Állandó Mágneses Mozduló Kör (PMMC) Mérő
Mi a permanensmágneses körmozgás (PMMC)?
A permanensmágneses körmozgás (PMMC) mérő – amit még D’Arsonval-mérőnek vagy galvanométernek is neveznek – egy eszköz, amely lehetővé teszi a körön áthaladó áram méréjét a kör szögleges eltolódásának megfigyelésével egy egyenletes mágneses mezőben.
A PMMC mérő egy vezetékcsomagot (azaz egy vezetőt) helyezi két permanensmágnes közé, hogy álló mágneses mezőt hozzon létre. A Faraday elektromos indukció törvényei szerint, egy áramot vitt vezető, amit mágneses mezőbe helyezünk, erőt érez a Fleming balkezes szabály által meghatározott irányban.
Ez az erő ereje arányos lesz a vezetőn áthaladó áram mennyiségével. Egy mutatót csatlakoztatnak a vezeték végéhez, és ezt egy skálára teszik.
Amikor a nyomatékok egyensúlyba kerülnek, a mozgó kör leáll, és a szögleges eltolódása a skálán olvasható ki. Ha a permanensmágneses mező egyenletes, és a rugó lineáris, akkor a mutató eltolódása is lineáris. Ezért használhatjuk ezt a lineáris összefüggést, hogy meghatározzuk a vezetőn áthaladó áram mennyiségét.
A PMMC műszerek (azaz D’Arsonval-mérők) csak egyirányú áram (DC) mérése érdekében használhatók. Ha váltakozó áramot (AC) használnánk, az áram iránya fordulna meg a negatív félciklus során, és így a nyomaték iránya is megfordulna. Ez eredményezné a nullát mint átlagos nyomatékot – tehát nincs nettó mozgás a skálán.
Ennek ellenére a PMMC mérők pontosan mérhetik a DC áramot.
PMMC építése
A PMMC mérő (vagy D’Arsonval-mérő) 5 fő komponensből áll:
Álló rész vagy mágnesrendszer
Mozgó kör
Irányító rendszer
Lezártó rendszer
Mérő
Álló rész vagy mágnesrendszer
Jelenleg olyan mágneseket használunk, amelyek nagy mezőerőt és nagy kényszerítő erőt biztosítanak, nem pedig U alakú permanensmágneseket, amelyek szoftveres vas polcokkal rendelkeznek. A mai napig használt mágnesek, például az alcomax és az alnico, amelyek nagy mezőerőt biztosítanak.
Mozgó kör
A mozgó kör szabadon mozoghat a két permanensmágnes között, ahogy a lentebb látható ábrán is bemutatott. A kör sok cseréppel van bevonva rézvezetékkel, és téglalap alakú alumíniumra van helyezve, amely drágaköves csapágyon forgolódik.
Irányító rendszer
Az általában a rugó működik irányító rendszerként a PMMC műszerek esetében. A rugó egy másik fontos funkciót is ellátja, úgy, hogy utat biztosít a körbe és a körből áramló áram számára.
Lezártó rendszer
A lezártó erő, tehát a nyomaték, a téglalap alakú alumínium formanyomtatvány mozgásával jön létre a mágneses mezőben, amit a permanensmágnesek hoznak létre.
Mérő
Ezeknek a műszereknek a mérője könnyű mutatóval rendelkezik, hogy szabadon mozogjon, és egy lineáris vagy egyenletes skálával, amely a szöggel változik.
PMMC nyomatéki egyenlet
Vegyük ki egy általános kifejezést a permanensmágneses körmozgású műszerek vagy PMMC műszerek nyomatékához. Tudjuk, hogy a mozgó kör műszerek esetén a torzáló nyomaték a következő kifejezéssel adható meg:
Td = NBldI, ahol N a tekerőszám,
B a mágneses fluxussűrűség a levegőrésszel,
l a mozgó kör hossza,
d a mozgó kör szélessége,
I az áram.
Most, egy mozgó kör műszer esetén a torzáló nyomaték arányos kell, hogy legyen az árrammal, matematikailag Td = GI. Így összevetve azt mondhatjuk, G = NBIdl. Állandósult állapotban a vezérlő és a torzáló nyomatékok egyenlőek. Tc a vezérlő nyomaték, ha a vezérlő nyomatékot a torzáló nyomatékmal egyenlővé tesszük, akkor
GI = K.x, ahol x a torzálás, tehát az áram
Mivel a torzálás arányos az árammal, ezért egyenletes skáláról van szükség a mérőn az áram mérése érdekében.
Most beszélünk a ampermeterről. Vegyünk egy ábrát, ahogy a következő:
Az I áram, amit a pont A-ban két komponensre bont. A két komponens Is és Im. Mielőtt megjegyzésekkel látom el a méretértékeket, ismerkedjünk meg a párhuzamos ellenállás építésével. A párhuzamos ellenállás alapvető tulajdonságai a következők:
Ezek ellenállásainak elektromos ellenállása nem változik magasabb hőmérsékleten, tehát nagyon alacsony hőmérsékleti együtthatóval kell rendelkezni. Az ellenállás időfüggetlennek kell lennie. A legfontosabb tulajdonság, hogy nagy áramot tudjanak továbbítani, anélkül, hogy jelentősen megnövekedne a hőmérséklet. Általában a manganin használatos a DC ellenállások készítésére. Tehát azt mondhatjuk, hogy az Is értéke sokkal nagyobb, mint az Im értéke, mert a párhuzamos ellenállás alacsony. Ebből következik, hogy
