سنجشگر مغناطیس دائمی و پره متحرک کویلی (PMMC)

چه چیزی است کویل مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)?

متر کویل مغناطیس دائمی متحرک (PMMC) – که به آن متر دارسونوال یا گالوانومتر نیز گفته می‌شود – وسیله‌ای است که به شما اجازه می‌دهد جریان را از طریق یک کویل با مشاهده زاویه انحراف کویل در یک میدان مغناطیسی یکنواخت اندازه‌گیری کنید.

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

اندازه (قوی) این نیرو متناسب با مقدار جریان عبوری از سیم خواهد بود. یک نشانگر به انتهای سیم متصل شده و روی یک مقیاس قرار داده شده است.

وقتی گشتاورها متعادل شوند، کویل متحرک متوقف خواهد شد و زاویه انحراف آن می‌تواند با مقیاس اندازه‌گیری شود. اگر میدان مغناطیسی دائمی یکنواخت 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 مترهای دارسونوال) فقط برای اندازه‌گیری جریان مستقیم (DC) استفاده می‌شوند. اگر ما از جریان متناوب (AC) استفاده کنیم، جهت جریان در نیمه دوره منفی معکوس خواهد شد و بنابراین جهت گشتاور نیز معکوس خواهد شد. این منجر به مقدار متوسط صفر گشتاور می‌شود – بنابراین حرکت صافی در برابر مقیاس وجود ندارد.

با این حال، مترهای PMMC می‌توانند جریان DC را دقیقاً اندازه‌گیری کنند.

ساختار PMMC

متر PMMC (یا مترهای دارسونوال) از ۵ مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

• بخش ثابت یا سیستم مغناطیسی
  

• کویل متحرک
  

• سیستم کنترل
  

• سیستم دمپینگ
  

• متر
  

بخش ثابت یا سیستم مغناطیسی

در زمان حال ما از مغناطیسهایی با شدت میدان بالا و نیروی کوئرسیو 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.

کویل متحرک

کویل متحرک می‌تواند بین دو مغناطیس دائمی به آزادی حرکت کند، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است. کویل با چندین دور سیم مسی پیچیده شده و روی یک آلومینیوم مستطیلی قرار گرفته که روی محورهای جواهرهایی می‌چرخد.

سیستم کنترل

فنر معمولاً به عنوان سیستم کنترل برای وسایل PMMC عمل می‌کند. فنر همچنین تابع مهم دیگری را انجام می‌دهد که مسیری برای ورود و خروج جریان از کویل فراهم می‌کند.

سیستم دمپینگ

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

متر

متر این وسایل شامل نشانگری سبک وزن برای حرکت آزاد و مقیاسی خطی یا یکنواخت است که با زاویه تغییر می‌کند.

معادله گشتاور PMMC

بیایید یک عبارت عمومی برای گشتاور در وسایل مغناطیس دائمی متحرک یا وسایل PMMC بدست آوریم. می‌دانیم که در وسایل متحرک کویل، گشتاور انحرافی توسط عبارت زیر داده می‌شود:

• Td = NBldI که N تعداد دورها است،

• B چگالی جریان مغناطیسی در فضای هوایی است،

• l طول کویل متحرک است،

• d عرض کویل متحرک است،

• I جریان الکتریکی است.

حال برای یک وسیله متحرک کویل، 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 کنترلی 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 عبارت زیر داده می‌شود

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

حالا ما در مورد نمودار مداری پایه آمپرمتر صحبت خواهیم کرد. فرض کنید یک مدار مانند آنچه در زیر نشان داده شده است:

جریان I نشان داده شده است که در نقطه A به دو مؤلفه تقسیم می‌شود. دو مؤلفه Is و Im هستند. قبل از اینکه در مورد مقادیر بزرگی این جریان‌ها صحبت کنم، بیایید بیشتر در مورد ساختار مقاومت شانت آشنا شویم. خصوصیات اصلی مقاومت شانت در زیر آمده است،

مقاومت الکتریکی این شانت‌ها نباید در دمای بالاتر متفاوت باشد، آنها باید ضریب دمایی بسیار کمی داشته باشند. همچنین مقاومت باید مستقل از زمان باشد. آخر و مهم‌ترین خاصیت آنها این است که بتوانند مقدار بالایی از جریان را بدون افزایش زیاد دما منتقل کنند. معمولاً منگانین برای ساخت مقاومت‌