มิเตอร์ลวดขดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

อะไรคือเครื่องวัดแบบขดลวดเคลื่อนที่ในแม่เหล็กถาวร (PMMC)?

เครื่องวัดแบบขดลวดเคลื่อนที่ในแม่เหล็กถาวร (PMMC) – หรือเรียกว่า เครื่องวัดแบบดีอาร์ซองวาล หรือ กาลวาโนมิเตอร์ – เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณสามารถวัดกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดโดยสังเกตการเบี่ยงเบนของขดลวดในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอ.

เครื่องวัด PMMC วางขดลวดของสายไฟ (เช่น ตัวนำ) ระหว่างสองแม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่คงที่ ตามกฎของฟาราเดย์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านจะได้รับแรงในทิศทางที่กำหนดโดยกฎของเฟลมิงฝั่งซ้าย.

ความแรงของแรงนี้จะเป็นสัดส่วนกับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านสายไฟ ปลายของขดลวดจะติดตั้งเข็มและวางไว้บนมาตรา

เมื่อแรงบิดสมดุลขดลวดเคลื่อนที่จะหยุด และการเบี่ยงเบนของมันสามารถวัดได้จากมาตรา หากสนามแม่เหล็กถาวรสม่ำเสมอและสปริงเป็นเส้นตรง เข็มจะเบี่ยงเบนเป็นเส้นตรง เราสามารถใช้ความสัมพันธ์เชิงเส้นนี้ในการกำหนดปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านสายไฟ

เครื่องวัด PMMC (เช่น เครื่องวัดแบบดีอาร์ซองวาล) ใช้สำหรับวัดกระแสไฟฟ้าตรง (DC) เท่านั้น หากเราใช้กระแสไฟฟ้าสลับ (AC) ทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะกลับในครึ่งวงจรลบ และทำให้ทิศทางของแรงบิดกลับด้วย ผลคือค่าเฉลี่ยของแรงบิดเท่ากับศูนย์ ไม่มีการเคลื่อนที่ใด ๆ บนมาตรา

อย่างไรก็ตาม เครื่องวัด PMMC สามารถวัดกระแสไฟฟ้าตรงได้อย่างแม่นยำ

โครงสร้างของ PMMC

เครื่องวัด PMMC (หรือเครื่องวัดแบบดีอาร์ซองวาล) ประกอบด้วยส่วนหลัก 5 ส่วน:

• ส่วนที่ไม่เคลื่อนที่หรือระบบแม่เหล็ก
  

• ขดลวดเคลื่อนที่
  

• ระบบควบคุม
  

• ระบบชลอ
  

• เครื่องวัด
  

ส่วนที่ไม่เคลื่อนที่หรือระบบแม่เหล็ก

ในปัจจุบันเราใช้แม่เหล็กที่มีความเข้มสนามแม่เหล็กสูงและแรงโคแอร์ซิฟสูงแทนการใช้แม่เหล็กถาวรรูปตัว U ที่มีขั้วเหล็กนิ่ม เราใช้แม่เหล็กที่ทำจากวัสดุอย่างอัลคอมักและอัลนิโคซึ่งให้ความเข้มสนามแม่เหล็กสูง

ขดลวดเคลื่อนที่

ขดลวดเคลื่อนที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างเสรีระหว่างแม่เหล็กถาวรสองชิ้นตามภาพที่แสดงไว้ด้านล่าง ขดลวดม้วนด้วยสายทองแดงหลายรอบและวางบนอลูมิเนียมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งหมุนได้บนแบริ่งที่ประดับด้วยอัญมณี

ระบบควบคุม

สปริงโดยทั่วไปจะทำหน้าที่เป็นระบบควบคุมสำหรับ เครื่องมือ PMMC สปริงยังทำหน้าที่สำคัญอีกอย่างโดยให้ทางนำกระแสไฟฟ้าเข้าและออกจากขดลวด

ระบบชลอ

แรงชโลบหรือแรงบิดเกิดจากการเคลื่อนที่ของฟอร์เมอร์อลูมิเนียมในสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวร

เครื่องวัด

เครื่องวัดของเครื่องมือนี้ประกอบด้วยเข็มที่เบาเพื่อให้เคลื่อนที่ได้อย่างเสรีและมาตราส่วนที่เป็นเส้นตรงหรือสม่ำเสมอและเปลี่ยนแปลงตามมุม

สมการแรงบิด PMMC

ขอให้เราหาสูตรทั่วไปสำหรับแรงบิดในเครื่องมือแม่เหล็กถาวรขดลวดเคลื่อนที่หรือ เครื่องมือ PMMC เราทราบว่าในเครื่องมือขดลวดเคลื่อนที่แรงบิดที่ทำให้เบนเกิดจากสูตร:

