Co to jest Pmmc (permanent magnet moving coil)?

Stałe Magnesowe Zawieszone Cewki (PMMC)

1. Podstawowa Struktura

Podstawowe komponenty Stałych Magnesowych Zawieszonych Cewek (PMMC) obejmują:

• • Stały Magnes: Zapewnia stabilne pole magnetyczne, zwykle wykorzystując magnesy z rzadkiej ziemi o wysokiej koercji, takie jak neodym-żelazo-bor.

• • Zawieszona Cewka (Cewka): Składa się z cienkiego drutu owiniętego w cewkę, zawieszonego w szczelinie stałego magnesu. Gdy prąd przepływa przez cewkę, doświadcza siły w polu magnetycznym, co powoduje jej odchylenie.

• • Wał i Łoże: Wspierają zawieszoną cewkę i pozwalają jej swobodnie obracać się.

• • Sprężyna Spiralna (Włosowa Sprężyna): Zapewnia moment przywracający, który zwraca cewkę do pozycji zerowej, gdy nie ma prądu. Sprężyna ta również przeprowadza prąd do cewki.

• • Wskaźnik i Skala: Wskaźnik jest połączony z zawieszoną cewką i porusza się wraz z jej odchyleniem, wskazując mierzoną wartość. Skala umożliwia odczyt konkretnych wartości.

2. Zasada Działania

Zasada działania PMMC opiera się na Prawie Ampère'a i Prawie Elektromagnetycznej Indukcji Faradaya. Proces ten przebiega następująco:

• • Gdy prąd przepływa przez zawieszoną cewkę, zgodnie z Prawem Ampère'a, prąd w cewce generuje siłę (siłę Lorentza) w polu magnetycznym, co powoduje odchylenie cewki.

• • Kąt odchylenia cewki jest proporcjonalny do prądu przepływającego przez nią, co pozwala bezpośrednio odczytać wielkość prądu z ruchu wskaźnika.

• • Sprężyna spiralna zapewnia przeciwstawiający się moment przywracający, gwarantujący, że cewka wraca do początkowej pozycji (zero), gdy prąd ustał.

3. Cechy i Zalety

PMMC ma kilka znaczących cech i zalet:

• • Wysoka Precyzja: Dzięki liniowym charakterystykom odpowiedzi, urządzenia PMMC oferują wysoką dokładność pomiarową, co sprawia, że są one odpowiednie do precyzyjnych pomiarów.

• • Niska Zużycie Mocy: Cewka ma niski opór, zużywając minimalną moc, co jest idealne dla zastosowań o niskiej mocy.

• • Wyjątkowa Stabilność: Stabilne pole magnetyczne zapewniane przez stały magnes gwarantuje niezawodne i spójne wyniki pomiarów, niewrażliwe na zewnętrzne pola magnetyczne.

• • Wysoka Czułość: Lekka konstrukcja zawieszonej cewki czyni ją bardzo wrażliwą na małe zmiany prądu lub napięcia, co umożliwia wykrywanie drobnych wahnięć.

• • Jednokierunkowe Odchylenie: Urządzenia PMMC są zaprojektowane do pracy tylko z prądem stałym (DC), ponieważ prąd zmienny (AC) powodowałby oscylację cewki, uniemożliwiając stabilne odczyty. Dlatego urządzenia PMMC są zwykle używane do pomiarów DC.

4. Zastosowania

PMMC jest szeroko stosowane w różnych precyzyjnych urządzeniach pomiarowych, w tym:

• • Amperomierz: Mierzy prąd stały (DC) w obwodzie.

• • Woltomierz: Poprzez podłączenie opornika o wysokim oporze szeregowo, amperomierz można przekształcić w woltomierz do pomiaru napięcia DC.

• • Omomierz: Połączenie amperomierza z źródłem energii i zmiennym opornikiem umożliwia pomiar oporu.

• • Multimetr: Nowoczesne multimetry często wykorzystują mierniki PMMC do pomiaru prądu, napięcia i oporu.

5. Ulepszenia i Warianty

Aby rozszerzyć zakres zastosowań PMMC, opracowano kilka ulepszeń i wariantów:

• • Dwucewkowa Struktura: Dodanie drugiej zawieszonej cewki umożliwia dwukierunkowe odchylenie, co sprawia, że jest to odpowiednie do pomiarów AC.

• • Elektroniczny PMMC: Integracja wzmacniaczy elektronicznych i wyświetlaczy cyfrowych zwiększa dokładność pomiaru i ułatwia odczyt.

• • Kompensacja Termopary: W środowiskach o wysokich temperaturach, urządzenia PMMC mogą być wpływowane przez zmiany temperatury. Niektóre urządzenia zawierają mechanizmy kompensacji termopar, aby zapewnić dokładne pomiary.

Podsumowanie

Stałe Magnesowe Zawieszone Cewki (PMMC) to precyzyjne urządzenie pomiarowe oparte na zasadach elektromagnetycznej indukcji, szeroko stosowane do pomiaru prądu, napięcia i mocy. Oferują wysoką precyzję, niskie zużycie mocy, wyjątkową stabilność i wysoką czułość, co sprawia, że są szczególnie odpowiednie do pomiarów DC. Chociaż urządzenia PMMC są głównie używane w zastosowaniach DC, ulepszenia i warianty projektów rozszerzyły ich zastosowanie do pomiarów AC i innych specjalistycznych scenariuszy.