Pmmc (permanent magnet moving coil) คืออะไร?

แม่เหล็กถาวรเคลื่อนที่ (PMMC)

1. โครงสร้างพื้นฐาน

ส่วนประกอบหลักของแม่เหล็กถาวรเคลื่อนที่ (PMMC) ประกอบด้วย:

• • แม่เหล็กถาวร: ให้สนามแม่เหล็กที่เสถียร โดยมักใช้แม่เหล็กที่มีค่าโคเออร์ซิวิตี้สูง เช่น นีโอไดเมียม-เหล็ก-โบรอน

• • ขดลวดเคลื่อนที่ (Coil): ประกอบด้วยสายไฟขนาดเล็กที่พันเป็นขดลวด และตั้งอยู่ภายในช่องว่างระหว่างแม่เหล็กถาวร เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด จะเกิดแรงในสนามแม่เหล็กทำให้ขดลวดเคลื่อนที่

• • เพลาและแบริ่ง: รองรับขดลวดเคลื่อนที่และช่วยให้มันสามารถหมุนได้อย่างอิสระ

• • สปริงวงกบ (Hair Spring): ให้แรงย้อนกลับเพื่อให้ขดลวดกลับสู่ตำแหน่งศูนย์เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ยังนำกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวด

• • เข็มและมาตรา: เข็มเชื่อมต่อกับขดลวดเคลื่อนที่และเคลื่อนที่ตามการเคลื่อนที่ของขดลวด แสดงค่าที่วัดได้ มาตราช่วยในการอ่านค่าเฉพาะ

2. หลักการทำงาน

หลักการทำงานของ PMMC อาศัยกฎของแอมแปร์และกฎของฟาราเดย์เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการมีดังนี้:

• • เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ ตามกฎของแอมแปร์ กระแสไฟฟ้าในขดลวดจะสร้างแรง (แรงลอเรนตซ์) ในสนามแม่เหล็ก ทำให้ขดลวดเคลื่อนที่

• • มุมการเคลื่อนที่ของขดลวดมีความสัมพันธ์โดยตรงกับกระแสไฟฟ้าที่ผ่าน ทำให้สามารถอ่านค่าความมากของกระแสจากการเคลื่อนที่ของเข็มได้

• • สปริงวงกบให้แรงย้อนกลับเพื่อให้ขดลวดกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น (ศูนย์) เมื่อกระแสไฟฟ้าหยุด

3. คุณสมบัติและข้อดี

PMMC มีคุณสมบัติและข้อดีหลายประการ:

• • ความแม่นยำสูง: เนื่องจากมีคุณสมบัติตอบสนองเชิงเส้น PMMC จึงให้ความแม่นยำในการวัดสูง ทำให้เหมาะสมสำหรับการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูง

• • การใช้พลังงานต่ำ: ขดลวดมีความต้านทานต่ำ ใช้พลังงานน้อย ซึ่งเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานต่ำ

• • ความเสถียรสูง: สนามแม่เหล็กที่เสถียรจากแม่เหล็กถาวรทำให้ผลการวัดเชื่อถือได้และคงที่ ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กภายนอก

• • ความไวสูง: ออกแบบขดลวดเคลื่อนที่ให้มีน้ำหนักเบา ทำให้มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย ทำให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ ได้

• • การเบนในทิศทางเดียว: PMMC ออกแบบมาเพื่อทำงานกับกระแสไฟฟ้าตรง (DC) เนื่องจากกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) จะทำให้ขดลวดแกว่ง ทำให้ไม่สามารถอ่านค่าได้อย่างเสถียร ดังนั้น PMMC จึงมักใช้สำหรับการวัดกระแสไฟฟ้าตรง

4. การใช้งาน

PMMC ใช้กันอย่างกว้างขวางในเครื่องมือวัดความแม่นยำต่างๆ รวมถึง:

• • Ammeter: วัดกระแสไฟฟ้าตรง (DC) ในวงจร

• • Voltmeter: โดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานความต้านทานสูงแบบอนุกรม สามารถแปลงเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าเป็นเครื่องวัดแรงดันไฟฟ้าเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าตรง (DC)

• • Ohmmeter: รวมเครื่องวัดกระแสไฟฟ้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าและตัวต้านทานปรับได้ ทำให้สามารถวัดความต้านทานได้

• • Multimeter: เครื่องวัดหลายฟังก์ชันสมัยใหม่มักใช้เครื่องวัด PMMC เพื่อวัดกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความต้านทาน

5. การปรับปรุงและการพัฒนาแบบต่างๆ

เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานของ PMMC ได้มีการพัฒนาการปรับปรุงและแบบต่างๆ ดังนี้:

• • โครงสร้างสองขดลวด: เพิ่มขดลวดเคลื่อนที่อีกขดหนึ่ง ทำให้สามารถเบนในทิศทางทั้งสองได้ ทำให้เหมาะสมสำหรับการวัดกระแสไฟฟ้าสลับ (AC)

• • PMMC อิเล็กทรอนิกส์: รวมวงจรขยายอิเล็กทรอนิกส์และจอแสดงผลดิจิทัล เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัดและความสะดวกในการอ่านค่า

• • การชดเชยเทอร์โมคัปเปิล: ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง PMMC อาจได้รับผลกระทบจากความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ บางเครื่องมือมีกลไกชดเชยเทอร์โมคัปเปิลเพื่อให้การวัดมีความแม่นยำ

สรุป

แม่เหล็กถาวรเคลื่อนที่ (PMMC) เป็นอุปกรณ์วัดความแม่นยำที่อาศัยหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ใช้กันอย่างกว้างขวางในการวัดกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และกำลัง มีความแม่นยำสูง การใช้พลังงานต่ำ ความเสถียรสูง และความไวสูง ทำให้เหมาะสมสำหรับการวัดกระแสไฟฟ้าตรง (DC) แม้ว่า PMMC จะใช้สำหรับการวัดกระแสไฟฟ้าตรงเป็นหลัก แต่การปรับปรุงและการพัฒนาแบบต่างๆ ได้ขยายขอบเขตการใช้งานให้ครอบคลุมการวัดกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) และสถานการณ์พิเศษอื่นๆ