโคป (Oscilloscope) คือ เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ใช้สำหรับแสดงรูปคลื่นของสัญญาณไฟฟ้า โดยแสดงผลออกมาเป็นกราฟ ซึ่งจะแสดงผลผ่านหลอดภาพที่ฉาบด้วยฟอสเฟอร์

ออสซิลโลสโคป มีหน้าที่สำหรับวัดค่าแรงดันของไฟฟ้า การวัดความถี่ไฟฟ้า คลื่นไฟฟ้า วัดเฟสของสัญญาณ และใช้สำหรับการวัดคาบเวลา เพื่อตรวจสอบอาการชำรุดของอุปกรณ์ งานวิจัยพัฒนา หรืองานตรวจสอบคุณภาพสำหรับเครื่องมือหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ 

ออสซิลโลสโคป มีหลักการทำงานอย่างไร

ออสซิลโลสโคปมีหลักการทำงานดังนี้

1. การบ่ายเบนสัญญาณทางแนวตั้ง (Vertical Deflection) : เมื่อสัญญาณไฟฟ้าถูกนำเข้า ข้อมูลจะถูกส่งไปยังส่วนควบคุมสัญญาณทางแนวตั้ง ซึ่งประกอบด้วยวงจรลดทอนสัญญาณ และวงจรขยายทางแนวตั้ง ผ่านไปยังแผ่นเบี่ยงเบนทางแนวตั้ง เพื่อสร้างสนามไฟฟ้าการเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนในแนวตั้ง
2. การบ่ายเบนสัญญาณทางแนวนอน (Horizontal Deflection) : เมื่อสัญญาณไฟฟ้าถูกนำเข้า ข้อมูลจะถูกส่งไปยังวงจรกำเนิดความถี่ (Time Base Generator) ที่ทำหน้าที่ผลิตสัญญาณรูปฟันเลื่อย โดยสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยังแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของอิเล็กตรอนในแนวนอน แต่ถ้าความถี่ของสัญญาณฟันเลื่อยไม่สัมพันธ์กัน ก็สามารถปรับความถี่ใหม่ให้ตรงกัน เพื่อให้ได้รูปคลื่นที่นิ่ง ซึ่งเรียกวิธีนี้ว่า การเข้าจังหวะ (Syncronization)

ออสซิลโลสโคปมีองค์ประกอบหลัก ดังนี้

หัววัด (Probe)

หัววัดของออสซิลโลสโคป เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการรับสัญญาณไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิด โดยมีส่วนประกอบ ดังนี้

• หัววัดแบบธรรมดา (Common Probe) ใช้สำหรับรับสัญญาณไฟฟ้าทั่วไป
• หัววัดแบบแรงดันสูง (High-voltage Probe) ใช้สำหรับรับสัญญาณไฟฟ้าที่มีแรงดันสูง
• หัววัดแบบกระแส (Current Probe) ใช้สำหรับรับสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นกระแส

แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply)

แหล่งจ่ายไฟ ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบต่าง ๆ ของออสซิลโลสโคป โดยประเภทของแหล่งจ่ายไฟออสซิลโลสโคป มีดังนี้

• แหล่งจ่ายไฟแบบ AC ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับออสซิลโลสโคปที่ทำงานโดยใช้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)
• แหล่งจ่ายไฟแบบ DC ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับออสซิลโลสโคปที่ทำงานโดยใช้สัญญาณไฟฟ้ากระแสตรง (DC)

วงจรขยาย (Amplifier)

วงจรขยาย ใช้สำหรับขยายสัญญาณไฟฟ้าให้เพียงพอสำหรับการวัด โดยประเภทวงจรขยายของออสซิลโลสโคป มีดังนี้

• วงจรขยายแบบ DC ใช้สำหรับขยายสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
• วงจรขยายแบบ AC ใช้สำหรับขยายสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

วงจรลดทอนสัญญาณ (Attenuator)

วงจรลดทอนสัญญาณ ใช้สำหรับลดทอนสัญญาณไฟฟ้าให้เหมาะสมกับช่วงการวัด โดยประเภทวงจรลดทอนสัญญาณของออสซิลโลสโคป มีดังนี้

