Trvalomagnetický pohyblivý cívkový přístroj nebo PMMC přístroj
Definice
Přístroje, které využívají trvalý magnet k vytvoření stacionárního magnetického pole, ve kterém se pohybuje cívka, se nazývají přístroje s trvale magneto pohyblivou cívkou (PMMC). Tyto přístroje fungují na principu, že se na pohyblivou cívku nacházející se v magnetickém poli trvalého magnetu působí moment síly. PMMC přístroje poskytují přesné výsledky pro měření stejnosměrného proudu (DC).
Konstrukce PMMC přístroje
Pohyblivá cívka a trvalý magnet jsou klíčovými komponentami PMMC přístroje. Níže je podrobné vysvětlení částí PMMC přístroje.
Pohyblivá cívka
Cívka je součástí přístroje, která nese proud a pohybuje se volně v stacionárním magnetickém poli trvalého magnetu. Když proud prochází cívkou, způsobuje její odchylku, což umožňuje určit velikost proudu nebo napětí. Cívka je montována na obdélném nosníku z hliníku. Tento nosník zlepšuje radiální a rovnoměrné magnetické pole v vzduchové mezeře mezi magnetickými póly. Cívka je navinutá hedvábně potaženým měděným drátem mezi póly magnetu.
Magnetický systém
V PMMC přístroji se k vytvoření stacionárního magnetického pole používá trvalý magnet. Materiály Alcomax a Alnico se používají pro výrobu trvalého magnetu díky své vysoké koercivní síle (koercivní síla ovlivňuje magnetizační vlastnosti magnetu). Kromě toho tyto magnety mají vysokou intenzitu pole.
Řízení
V PMMC přístroji je řídící moment poskytován pružinami. Tyto pružiny jsou vyrobeny z fosforového bronzu a jsou umístěny mezi dvěma drahokamy. Pružiny také slouží jako cesta pro proud vedoucí do a z pohyblivé cívky. Řídící moment je především výsledkem páskového zavěšení.
Tlumení
Tlumicí moment se používá k udržení pohybu cívky v klidovém stavu. Tento tlumicí moment je vyvolán pohybem hliníkového jádra, které se pohybuje mezi póly trvalého magnetu.
Ukazatel a stupnice
Ukazatel je spojen s pohyblivou cívkou. Ukazuje odchylku cívky a velikost této odchylky je zobrazena na stupnici. Ukazatel je vyroben z lehkého materiálu, což umožňuje jeho snadné odchylení s pohybem cívky. Někdy se v přístroji vyskytuje paralaxní chyba, kterou lze snadno minimalizovat správným zarovnáním čepelí ukazatele.
Rovnice momentu pro PMMC přístroj
Odklínivý moment je vyvolán pohybem cívky. Je vyjádřen následující rovnicí.
N – Počet závitů cívky
B – hustota toku v vzduchové mezeře
L, d – svislá a vodorovná délka strany
I – proud procházející cívkou
Pružina poskytuje vracející moment pohyblivé cívce, který je vyjádřen jako
Kde K = konstanta pružiny.
Pro konečnou odchylku,
Dosazením hodnoty rovnic (1) a (3) dostaneme,
Výše uvedená rovnice ukazuje, že odklínivý moment je přímo úměrný proudu procházejícímu cívkou.
Chyby v PMMC přístrojích
V PMMC přístrojích dochází k chybám kvůli efektům stárnutí a teploty. Hlavními komponentami přístroje, které přispívají k těmto chybám, jsou magnet, pružina a pohyblivá cívka. Níže jsou detailně popsány různé typy chyb:
1. Magnet
Teplá a vibrace zkracují životnost trvalého magnetu a také snižují jeho magnetismus, který je vlastností přitažení nebo odpuzování. Oslabený magnet má za následek snížení odchylky cívky.
2. Pružiny
Oslabená pružina zvyšuje odchylku pohyblivé cívky v trvalém magnetu. V důsledku toho dokonce i pro malou hodnotu proudu cívka ukazuje velkou odchylku. Pružina oslabuje vliv teploty; jedno stupňové zvýšení teploty snižuje životnost pružiny o 0,004 procenta.
3. Pohyblivá cívka
Když je rozsah cívky rozšířen za stanovený limit pomocí shuntu, dochází k chybám. To je způsobeno změnou odporu cívky vzhledem k odporu shuntu. Protože cívka je vyrobena z měděného drátu s vysokým odporom shuntu a shuntový drát je vyroben z Manganinu s nízkým odporom, tento nesoulad způsobuje chyby.
Aby byla tato chyba minimalizována, je ke cívce sériově připojena odporová rezistora. Odporová rezistora je rezistor s nízkým teplotním koeficientem, který snižuje vliv teploty na pohyblivou cívku.
Výhody PMMC přístrojů
Následující jsou výhody PMMC přístrojů:
Nevýhody PMMC přístrojů
Následující jsou nevýhody PMMC přístrojů:
