Stalni magnet s pomičnim zavojnicama ili PMMC instrument

Definicija

Instrumenti koji koriste trajni magnet za stvaranje stacionarnog magnetskog polja u kojem se pomakne cijev poznati su kao Permanentni Magnet Pomična Cijev (PMMC) instrumenti. Funkcioniraju na principu da se moment sile djeluje na pomaknu cijev smještenu u magnetsko polje trajnog magneta. PMMC instrumenti daju točne rezultate za mjerenja jednosmjernog struja (DC).

Konstrukcija PMMC Instrumenta

Pomična cijev i trajni magnet su ključni komponenti PMMC instrumenta. Evo detaljnog objašnjenja dijelova PMMC instrumenta.

Pomična Cijev

Cijev je komponenta instrumenta koja prenosi struju i slobodno se pomiče unutar stacionarnog magnetskog polja trajnog magneta. Kada struja prođe kroz cijev, uzrokuje njezin odmak, omogućujući određivanje veličine struje ili napona. Cijev je postavljena na pravokutnu formu izrađenu od aluminija. Ova forma poboljšava radijalno i uniformno magnetsko polje u zračnom razmaku između magnetskih polova. Cijev je namotana s likerom obloženim bakarnim žicom između polova magneta.

Magnetski Sustav

U PMMC instrumentu, koristi se trajni magnet za stvaranje stacionarnog magnetskog polja. Materijali Alcomax i Alnico koriste se za izradu trajnog magneta zbog njihove visoke koercivne sile (koercivna sila utječe na magnetske osobine magneta). Također, ovi magneti imaju visoku intenzitet polja.

Kontrola

U PMMC instrumentu, kontrolni moment sile osiguravaju vijci. Ovi vijci su izrađeni od fosforbronca i smješteni su između dvije dragocene opake. Vijci također služe kao put za protok struje u i iz pomične cijevi. Kontrolni moment sile uglavnom je rezultat trakastog zavjesa.

Prigušenje

Moment sile prigušenja koristi se za održavanje pomicanja cijevi u stanju mirovanja. Ovaj moment sile prigušenja nastaje pokretanjem aluminijumskog jezgra dok se pomiče između polova trajnog magneta.

Pokazivač i Ljestvica

Pokazivač je povezan s pomičnom cijevi. On označava odmak cijevi, a veličina ovog odmaka prikazuje se na ljestvici. Pokazivač je izrađen od lagane materije, što mu omogućuje lako odstupanje s pomicanjem cijevi. Ponekad se u instrumentu javlja greška paralakse, koja se može lako smanjiti pravilnim poravnavanjem bilježnice pokazivača.

Jednadžba Momenta Sile za PMMC Instrument

Odmaknu moment sile nastaje pokretanjem cijevi. Izražen je sljedećom jednadžbom.

• N – Broj zavojnica cijevi

• B – gustoća fluksa u zračnom razmaku

• L, d – vertikalna i horizontalna duljina stranice

• I – struja kroz cijev

Vijak osigurava povratni moment sile pomičnoj cijevi, što se izražava kao

gdje je K = konstanta vijka.

Za konačni odmak,

Uvrštavanjem vrijednosti jednadžbi (1) i (3) dobivamo,

Gornja jednadžba pokazuje da je odmaknu moment sile direktno proporcionalan struji koja teče kroz cijev.

Greške u PMMC Instrumentima

U PMMC instrumentima, greške nastaju zbog učinka starjenja i temperature. Glavne komponente instrumenta koje doprinose tim greškama su magnet, vijak i pomična cijev. Evo detalja o različitim vrstama grešaka:

1. Magnet

Toplina i vibracije skraćuju vijek trajnog magneta i smanjuju njegovu magnetsku snagu, koja je osobina privlačenja ili odbijanja. Osjetljivi magnet rezultira smanjenim odmakom cijevi.

2. Vijci

Slabi vijak povećava odmak pomične cijevi unutar trajnog magneta. Kao rezultat, čak i za malu vrijednost struje, cijev pokazuje veliki odmak. Vijak slabi zbog učinka temperature; porast temperature za jedan stupanj smanjuje vijek vijka za 0,004 posto.

3. Pomična Cijev

Kada se raspon cijevi proširi izvan navedenog ograničenja koristeći shunt, nastaju greške. To je posljedica promjene otpora cijevi u odnosu na otpor shunta. Budući da je cijev izrađena od bakrene žice s visokim otporom shunta, a shunt žica izrađena od Manganina s niskim otporom, ova neusklađenost uzrokuje greške.

Da bi se smanjila ova greška, spojnik otpora povezuje se serijalno s pomičnom cijevi. Spojnik otpora je otpornik s niskim temperaturnim koeficijentom, koji smanjuje utjecaj temperature na pomičnu cijev.

Prednosti PMMC Instrumenta

Evo prednosti PMMC instrumenta:

• Ljestvica PMMC instrumenta je točno kalibrirana.

• Potrošnja energije tih uređaja je vrlo niska.

• PMMC instrumenti imaju visoku točnost zbog visokog omjera momenta sile i težine.

• Jedan uređaj može mjeriti različite rasponove napona i struje koristeći multiplikatore i shunte.

• PMMC instrumenti koriste magnetske štitove na policama, što je korisno za primjene u svemirskim tehnicama.

Nedostaci PMMC Instrumenta

Evo nedostataka PMMC instrumenta:

• PMMC instrumenti su pogodni samo za jednosmjernu struju. Alternativna struja varira s vremenom, a brza varijacija struje mijenja moment sile cijevi. Međutim, pokazivač ne može pratiti brze obrtaje i odmakne momenta sile, pa se ne može koristiti za AC.

• Cijena PMMC instrumenta značajno je veća u usporedbi s drugim pomičnim cijevnim instrumentima.

• Sami pomični cijev pruža elektromagnetsko prigušenje. Ovo elektromagnetsko prigušenje suprotstavlja se pomicanju cijevi kao rezultat interakcije između eddijskih struja i magnetskog polja.