永久磁石可动コイルまたはPMMC計器
定義
永久磁石を用いて固定磁界を生成し、その中でコイルが動く計器は、永久磁石動コイル（PMMC）計器と呼ばれます。これらの計器は、永久磁石の磁界内に配置された動くコイルにトルクが働く原理に基づいて動作します。PMMC計器は直流（DC）測定において正確な結果を提供します。
PMMC計器の構造
PMMC計器の主要な部品は動くコイルと永久磁石です。以下にPMMC計器の各部品について詳しく説明します。
動くコイル
コイルは、電流を流す部品であり、永久磁石の固定磁界内で自由に動きます。コイルに電流が流れると、コイルが偏転し、電流または電圧の大きさを決定することができます。コイルはアルミニウム製の長方形のコアに取り付けられており、このコアは磁極間のエアギャップでの放射状かつ均一な磁界を強化します。コイルは磁石の磁極間にシルク被覆銅線で巻かれています。
磁石システム
PMMC計器では、永久磁石を使用して固定磁界を生成します。永久磁石には高コーシブフォースを持つアルコマックスやアルニコが使用されます（コーシブフォースは磁石の磁化特性に影響を与えます）。また、これらの磁石は高い磁場強度を持っています。
制御
PMMC計器では、制御トルクはばねによって提供されます。これらのばねは燐青銅製で、2つの宝石軸受間に配置されています。ばねはまた、動くコイルへの導線経路としても機能します。制御トルクは主にリボンサスペンションによるものです。
減衰
減衰トルクは、コイルの動きを静止状態に保つために使用されます。この減衰トルクは、アルミニウムコアが永久磁石の磁極間を動くことで発生します。
ポインタとスケール
ポインタは動くコイルに接続されており、コイルの偏転を示します。この偏転の大きさはスケール上に表示されます。ポインタは軽量な材料で作られており、コイルの動きに容易に偏転します。時折パララックスエラーが発生することがありますが、ポインタの刃を適切に調整することで簡単に最小限に抑えることができます。
PMMC計器のトルク方程式
偏転トルクはコイルの動きによって引き起こされます。以下の式で表されます。
N – コイルの巻数
B – エアギャップ内の磁束密度
L, d – 側面の垂直および水平長さ
I – コイルを通る電流
ばねは動くコイルに復元トルクを提供し、これは以下の式で表されます
ここでK = ばね定数。
最終的な偏転については、
(1)と(3)の式の値を代入すると、
上記の式は、偏転トルクがコイルを通る電流に比例することを示しています。
PMMC計器の誤差
PMMC計器では、経年劣化と温度の影響により誤差が発生します。これらの誤差に寄与する主要な部品は、磁石、ばね、および動くコイルです。以下に異なる種類の誤差について詳細に説明します。
1. 磁石
熱と振動は永久磁石の寿命を短縮し、その磁力を減少させます。弱くなった磁石はコイルの偏転を減少させます。
2. ばね
弱くなったばねは、永久磁石内の動くコイルの偏転を増加させます。そのため、小さな電流値でもコイルは大きな偏転を示します。ばねは温度の影響で弱くなり、温度が1度上昇するとばねの寿命は0.004％減少します。
3. 動くコイル
シャントを使用してコイルの範囲を指定された限度を超えて拡張すると、誤差が発生します。これはコイル抵抗とシャント抵抗の比率の変化によるものです。コイルは高シャント抵抗を持つ銅線で、シャント線は低抵抗のマンガニンで作られているため、この不一致が誤差を引き起こします。
この誤差を軽減するために、動くコイルに直列にスワッピング抵抗を接続します。スワッピング抵抗は低温係数を持つ抵抗で、温度による動くコイルへの影響を減少させます。
PMMC計器の利点
以下にPMMC計器の利点を挙げます。
PMMC計器の欠点
以下にPMMC計器の欠点を挙げます。
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