پرنسیپ کاری آمتر و انواع آمتر

آشنایی با آمتر

همانطور که می‌دانیم، کلمه "متر" با سیستم اندازه‌گیری مرتبط است. متر وسیله‌ای است که می‌تواند مقدار خاصی را اندازه‌گیری کند. همانطور که می‌دانیم، واحد جریان آمپر است. آمتر به معنای آمپر-متر است که مقدار آمپر را اندازه‌گیری می‌کند. آمپر واحد جریان است بنابراین آمتر متر یا وسیله‌ای است که جریان را اندازه‌گیری می‌کند.

اصول کاری آمتر

اصل اصلی آمتر این است که باید مقاومت بسیار کمی داشته باشد و همچنین واکنش القایی کمی داشته باشد. حالا، چرا به این نیاز داریم؟ آیا نمی‌توانیم آمتر را موازی به کار بگیریم؟ پاسخ به این سوال این است که آن دارای امپدانس بسیار کمی است زیرا باید ولتاژ کمی در آن رها شود و باید در اتصال سری قرار گیرد زیرا جریان در مدار سری یکسان است.

همچنین به دلیل امپدانس بسیار کم، تلفات قدرت کم خواهد بود و اگر آن را به صورت موازی به کار ببریم، مسیر تقریباً کوتاه‌مدار می‌شود و تمام جریان از طریق آمتر می‌گذرد و به دلیل جریان بالا، دستگاه ممکن است سوخته شود. بنابراین به این دلیل باید آن را به صورت سری به کار برد. برای آمتر ایده‌آل، باید امپدانس صفر داشته باشد تا ولتاژ صفری در آن رها شود و تلفات قدرت در دستگاه صفر باشد. اما ایده‌آل عملی نیست.

طبقه‌بندی یا انواع آمتر

به اساس اصول ساخت، انواع مختلفی از آمتر وجود دارد که عبارتند از:

1. آمتر مغناطیس دائمی با سیم پیچ متحرک (PMMC).

2. آمتر آهن متحرک (MI).

3. آمتر نوع الکتروداینامومتر.

4. آمتر نوع مستقیم‌ساز.

به اساس انواع اندازه‌گیری که انجام می‌دهیم، ما داریم:

1. آمتر DC.

2. آمتر AC.

آمتر DC عمدتاً وسایل PMMC هستند، MI می‌تواند هم AC و هم DC جریان را اندازه‌گیری کند، همچنین وسایل حرارتی نوع الکتروداینامومتر می‌توانند DC و AC را اندازه‌گیری کنند، مترهای القایی به دلیل هزینه بالا و عدم دقت در اندازه‌گیری معمولاً برای ساخت آمتر استفاده نمی‌شوند.

توضیحات درباره انواع مختلف آمتر

آمتر PMMC

اصول آمتر PMMC:
وقتی رسانه‌ای که جریان در آن می‌گذرد در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، یک نیروی مکانیکی روی رسانه وارد می‌شود. اگر این رسانه به یک سیستم متحرک متصل باشد، با حرکت سیم پیچ، نشانگر روی مقیاس حرکت می‌کند.
توضیح: همانطور که از نام آن مشخص است، دارای مغناطیس‌های دائمی است که در این نوع وسایل اندازه‌گیری استفاده می‌شود. این وسیله به خصوص برای اندازه‌گیری DC مناسب است زیرا در اینجا انحراف متناسب با جریان است و اگر جهت جریان معکوس شود، انحراف نشانگر نیز معکوس می‌شود بنابراین فقط برای اندازه‌گیری DC استفاده می‌شود. این نوع از وسایل D Arnsonval نامیده می‌شود. این وسیله مزیت بزرگی دارد که مقیاس خطی دارد، مصرف قدرت کمی دارد، دقت بالایی دارد. مزیت اصلی آن تنها اندازه‌گیری کمیت‌های DC است، هزینه بالا و غیره.
گشتاور انحراف،