• วงจรลดทอนสัญญาณแบบปรับได้ (Variable Attenuator) ใช้สำหรับปรับลดทอนสัญญาณไฟฟ้าได้ตามต้องการ
• วงจรลดทอนสัญญาณแบบคงที่ (Fixed Attenuator) ใช้สำหรับลดทอนสัญญาณไฟฟ้าให้คงที่

แผ่นเบี่ยงเบนแนวตั้ง (Vertical Deflection Plates)

แผ่นเบี่ยงเบนแนวตั้ง ใช้สำหรับสร้างการเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนในแนวตั้ง ประกอบด้วยแผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานกัน เมื่อป้อนสัญญาณไฟฟ้าให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแนวตั้ง สัญญาณไฟฟ้าจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่เบี่ยงเบนอิเล็กตรอน ส่งผลให้ลำแสงอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงบนจอภาพ

แผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน (Horizontal Deflection Plates)

แผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน ใช้สำหรับสร้างการเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนในแนวนอน ประกอบด้วยแผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานกัน เมื่อป้อนสัญญาณไฟฟ้าให้กับแผ่นเบี่ยงเบนแนวนอน สัญญาณไฟฟ้าจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่เบี่ยงเบนอิเล็กตรอน ส่งผลให้ลำแสงอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปทางซ้ายหรือขวาบนจอภาพ

หลอดภาพ (Cathode Ray Tube)

หลอดภาพออสซิลโลสโคป ใช้สำหรับแสดงผลรูปคลื่นของสัญญาณไฟฟ้า มีส่วนประกอบอยู่ 4 ส่วนหลัก คือ แคโทด (Cathode) เป็นแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอน, อิเล็กตรอนปืน (Electron Gun) ใช้สำหรับเร่งอิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง, แผ่นเบี่ยงเบนลำแสงอิเล็กตรอน ทั้งแนวตั้งและแนวนอน (Deflection Plates) และจอภาพ (Screen) ที่ฉาบด้วยสารเรืองแสง เพื่อแสดงผล

ปุ่มควบคุม (Controls)

ปุ่มควบคุม ใช้สำหรับควบคุมการทำงานของออสซิลโลสโคป โดยปุ่มต่าง ๆ แบ่งออกเป็น 2 ส่วนหลัก ๆ ดังนี้

• ปุ่มควบคุมแนวตั้ง (Vertical Control) ใช้ในการปรับแต่งรูปคลื่นแนวตั้งของสัญญาณ เช่น ความไว ความสูง เป็นต้น
• ปุ่มควบคุมแนวนอน (Horizontal Control) ใช้ในการปรับแต่งรูปคลื่นแนวนอนของสัญญาณ เช่น ความกว้าง เวลา เป็นต้น

ออสซิลโลสโคปมี 3 ประเภทหลัก ดังนี้

1. แอนะล็อกออสซิลโลสโคป (Analog Oscilloscope) เป็นรูปแบบการใช้งานที่มีหลอดภาพอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบหลัก สำหรับการวัดและแสดงรูปคลื่นสัญญาณไฟฟ้า ออสซิลโลสโคปประเภทนี้มีข้อดีคือราคาไม่แพง แต่มีข้อจำกัดคือความละเอียดไม่สูง และไม่สามารถบันทึกสัญญาณไฟฟ้าได้
2. ดิจิทัลออสซิลโลสโคป (Digital Oscilloscope) เป็นรูปแบบการใช้งานที่มีทรานซิสเตอร์และวงจรดิจิทัลเป็นองค์ประกอบหลัก สำหรับการจัดเก็บและประมวลผล เพื่อแสดงสัญญาณไฟฟ้า ออสซิลโลสโคปประเภทนี้มีข้อดีคือความละเอียดและความแม่นยำสูง สามารถบันทึกสัญญาณไฟฟ้าได้ และสามารถวิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้าได้หลากหลายวิธี แต่มีข้อจำกัดคือราคาสูงกว่าแอนะล็อกออสซิลโลสโคป
3. มิกซ์ซิกแนลออสซิลโลสโคป (Mixed Signal Oscilloscope) เป็นรูปแบบการใช้งานที่รวมเอาความสามารถของประเภทแอนะล็อกและดิจิทัลเข้าด้วยกัน ออสซิลโลสโคปประเภทนี้มีข้อดีคือสามารถแสดงสัญญาณไฟฟ้าได้ทั้งแบบแอนะล็อกและดิจิทัล และสามารถวิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้าได้หลากหลายวิธี แต่มีข้อจำกัดคือราคาสูงที่สุด

