Permanentimagneettinen liikuteltava kiertokappale tai PMMC laite

Määritelmä

Laitteet, jotka käyttävät pysyvää magneettia luodakseen paikallisen magneettikentän, jossa kyynel siirtyy, tunnetaan Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) -laitteina. Ne toimivat periaatteella, että kyynel, joka sijaitsee pysyvän magneetin magneettikentässä, kohtaa voiman. PMMC-laitteet tarjoavat tarkkoja tuloksia suoravirtasähköä (DC) mittaamiseen.

PMMC-laitteen rakenne

Siirryvä kyynel ja pysyvä magneetti ovat PMMC-laitteen keskeisiä komponentteja. Tässä on yksityiskohtaista selitys PMMC-laitteen osista.

Siirryvä kyynel

Kyynel on laitteen virta-kanava, joka siirtyy vapaasti pysyvän magneetin paikallisessa magneettikentässä. Kun virta kulkee kyynelissä, se aiheuttaa kyynelin poikkeamisen, mikä mahdollistaa sähkövirran tai jännitteen määrän määrittämisen. Kyynel on asennettu alumiinin suorakulmaiseen muotiin. Tämä muotti parantaa radiaalista ja tasaisena levittynyttä magneettikenttää magneettipoleiden välisessä ilmavuoressa. Kyynel on pyöritetty silkkipeitettyä kuparinuuta käyttäen magneettipolten välillä.

Magneettijärjestelmä

PMMC-laitteessa pysyvää magneettia käytetään paikallisen magneettikentän luomiseen. Alcomax- ja Alnico-materiaaleja käytetään pysyvän magneetin valmistukseen niiden korkean pakotusvoiman (joka vaikuttaa magneetin magnetisoitumisominaisuuteen) vuoksi. Lisäksi nämä magneetit omistavat korkeat kenttäintensiteetit.

Ohjaus

PMMC-laitteessa ohjausteho tarjotaan kevyillä. Nämä kevyet on tehty fosforipronssiin ja ne sijoitetaan kahden timanttikiven välille. Keveydet toimivat myös johtopolun virran virtaamiseen ja ulos virtaamiseen siirryvään kyyneliin. Ohjausteho on pääasiassa nauhajäykistä johtuva.

Tuhannen

Dämping-teho käytetään pitämään kyynelien liikettä lepotilassa. Tämä dämping-teho aiheutetaan alumiinin ytimen liikkumisesta magneettipoleiden välissä.

Osoitin & Mittakaava

Osoitin on yhdistetty siirryvään kyyneliin. Se osoittaa kyynelin poikkeamaa, ja tämän poikkeaman määrä näkyy mittakaavalla. Osoitin on tehty kevyestä materiaalista, mikä mahdollistaa sen helpon poikkeamisen kyynelin liikkumisen myötä. Joskus laitteessa tapahtuu parallaksivirhe, joka voidaan helposti minimoida osoitinlehden asianmukaisella kohdennuksella.

PMMC-laitteen voimatehtävä

Poikkeama-teho aiheutetaan kyynelin liikkumisesta. Sitä ilmaistaan seuraavalla yhtälöllä.

• N – Kyynelin kierrosten määrä

• B – Fluxtiitiheyys ilmavuoressa

• L, d – Sivun pysty- ja vaakasuuntainen pituus

• I – Virta kyynelissä

Keveet tarjoavat palautustehoa siirryvälle kyynelille, mikä ilmaistaan seuraavasti 

Missä K = Keven vakio.

Lopulliselle poikkeamalle, 

Kun sijoitetaan yhtälön (1) ja (3) arvot, saadaan,

Yllä oleva yhtälö osoittaa, että poikkeama-teho on suoraan verrannollinen kyynelin läpi kulkevaan virtaan.

Virheet PMMC-laitteissa

PMMC-laitteissa virheet syntyvät ikääntymisen ja lämpötilan vaikutuksesta. Laitteen pääkomponentit, jotka vaikuttavat näihin virheisiin, ovat magneetti, kevyet ja siirryvä kyynel. Seuraavaksi kuvataan eri virhetyppejä:

1. Magneetti

Lämpö ja vibraatio lyhentävät pysyvän magneetin elinkaarta ja heikentävät myös sen magnetismia, joka on vetovoiman tai repeämisen ominaisuus. Heikennetty magneetti aiheuttaa kyynelin pienemmän poikkeaman.

2. Kevyet

Heikennyt keveet lisäävät siirryvän kyynelin poikkeamaa pysyvän magneetin sisällä. Tämän seurauksena jopa pienellä virran arvolla kyynel näyttää suuren poikkeaman. Keveet heikkenevät lämpötilan vaikutuksesta; yhden asteen nousu vähentää kevyiden elinkaarta 0,004 prosentilla.

3. Siirryvä kyynel

Kun kyynelin mittausalue laajennetaan määrätyläpi rajojen ulkopuolelle shuntilla, syntyvät virheet. Tämä johtuu kyynelin vastuksen muuttumisesta suhteessa shuntin vastukseen. Koska kyynel on tehty kuparinuusta, jolla on korkea shuntin vastus, ja shunt-nuusta, jolla on matala vastus, tämä epäyhtenäisyys aiheuttaa virheitä.

Tätä virhettä vähennetään yhdistämällä kyynelin sarjaan uppoava vastus. Uppoava vastus on vastus, jolla on matala lämpötilakertoja, mikä vähentää lämpötilan vaikutusta siirryvään kyyneliin.

PMMC-laitteiden etuja

Seuraavat ovat PMMC-laitteiden etuja:

• PMMC-laitteiden mittakaava on tarkasti kalibroitu.

• Näiden laitteiden energiankulutus on hyvin alhainen.

• PMMC-laitteilla on korkea tarkkuus niiden korkean voima-paino-suhteen vuoksi.

• Yhdellä laitteella voidaan mitata eri jännitteen ja virran mittausalueita käyttämällä moninkertaisten ja shuntteja.

• PMMC-laitteet käyttävät hylly-shielded magneetteja, jotka ovat hyödyllisiä avaruussovelluksissa.

PMMC-laitteiden haitat

Seuraavat ovat PMMC-laitteiden haittoja:

• PMMC-laitteet sopivat vain suoravirtaan. Vaihtovirta vaihtelee ajan myötä, ja virtan nopea vaihtelu muuttaa kyynelin voiman. Kuitenkin osoitin ei voi seurata voiman nopeita käänteitä ja poikkeamia, joten sitä ei voida käyttää vaihtovirtaan.

• PMMC-laitteiden hinta on huomattavasti korkeampi kuin muiden siirryvien kyynelien laitteiden.

• Siirryvä kyynel itse tarjoaa elektromagneettista dämpingiä. Tämä elektromagneettinen dämping vastustaa kyynelin liikettä eddy-virtauksien ja magneettikentän välisten vuorovaikutusten seurauksena.