متر کویل متحرک مغناطیس دائمی (PMMC)

چه چیزی است Permanent Magnet Moving Coil (PMMC)?

یک Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) - که همچنین به عنوان D’Arsonval meter یا galvanometer نیز شناخته می‌شود - یک وسیله است که به شما اجازه می‌دهد جریان را از طریق یک سیم پیچ با مشاهده انحراف زاویه‌ای سیم پیچ در یک میدان مغناطیسی یکنواخت اندازه‌گیری کنید.

یک دستگاه PMMC یک سیم پیچ را (یعنی یک رساننده) بین دو مغناطیس دائمی قرار می‌دهد تا یک میدان مغناطیسی ثابت ایجاد کند. بر اساس قوانین فارادی القای الکترومغناطیسی، یک رساننده حامل جریان که در یک میدان مغناطیسی قرار گرفته است، نیرویی در جهت تعیین شده توسط قاعده چپ فلمینگ تجربه خواهد کرد.

اندازه (قوه) این نیرو متناسب با مقدار جریان در سیم خواهد بود. یک نشانگر به انتهای سیم متصل شده و روی یک مقیاس قرار داده می‌شود.

وقتی گشتاورها متعادل شوند، سیم پیچ متحرک متوقف می‌شود و انحراف زاویه‌ای آن می‌تواند با مقیاس اندازه‌گیری شود. اگر میدان مغناطیسی دائمی یکنواخت باشد و فنر خطی باشد، آنگاه انحراف نشانگر نیز خطی خواهد بود. بنابراین می‌توانیم از این رابطه خطی برای تعیین مقدار جریان الکتریکی عبوری از سیم استفاده کنیم.

وسایل PMMC (یعنی دستگاه‌های D’Arsonval) فقط برای اندازه‌گیری جریان مستقیم (DC) استفاده می‌شوند. اگر ما از جریان متناوب (AC) استفاده کنیم، جهت جریان در نیمه دوره منفی معکوس می‌شود و بنابراین جهت گشتاور نیز معکوس می‌شود. این باعث می‌شود مقدار میانگین گشتاور صفر شود - بنابراین حرکتی علیه مقیاس وجود ندارد.

با این حال، دستگاه‌های PMMC می‌توانند جریان DC را با دقت اندازه‌گیری کنند.

ساختار PMMC

یک دستگاه PMMC (یا دستگاه‌های D’Arsonval) از ۵ مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

• بخش ثابت یا سیستم مغناطیسی
  

• سیم پیچ متحرک
  

• سیستم کنترل
  

• سیستم دمپینگ
  

• متر
  

بخش ثابت یا سیستم مغناطیسی

در زمان حال ما از مغناطیس‌هایی با شدت میدان بالا و نیروی مغناطیسی بالا استفاده می‌کنیم به جای استفاده از مغناطیس دائمی U شکل با قطعات قطبی آهن نرم. مغناطیس‌هایی که امروزه استفاده می‌کنیم از موادی مانند آلکوماکس و آلنیکو ساخته شده‌اند که شدت میدان بالایی فراهم می‌کنند.

سیم پیچ متحرک

سیم پیچ متحرک می‌تواند آزادانه بین دو مغناطیس دائمی حرکت کند، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است. سیم پیچ با چندین دور سیم مسی پیچیده شده و روی یک قطعه آلومینیوم مستطیلی قرار گرفته که روی محورهای الماسی معلق شده است.

سیستم کنترل

فنر معمولاً به عنوان سیستم کنترل برای وسایل PMMC عمل می‌کند. فنر همچنین تابع مهم دیگری را با ارائه مسیر برای رساندن جریان ورودی و خروجی از سیم پیچ انجام می‌دهد.

سیستم دمپینگ

نیروی دمپینگ و بنابراین گشتاور توسط حرکت قطعه آلومینیومی در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مغناطیس‌های دائمی فراهم می‌شود.

متر

متر این وسایل شامل نشانگری با وزن کم برای حرکت آزاد و مقیاسی خطی یا یکنواخت است که با زاویه متفاوت است.

معادله گشتاور PMMC

بیایید یک عبارت کلی برای گشتاور در وسایل PMMC یا وسایل PMMC بدست آوریم. ما می‌دانیم که در وسایل PMMC گشتاور انحرافی توسط عبارت زیر داده می‌شود:

• Td = NBldI که N تعداد دورها است،

• B چگالی جریان مغناطیسی در فضای هوایی است،

• l طول سیم پیچ متحرک است،

• d عرض سیم پیچ متحرک است،

• I جریان الکتریکی است.

حال برای یک دستگاه PMMC گشتاور انحرافی باید متناسب با جریان باشد، ریاضیاً می‌توانیم بنویسیم Td = GI. بنابراین با مقایسه می‌گوییم G = NBIdl. در حالت پایدار ما هر دو گشتاور کنترل و انحرافی مساوی هستند. Tc گشتاور کنترلی است، با مساوی کردن گشتاور کنترلی با گشتاور انحرافی داریم

GI = K.x که x انحراف است بنابراین جریان توسط

از آنجا که انحراف متناسب با جریان است، بنابراین ما به یک مقیاس یکنواخت روی متر برای اندازه‌گیری جریان نیاز داریم.

حال ما در مورد دیاگرام مداری اصلی آمپر متر صحبت خواهیم کرد. بیایید یک مدار را در نظر بگیریم مانند آنچه در زیر نشان داده شده است:

جریان I که نشان داده شده است در نقطه A به دو مولفه تقسیم می‌شود. دو مولفه Is و Im هستند. قبل از اینکه در مورد مقادیر این جریان‌ها صحبت کنم، بیایید بیشتر در مورد ساختار مقاومت شانتل مطلع شویم. ویژگی‌های اصلی مقاومت شانتل در زیر نوشته شده است،

مقاومت الکتریکی