که در آن،
B = چگالی فلوکس در وبر/متر مربع.
i = جریانی که از طریق سیم پیچ می‌گذرد در آمپر.
l = طول سیم پیچ در متر.
b = عرض سیم پیچ در متر.
N = تعداد دورهای سیم پیچ.
گسترش محدوده در آمتر PMMC:
حالا به نظر می‌رسد که می‌توانیم محدوده اندازه‌گیری را در این نوع از وسیله گسترش دهیم. بسیاری از ما فکر می‌کنند که باید آمتر جدیدی بخریم تا جریان‌های بیشتر را اندازه‌گیری کنیم و همچنین بسیاری از ما ممکن است فکر کنیم باید ویژگی‌های ساختاری را تغییر دهیم تا بتوانیم جریان‌های بیشتر را اندازه‌گیری کنیم، اما هیچ چیزی از این قبیل نیست، ما فقط باید یک مقاومت موازی متصل کنیم و محدوده آن وسیله می‌تواند گسترش یابد، این راه‌حل ساده‌ای است که توسط وسیله ارائه می‌شود.

در شکل I = جریان کلی که در مدار می‌گذرد در آمپر.
Ish جریانی است که از طریق مقاومت موازی می‌گذرد در آمپر.
Rm مقاومت آمتر در اهم.

آمتر MI

این یک وسیله آهن متحرک است که برای هر دو AC و DC استفاده می‌شود. این می‌تواند برای هر دو استفاده شود زیرا انحراف θ متناسب با مجذور جریان است بنابراین هر چه جهت جریان باشد، انحراف جهتی را نشان می‌دهد. همچنین آن‌ها به دو روش دیگر تقسیم‌بندی می‌شوند:

1. نوع جذب.

2. نوع دفع.

معادله گشتاور آن:
که در آن،
I جریان کلی که در مدار می‌گذرد در آمپر.
L القای خود سیم پیچ در هنری.
θ انحراف در رادیان.

1. اصول آمتر MI نوع جذب:
   وقتی یک آهن نرم غیرمغناطیسی در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، به سمت سیم پیچ جذب می‌شود. اگر یک سیستم متحرک متصل شود و جریانی از طریق سیم پیچ عبور کند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که آهن را جذب می‌کند و گشتاور انحرافی ایجاد می‌کند که به عنوان نتیجه نشانگر روی مقیاس حرکت می‌کند.

2. اصول آمتر MI نوع دفع:
   وقتی دو قطعه آهن با همان قطبیت با عبور جریان مغناطیسی می‌شوند، دفع بین آن‌ها رخ می‌دهد و آن دفع گشتاور انحرافی ایجاد می‌کند که باعث حرکت نشانگر می‌شود.
   مزایای وسایل MI این است که می‌توانند هر دو AC و DC را اندازه‌گیری کنند، ارزان قیمت هستند، خطاهای اصطکاک کمی دارند، پایدار هستند و غیره. این وسیله عمدتاً برای اندازه‌گیری AC استفاده می‌شود زیرا در اندازه‌گیری DC خطاهای بیشتری به دلیل هیسترزیس وجود دارد.

آمتر نوع الکتروداینامومتر

این می‌تواند برای هر دو AC و DC استفاده شود. حالا می‌بینیم که ما دارای وسایل PMMC و MI برای اندازه‌گیری AC و DC هستیم، یک سوال ممکن است پیش آید – "چرا به آمتر الکتروداینامومتر نیاز داریم؟ اگر می‌توانیم جریان را با دقت با وسایل دیگر نیز اندازه‌گیری کنیم؟". پاسخ این است که وسایل الکتروداینامومتر دارای همان کالیبراسیون برای هر دو AC و DC هستند یعنی اگر با DC کالیبره شده باشد، بدون نیاز به کالیبراسیون مجدد می‌توان AC را اندازه‌گیری کرد.

اصول آمتر نوع الکتروداینامومتر:
در اینجا دو سیم پیچ داریم، یکی ثابت و دیگری