สำหรับการเลือกใช้งาน Oscilloscope ในแต่ละประเภท ต่างก็มีข้อดีและข้อจำกัดที่แตกต่างกัน ผู้ใช้ควรเลือกออสซิลโลสโคปที่เหมาะสมกับความต้องการและงบประมาณของตนเอง

PC Oscilloscope คือออสซิลโลสโคปที่ทำงานโดยใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) เป็นสมองหลักในการประมวลผลสัญญาณและการแสดงผลรูปคลื่น จุดเด่นของ PC Oscilloscope คือ ใช้งานง่าย พกพาสะดวก และมีฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย ที่สำคัญมีราคาถูกกว่าออสซิลโลสโคปแบบดั้งเดิม เนื่องจากไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์พิเศษจำนวนมาก แต่มีข้อจำกัดในเรื่องการทำงาน ที่มีความล่าช้าในการประมวลผลสัญญาณ และมีความละเอียดและความแม่นยำน้อยกว่าออสซิลโลสโคปแบบดั้งเดิม

รูปแบบการทำงานของ PC Oscilloscope

PC Oscilloscope มีรูปแบบการทำงาน โดยจะเชื่อมต่ออุปกรณ์วัดสัญญาณไฟฟ้าเข้ากับพอร์ต USB หรือ PCIe ของคอมพิวเตอร์ จากนั้นคอมพิวเตอร์จะประมวลผลสัญญาณและแสดงผลรูปคลื่นบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ และมีฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย เช่น การวัดความถี่ ความกว้างพัลส์ และความสูงพัลส์ เป็นต้น

PC Oscilloscope VS Oscilloscope ควรเลือกใช้แบบไหนดี

• ด้านการทำงาน : PC Oscilloscope เป็นรูปแบบการใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) ในการประมวลผลสัญญาณและการแสดงผลรูปคลื่น ในขณะที่ Oscilloscope แบบดั้งเดิม เป็นรูปแบบที่ใช้ฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์พิเศษจำนวนมากในการประมวลผลสัญญาณและการแสดงผลรูปคลื่น
• ด้านราคา : PC Oscilloscope มักมีราคาถูกกว่า Oscilloscope แบบดั้งเดิม เนื่องจากไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์พิเศษจำนวนมาก
• ด้านการใช้งาน : PC Oscilloscope เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป เช่น การทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การซ่อมแซมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการศึกษาเกี่ยวกับสัญญาณไฟฟ้า ในขณะที่ Oscilloscope แบบดั้งเดิมเหมาะสำหรับการใช้งานระดับสูง เช่น การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

กว่า 84 ปีมาแล้วที่ RS ได้ให้บริการด้านโซลูชันอุตสาหกรรมและอิเล็กทรอนิกส์ เราดูแลลูกค้าอุตสาหกรรมมากกว่า 160 ประเทศทั่วโลก ด้วยสินค้าคุณภาพสูงและให้บริการอย่างมืออาชีพ นอกจากจะเป็นผู้จัดจำหน่ายออสซิลโลสโคปที่ได้รับความไว้วางใจจากลูกค้าโรงงานอุตสาหกรรมมากมาย เรายังให้บริการด้านงานซ่อมบำรุงทุกประเภท ตลอดจนโซลูชันระบบจัดซื้อ และโซลูชันการจัดการคลังสินค้าดิจิทัลที่ล้ำสมัย เพื่อช่วยอำนวยความสะดวกให้ธุรกิจของคุณได้อย่างครอบคลุม เรามีสินค้ากว่า 700,000 รายการ จาก 25,000 ซัพพลายเออร์ทั่วโลก พร้อมบริการจัดส่งทั่วประเทศไทย และมีบริการหลังการขายที่จะช่วยให้คุณอุ่นใจตลอดการใช้งาน สามารถสั่งซื้ออย่างสะดวกผ่านเว็บไซต์ของเราได้ตลอด 24 ชม. หรือปรึกษาเจ้าหน้าที่ผู้เชี่ยวชาญของเราได้เลย