Permanent magnet bevegelig spole (PMMC) måler

Hva er en permanent magnetisk bevegelig spole (PMMC)?

En permanent magnetisk bevegelig spole (PMMC) meter – også kjent som en D’Arsonval-meter eller galvanometer – er et instrument som lar deg måle strømmen gjennom en spole ved å observere spolens vinkelrette avvik i et uniformt magnetfelt.

En PMMC-meter plasserer en spole med tråd (altså en leder) mellom to permanente magneter for å opprette et stasjonært magnetfelt. Ifølge Faradays lover om elektromagnetisk induksjon, vil en strømførende leder plassert i et magnetfelt oppleve en kraft i retningen bestemt av Flemings venstrehåndsregel.

Styrken på denne kraften vil være proporsjonal med mengden strøm gjennom tråden. En peker er festet til enden av tråden og det settes langs en skala.

Når momentene er balansert, vil den bevegelige spolen stoppe, og dens vinkelrette avvik kan måles av skalaen. Hvis det permanente magnetfeltet er uniformt og fjæren lineær, vil pekersvingningen også være lineær. Derfor kan vi bruke denne lineære relasjonen til å bestemme mengden elektrisk strøm som passerer gjennom tråden.

PMMC-instrumenter (altså D’Arsonval-metrere) brukes bare for å måle direkte strøm (DC) strøm. Hvis vi skulle bruke alternerende strøm (AC), ville retningen av strømmen bli reversert under den negative halvsyklusen, og dermed ville retningen av momentet også bli reversert. Dette resulterer i en gjennomsnittlig verdi på null moment – altså ingen netto bevegelse mot skalaen.

Trotz dette kan PMMC-metrere nøyaktig måle DC-strøm.

PMMC-konstruksjon

En PMMC-meter (eller D’Arsonval-meter) er konstruert av 5 hovedkomponenter:

• Stasjonær del eller magnet-system
  

• Bevegelig spole
  

• Kontrollsystem
  

• Demperesystem
  

• Måler
  

Stasjonær del eller magnet-system

I dag bruker vi magneter med høy feltintensitet og høy coercive kraft i stedet for U-formede permanente magneter med myke jernpolstykker. Magneter vi bruker i dag er laget av materialer som alcomax og alnico, som gir høy feltstyrke.

Bevegelig spole

Den bevegelige spolen kan fritt bevege seg mellom de to permanente magneter som vist i figuren nedenfor. Spolen er vindet med mange viklinger av kobbertråd og er plassert på en rektangulær aluminiumsplate som er svinget på juvelbearing.

Kontrollsystem

Fjæren fungerer generelt som kontrollsystem for PMMC-instrumenter. Fjæren har også en annen viktig funksjon ved å gi veien for å føre strøm inn og ut av spolen.

Demperesystem

Demperkraften, og dermed momentet, er gitt av bevegelsen av aluminiumsformeren i magnetfeltet opprettet av de permanente magneter.

Måler

Måleren i disse instrumentene består av en lettvektet peker for å ha fri bevegelse og en skala som er lineær eller uniform og varierer med vinkelen.

PMMC Momentligning

La oss utlede en generell uttrykk for moment i permanente magnetiske bevegelige spoleinstrumenter eller PMMC-instrumenter. Vi vet at i bevegelige spoleinstrumenter er avviksmomentet gitt av uttrykket:

• Td = NBldI hvor N er antall viklinger,

• B er magnetisk fluktdensitet i luftgapet,

• l er lengden av den bevegelige spolen,

• d er bredden av den bevegelige spolen,

• I er elektrisk strøm.

Nå, for et bevegelig spoleinstrument, bør avviksmomentet være proporsjonalt med strømmen, matematisk kan vi skrive Td = GI. Ved å sammenligne kan vi si G = NBIdl. I stabilt tilstand har vi både kontrollmomentet og avviksmomentet like. Tc er kontrollmoment, ved å sette kontrollmoment lik avviksmoment har vi

GI = K.x hvor x er avvik, dermed er strømmen gitt av

Siden avviket er direkte proporsjonalt med strømmen, trenger vi en uniform skala på måleren for måling av strøm.

Nå skal vi diskutere den grunnleggende kretsdia