Stāvīgais magnēts ar kustīgo spērus (PMMC)
1. Pamata struktūra
Stāvīgā magnēta ar kustīgo spēru (PMMC) galvenie komponenti ietver:
• Stāvīgais magnēts: Sniedz stabila magnētiskā lauka, parasti izmantojot augstkoercitivitātes retmetālu magnētus, piemēram, neodīma-dzelzs-borā.
• Kustīgais spēris (spēris): Sastāv no dūšļiem, kas apvijoti spērī un atrodas stāvīgā magnēta gaisa spraugā. Kad strāva plūst caur spēri, tā pieredz spēku magnētiskajā laukā, kas to noved pie nobīdes.
• Virsma un leņķis: Atbalsta kustīgo spēri un ļauj tam brīvi rotēt.
• Spirālveida spraugelis (mākoņspraugelis): Sniedz atgriezenisko momentu, lai spēris atgrieztos sākotnējā pozīcijā, kad nav strāvas. Tas arī pārved strāvu uz spēri.
• Rādītājs un skalas: Rādītājs ir savienots ar kustīgo spēri un kustās kopā ar tā nobīdi, rādot mērīto vērtību. Skala ļauj nolasīt konkrētas vērtības.
2. Darbības princips
PMMC darbības princips balstīts uz Ampēra likumu un Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumu. Process notiek šādi:
• Kad strāva plūst caur kustīgo spēri, saskaņā ar Ampēra likumu, spēri plūstošā strāva radīs spēku (Lorentza spēku) magnētiskajā laukā, kas novedīs spēri pie nobīdes.
• Spēra nobīdes leņķis ir proporcionāls caur to plūstošajai strāvai, ļaujot tieši nolasīt strāvas lielumu no rādītāja kustības.
• Spirālveida spraugelis sniedz pretspēku, nodrošinot, ka spēris atgriežas sākotnējā pozīcijā (nulle), kad strāva cessa.
3. Iespējas un priekšrocības
PMMC ir vairākas nozīmīgas iezīmes un priekšrocības:
• Augsta precizitāte: Tā lineārā atbildes rakstura dēļ PMMC instrumenti piedāvā augstu mērījumu precizitāti, padarot tos piemērotiem precīziem mērījumiem.
• Zema enerģijas patēriņa: Spēris ir ar zemu pretestību, patērējot minimālu enerģiju, kas ir ideāli zema enerģijas aplikācijām.
• Īpaši laba stabilitāte: Stāvīgā magnēta sniegtais stabils magnētiskais lauks nodrošina uzticību un konsekventus mērījumu rezultātus, neietekmējot ārējos magnētiskos laukus.
• Augsta jūtība: Kustīgā spēra vieglais dizains padara to ļoti jūtīgu pret mazām strāvas vai sprieguma izmaiņām, ļaujot detektēt mazas atšķirības.
• Unidirekcionala nobīde: PMMC ir izstrādāti, lai strādātu tikai ar tiešo strāvu (DC), jo maiņstrāva (AC) izraisītu spēra oscilācijas, nepiedāvājot stabila nolasījumu. Tāpēc PMMC instrumenti parasti tiek izmantoti DC mērījumiem.
4. Lietojums
PMMC tiek plaši izmantots dažādos precīzo mērījumu instrumentos, tostarp:
• Ampermetrs: Mēra tiešo strāvu (DC) šķērnī.
• Voltmetrs: Savienojot augstpretestības rezistoru seriālā savienojumā, strāvas mērs var tikt pārveidots par voltmetru, lai mērītu DC spriegumu.
• Ohmmetrs: Savienojot strāvas mēru ar enerģijas avotu un mainīgo rezistoru, iespējams mērīt pretestību.
• Multimetrs: Modernie multimetrus bieži ietver PMMC mērus, lai mērītu strāvu, spriegumu un pretestību.
5. Uzlabojumi un varianti
Lai paplašinātu PMMC lietojuma jomu, ir izstrādāti vairāki uzlabojumi un varianti:
• Divspēra struktūra: Pievienojot otru kustīgo spēri, tiek nodrošināta divvirziena nobīde, kas padara to piemērotu AC mērījumiem.
• Elektronisks PMMC: Integrējot elektroniskos pastiprinātājus un digitālos displejus, tiek uzlabota mērījumu precizitāte un lasāmība.
• Termokopīgu kompensācija: Augstās temperatūras vidē PMMC instrumenti var tikt ietekmēti temperatūras maiņām. Daži instrumenti ietver termokopīgu kompensācijas mehānismus, lai nodrošinātu precīzus mērījumus.
Kopsavilkums
Stāvīgais magnēts ar kustīgo spēru (PMMC) ir precīzs mērījumu instruments, balstīts uz elektromagnētiskās indukcijas principiem, plaši izmantots strāvas, sprieguma un jaudas mērīšanai. Tā piedāvā augstu precizitāti, zemu enerģijas patēriņu, īpaši labu stabilitāti un augstu jūtību, padarot to īpaši piemērotu DC mērījumiem. Nēsargā PMMC instrumenti tiek galvenokārt izmantoti DC lietojumos, bet uzlabojumi un variantu dizaini to lietošanu ir paplašinājuši arī AC mērījumiem un citām specializētām situācijām.