การใช้งานฟังก์ชัน Low-pass Filter (ตัวกรองความถี่ต่ำ) ใน Hioki DT4256 นั้นมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อช่วยให้คุณสามารถ วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ $(\text{AC V})$ ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างแม่นยำ

หลักการทำงานของ Low-pass Filter

เมื่อมีการวัดแรงดันไฟฟ้า (AC V) ที่มาจากอุปกรณ์ที่มีการสวิตช์ความถี่สูง เช่น อินเวอร์เตอร์ (Inverter) หรือ วงจรขับมอเตอร์ความเร็วตัวแปร (VFD) รูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าจะผิดเพี้ยนและมีสัญญาณ ฮาร์มอนิกส์ (Harmonics) หรือสัญญาณรบกวนความถี่สูงปะปนมาด้วย

1. ปัญหา: ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ที่ไม่มี Low-pass Filter จะอ่านค่ารวมของแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด ซึ่งรวมถึงสัญญาณรบกวนความถี่สูงเหล่านี้ด้วย ทำให้ค่าที่วัดได้ สูงกว่า แรงดันไฟฟ้าจริงของความถี่หลัก 50 Hz หรือ 60 Hz ที่มอเตอร์ต้องการ
2. วิธีแก้: ฟังก์ชัน Low-pass Filter ทำหน้าที่ กรองหรือตัด (Reject) สัญญาณความถี่สูง (ฮาร์มอนิกส์) เหล่านี้ออกไป
3. ผลลัพธ์: ทำให้มัลติมิเตอร์เหลือเพียงแรงดันไฟฟ้าของ คลื่นความถี่พื้นฐาน (Fundamental Wave) ที่ต้องการวัดจริง ๆ ส่งผลให้ค่าที่อ่านได้มีความแม่นยำและถูกต้องมากขึ้นสำหรับการวิเคราะห์ปัญหาของระบบ

ขั้นตอนการใช้ Low-pass Filter ใน DT4256

โดยปกติแล้ว การเปิดใช้งาน Low-pass Filter ใน DT4256 จะทำได้โดยการกดปุ่มบนตัวเครื่อง:

1. ตั้งค่าฟังก์ชันหลัก: หมุนสวิตช์โรตารีของ DT4256 ไปที่โหมดการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC V)หรือ AC+DC V
2. เชื่อมต่อสายวัด: เสียบสายวัดเข้ากับขั้วอินพุต V และ COM และทำการวัดคร่อมจุดที่ต้องการ (เช่น เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์)
3. เปิดใช้งาน Filter: กดปุ่มที่มีสัญลักษณ์ “FILTER” หรือ “Filter/Rel” (ปุ่มเดียวกันกับ Relative Function)
4. การแสดงผล: เมื่อเปิดใช้งานแล้ว หน้าจอของมัลติมิเตอร์มักจะแสดงสัญลักษณ์ “LPF” (Low-pass Filter) หรือ “Filter” ขึ้นมา เพื่อยืนยันว่าฟังก์ชันกำลังทำงานอยู่
5. วัดค่า: มัลติมิเตอร์จะแสดงค่าแรงดันไฟฟ้าที่ถูกกรองฮาร์มอนิกส์ออกไปแล้ว ซึ่งจะเป็นค่าที่แม่นยำกว่า

หมายเหตุ: DT4256 บางรุ่นอาจมีตัวเลือกความถี่ตัด (Cut-off Frequency) 100 Hz หรือ 500 Hz ให้เลือก เมื่อกดปุ่ม FILTER/REL อาจเป็นการสลับระหว่างการเปิด/ปิด หรือสลับระหว่างความถี่ตัดต่าง ๆ (อ้างอิงจากคู่มือผู้ใช้สำหรับรายละเอียดที่แน่นอน)

สรุป: ใช้ Low-pass Filter เมื่อคุณวัด AC V ในวงจรที่มีสัญญาณรบกวนความถี่สูง (เช่น อินเวอร์เตอร์) เพื่อให้ได้ค่า True RMS ที่ถูกต้องของความถี่หลักเท่านั้น

หัวใจสำคัญของการวัดในระบบควบคุมมอเตอร์หรือแหล่งจ่ายไฟแบบสลับ (Switched Power Supplies) ที่ใช้ อินเวอร์เตอร์ (Inverter):