• Td = NBldI โดยที่ N คือจำนวนรอบ,

B คือความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กในช่องว่างอากาศ

• l คือความยาวของขดลวดเคลื่อนที่

• d คือความกว้างของขดลวดเคลื่อนที่

• I คือกระแสไฟฟ้า

สำหรับเครื่องมือที่ใช้ขดลวดเคลื่อนที่แรงบิดที่ทำให้เกิดการเบนควรเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า ทางคณิตศาสตร์เราสามารถเขียนได้ว่า Td = GI ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบเราบอกว่า G = NBIdl ที่ภาวะคงที่เราพบว่าแรงบิดควบคุมและแรงบิดที่ทำให้เกิดการเบนเท่ากัน Tc คือแรงบิดควบคุม เมื่อเทียบแรงบิดควบคุมกับแรงบิดที่ทำให้เกิดการเบนเราจะได้ว่า

GI = K.x โดยที่ x คือการเบน ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจะกำหนดโดย

เนื่องจากการเบนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้า ดังนั้นเราต้องการมาตราส่วนที่สม่ำเสมอบนมิเตอร์เพื่อวัดกระแสไฟฟ้า

ตอนนี้เราจะกล่าวถึงแผนผังวงจรพื้นฐานของแอมมิเตอร์ ขอให้พิจารณาวงจรดังแสดงด้านล่าง:

กระแส I แสดงให้เห็นว่าแตกออกเป็นสองส่วนที่จุด A สองส่วนนี้คือ Is และ Im ก่อนที่ผมจะแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับค่าขนาดของกระแสเหล่านี้ ขอให้เรารู้จักกับการสร้างความต้านทานแบบชันท์มากขึ้น คุณสมบัติพื้นฐานของความต้านทานแบบชันท์ได้เขียนไว้ดังนี้

ความต้านทานไฟฟ้าของชันท์เหล่านี้ไม่ควรมีความแตกต่างที่อุณหภูมิสูง ควรมีค่าสัมประสิทธิ์ของอุณหภูมิต่ำมาก ความต้านทานควรเป็นอิสระจากเวลา คุณสมบัติสำคัญที่สุดคือควรสามารถนำกระแสไฟฟ้าที่มีค่าสูงได้โดยไม่มีการเพิ่มอุณหภูมิอย่างมาก มักใช้มังแกนินในการทำความต้านทานกระแสตรง ดังนั้นเราสามารถกล่าวได้ว่าค่าของ Is สูงกว่าค่าของ Im เนื่องจากความต้านทานของชันท์ต่ำ จากนั้นเราได้ว่า

ที่ Rs คือความต้านทานของชันท์และ Rm คือความต้านทานไฟฟ้าของขดลวด

จากสมการทั้งสองข้างต้น เราสามารถเขียนได้ว่า

เมื่อ m คือกำลังขยายของชันต์

ข้อผิดพลาดในเครื่องมือชนิดแม่เหล็กถาวรเคลื่อนที่แบบคอยล์

มีประเภทของข้อผิดพลาดหลักสามประเภท:

1. ข้อผิดพลาดเนื่องจากแม่เหล็กถาวร: เนื่องจากผลกระทบของอุณหภูมิและการเสื่อมสภาพของแม่เหล็ก แม่เหล็กอาจสูญเสียความเป็นแม่เหล็กไปบางส่วน แม่เหล็กโดยทั่วไปจะเสื่อมสภาพจากการอบและแรงสั่นสะเทือน

2. ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นในเครื่องมือ PMMC เนื่องจากการเสื่อมสภาพของสปริง อย่างไรก็ตาม ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของสปริงและข้อผิดพลาดที่เกิดจากแม่เหล็กถาวรจะตรงข้ามกัน ดังนั้น ข้อผิดพลาดทั้งสองจึงชดเชยกันเอง

3. การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของคอยล์เคลื่อนที่ตามอุณหภูมิ: โดยทั่วไปแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของสายทองแดงในคอยล์เคลื่อนที่คือ 0.04 ต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 1 องศาเซลเซียส เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดอย่างมาก

ข้อดีของเครื่องมือชนิดแม่เหล็กถาวรเคลื่อนที่แบบคอยล์

ข้อดีของเครื่องมือ PMMC คือ:

1. มาตราส่วนถูกแบ่งออกอย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากกระแสไฟฟ้ามีความสัมพันธ์โดยตรงกับการเบนของเข็ม ดังนั้น การวัดปริมาณจากเครื่องมือนี้จึงง่ายมาก

2. การใช้พลังงานน้อยมากในเครื่องมือประเภทนี้

3. มีอัตราส่วนแรงบิดต่อน้ำหนักสูง

4. เครื่องมือนี้มีประโยชน์หลายอย่าง โดยสามารถใช้เครื่องมือเดียวในการวัดปริมาณต่าง ๆ ได้โดยใช้ค่าชันต์และตัวคูณที่แตกต่างกัน

ข้อเสียของเครื่องมือชนิดแม่เหล็กถาวรเคลื่อนที่แบบคอยล์

ข้อเสียของเครื่องมือ PMMC คือ:

1. เครื่องมือนี้ไม่สามารถวัดปริมาณ AC ได้

2. ค่าใช้จ่ายของเครื่องมือนี้สูงกว่าเครื่องมือชนิดแม่เหล็กเคลื่อนที่

คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่อแหล่งที่มา เนื้อหาที่มีคุณภาพควรได้รับการแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