Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) Μετρητής

Τι είναι ένας Μόνιμος Μαγνήτης Κινούμενης Σπείρας (PMMC)?

Ένα μέτρημα Μόνιμου Μαγνήτη Κινούμενης Σπείρας (PMMC) – επίσης γνωστό ως μέτρημα D’Arsonval ή γαλβανόμετρο – είναι ένα όργανο που σας επιτρέπει να μετρήσετε την τρέχουσα μέσω μιας σπείρας παρατηρώντας την γωνιακή αποκλίνουσα της σπείρας σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.

Ένα μέτρημα PMMC τοποθετεί μια σπείρα καλωδίου (δηλαδή έναν διαχυτή) μεταξύ δύο μόνιμων μαγνητών για να δημιουργήσει ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Σύμφωνα με τους Νόμους της ηλεκτρομαγνητικής επανάληψης του Faraday, ένας διαχυτής που φέρει τρέχουσα και βρίσκεται σε ένα μαγνητικό πεδίο θα βιώσει μια δύναμη στην κατεύθυνση που καθορίζεται από το κανόνα της αριστερής χειρός του Fleming.

Η μέγεθος (ισχύς) αυτής της δύναμης θα είναι ανάλογη με το ποσό της τρέχουσας μέσω του καλώδιου. Ένας δείκτης είναι ενσωματωμένος στο άκρο του καλώδιου και τοποθετείται κατά μήκος μιας κλίμακας.

Όταν οι ροπές είναι ισορροπημένες, η κινούμενη σπείρα θα σταματήσει, και η γωνιακή αποκλίνουσα μπορεί να μετρηθεί με την κλίμακα. Εάν το μόνιμο μαγνητικό πεδίο είναι ομοιόμορφο και η άνοιγη γραμμική, τότε η αποκλίνουσα του δείκτη είναι επίσης γραμμική. Συνεπώς, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γραμμική σχέση για να καθορίσουμε το ποσό της ηλεκτρικής τρέχουσας που περνά μέσω του καλώδιου.

Τα όργανα PMMC (δηλαδή μέτρημα D’Arsonval) χρησιμοποιούνται μόνο για τη μέτρηση Μόνιμης Τρέχουσας (DC) τρέχουσας. Εάν χρησιμοποιούσαμε Περιοδική Τρέχουσα (AC), η κατεύθυνση της τρέχουσας θα αντιστραφεί κατά την αρνητική ημικύκλιο, και, επομένως, η κατεύθυνση της ροπής θα αντιστραφεί επίσης. Αυτό οδηγεί σε μέση τιμή ροπής μηδέν – συνεπώς, καμία συνολική κίνηση κατά την κλίμακα.

Παρ' όλα αυτά, τα μέτρηματα PMMC μπορούν να μετρήσουν ακριβώς τη DC τρέχουσα.

Κατασκευή PMMC

Ένα μέτρημα PMMC (ή μέτρημα D’Arsonval) αποτελείται από 5 κύρια συστατικά μέρη:

• Σταθερό Μέρος ή Σύστημα Μαγνήτων
  

• Κινούμενη Σπείρα
  

• Σύστημα Έλεγχου
  

• Σύστημα Εξαναστάσεως
  

• Μέτρημα
  

Σταθερό Μέρος ή Σύστημα Μαγνήτων

Στη σύγχρονη εποχή χρησιμοποιούμε μαγνήτες με υψηλή ένταση πεδίου και υψηλή επιβλαβή δύναμη αντί για τη χρήση U-μορφικών μόνιμων μαγνητών με πόλους από μαλακό σίδηρο. Οι μαγνήτες που χρησιμοποιούμε σήμερα είναι κατασκευασμένοι από υλικά όπως alcomax και alnico, τα οποία παρέχουν υψηλή ένταση πεδίου.

Κινούμενη Σπείρα

Η κινούμενη σπείρα μπορεί να κινείται ελεύθερα μεταξύ των δύο μόνιμων μαγνητών, όπως φαίνεται στο διάγραμμα παρακάτω. Η σπείρα είναι εντυπωμένη με πολλά επίπεδα μπαλκανικού καλώδιου και είναι τοποθετημένη σε ορθογώνιο αλουμίνιο, το οποίο είναι εγκατεστημένο σε λίθινες μανικούρες.

Σύστημα Έλεγχου

Η άνοιγη γενικά λειτουργεί ως σύστημα έλεγχου για όργανα PMMC. Η άνοιγη εκτελεί επίσης μια άλλη σημαντική λειτουργία, παρέχοντας την διαδρομή για την εισαγωγή και εξαγωγή της τρέχουσας στη σπείρα.

Σύστημα Εξαναστάσεως

Η δύναμη εξανάστασης, και επομένως η ροπή, παρέχεται από την κίνηση του αλουμινίου former στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τους μόνιμους μαγνήτες.

Μέτρημα

Το μέτρημα αυτών των οργάνων αποτελείται από ελαφρύ δείκτη για να έχει ελεύθερη κίνηση και κλίμακα που είναι γραμμική ή ομοιόμορφη και μεταβάλλεται με τη γωνία.

Εξίσωση Ροπής PMMC

Ας πάρουμε μια γενική έκφραση για τη ροπή σε όργανα μόνιμου μαγνήτη κινούμενης σπείρας ή όργανα PMMC. Γνωρίζουμε ότι στα όργανα κινούμενης σπείρας η ροπή απόκλινουσας δίνεται από την έκφραση:

• Td = NBldI όπου N είναι το αριθμός των στροφών,

• B είναι η πυκνότητα μαγνητικού ρού στο αέριο χάσμα,

• l είναι το μήκος της κινούμενης σπείρας,

• d είναι το πλάτος της κινούμενης σπείρας,

• I είναι η ηλεκτρική τρέχουσα.

Τώρα, για ένα όργανο κινούμενης σπείρας, η ροπή απόκλινουσα πρέπει να είναι ανάλογη με την τρέχουσα, μαθηματικά μπορούμε να γράψουμε Td = GI. Συνεπώς, από τη σύγκριση λέμε G = NBIdl. Σε σταθερή κατάσταση, έχουμε και τις ροπές ελέγχου και απόκλινουσα ίσες. Tc είναι η ροπή ελέγχου, συνεπώς, ισορροπώντας τη ροπή ελέ