1. อินเวอร์เตอร์สร้างฮาร์มอนิกส์: อินเวอร์เตอร์ทำงานโดยการสลับเปิด/ปิดอย่างรวดเร็ว (PWM switching) เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ AC ซึ่งทำให้รูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าที่ออกมานั้น ผิดเพี้ยน และมี สัญญาณรบกวนความถี่สูง (Harmonic Components) ปะปนอยู่
2. สิ่งที่ต้องการวัดคือคลื่นพื้นฐาน: ในการจ่ายไฟให้มอเตอร์หรืออุปกรณ์ส่วนใหญ่ สิ่งที่ส่งผลต่อการทำงานจริงคือ คลื่นพื้นฐาน (Fundamental Wave) ซึ่งมีความถี่ 50 Hz หรือ 60 Hz
3. ปัญหาของ DMM ทั่วไป: หากใช้มัลติมิเตอร์แบบ True RMS ทั่วไป ค่าที่วัดได้จะรวมสัญญาณฮาร์มอนิกส์เหล่านี้ไว้ด้วย ทำให้ค่าที่แสดง สูงกว่า แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานจริง และนำไปสู่การวินิจฉัยปัญหาที่ผิดพลาด
4. บทบาทของ Low-pass Filter (LPF): ฟังก์ชัน LPF ใน DMM ของ Hioki (เช่น DT4256, DT4281) จะทำหน้าที่เหมือน “กำแพง” ที่ ยอมให้เฉพาะคลื่นความถี่ต่ำ (คลื่นพื้นฐาน) ผ่านไปได้ และ บล็อกสัญญาณรบกวนความถี่สูง (ฮาร์มอนิกส์) ออกไป
5. ผลลัพธ์: ทำให้มัลติมิเตอร์แสดงค่า True RMS ของคลื่นพื้นฐานอย่างเดียวเท่านั้น ซึ่งเป็นค่าที่ถูกต้องสำหรับการประเมินประสิทธิภาพและการแก้ไขปัญหาของระบบอินเวอร์เตอร์

ข้อมูลเกี่ยวกับ ความถี่ตัด (Cut-off Frequency) ของฟังก์ชัน Low-pass Filter ใน Hioki DT4256 มีดังนี้

ตัดความถี่สูงด้วย Low-pass Filter (LPF) ของ DT4256

ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ Hioki DT4256 ได้รับการติดตั้งฟังก์ชัน Low-pass Filter ที่มี ความถี่ตัด (Cut-off Frequency) ให้เลือกใช้ 2 ค่า เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นในการวัดแรงดันไฟฟ้า (AC V) โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ด้านเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์

ตัวเลือกความถี่ตัด (Cut-off Frequency)	วัตถุประสงค์การใช้งานหลัก
100 Hz	การวัดคลื่นพื้นฐาน 50 Hz: ใช้เมื่อความถี่คลื่นพื้นฐานที่คุณต้องการวัดคือ 50 Hz (เช่น ระบบไฟฟ้าในประเทศไทยและหลายประเทศในเอเชีย/ยุโรป) ฟิลเตอร์นี้จะตัดสัญญาณฮาร์มอนิกส์ที่สูงกว่า 100 Hz ออกอย่างมีประสิทธิภาพ
500 Hz	การวัดคลื่นพื้นฐาน 50/60 Hz: เป็นตัวเลือกที่ยืดหยุ่นกว่า เหมาะสำหรับการวัดทั้งระบบ 50 Hz และ 60 Hz (เช่น ระบบในอเมริกาเหนือ) ฟิลเตอร์นี้จะตัดสัญญาณฮาร์มอนิกส์ความถี่สูงมาก ๆ (เช่น จากการสวิตช์ของอินเวอร์เตอร์) ออกไป

ประโยชน์ในการวัดอินเวอร์เตอร์

เนื่องจากอินเวอร์เตอร์ส่วนใหญ่มักจะใช้ความถี่หลัก (50 Hz} หรือ 60 Hz) ในการจ่ายไฟให้มอเตอร์ การมีตัวเลือกความถี่ตัดที่แตกต่างกันช่วยให้ช่างไฟฟ้าสามารถ:

• เลือกตัวกรองที่เหมาะสมที่สุด: หากคุณทราบว่าคลื่นพื้นฐานคือ 50 Hz การใช้ฟิลเตอร์ 100 Hz จะช่วยให้คุณได้ค่า True RMS ของคลื่นพื้นฐานที่ แม่นยำยิ่งขึ้น โดยตัดฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 3 (150 Hz) ขึ้นไป
• กำจัดสัญญาณรบกวน (Noise Rejection): หน้าที่หลักคือการขจัดสัญญาณรบกวนและความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นที่ความถี่สูงที่เกิดจากการทำงานของ PWM}$ (Pulse Width Modulation) ในวงจรอินเวอร์เตอร์ ทำให้ค่าแรงดันไฟฟ้า (AC V) ที่วัดได้ใกล้เคียงกับที่มอเตอร์ได้รับจริง