영구자석 이동 코일 또는 PMMC 기기
정의
영구자석을 사용하여 고정된 자기장을 생성하고 그 안에서 코일이 움직이는 계측기는 영구자석 이동코일(PMMC) 계측기로 알려져 있습니다. 이러한 계측기는 영구자석의 자기장 내에 위치한 이동 코일에 토크가 작용한다는 원리로 작동합니다. PMMC 계측기는 직류(DC) 측정에 정확한 결과를 제공합니다.
PMMC 계측기의 구조
이동 코일과 영구자석은 PMMC 계측기의 핵심 구성 요소입니다. 다음은 PMMC 계측기의 부품에 대한 자세한 설명입니다.
이동 코일
코일은 전류를 운반하는 구성 요소로, 영구자석의 고정된 자기장 내에서 자유롭게 움직입니다. 전류가 코일을 통과하면 코일이 편향되며, 이를 통해 전류 또는 전압의 크기를 결정할 수 있습니다. 코일은 알루미늄으로 만든 직사각형 프레임에 장착되어 있습니다. 이 프레임은 자기극 사이의 공기 간격에서 방사형이고 균일한 자기장을 강화합니다. 코일은 자석의 극 사이에 실크로 감싸진 구리선으로 감겨 있습니다.
자석 시스템
PMMC 계측기에서는 영구자석을 사용하여 고정된 자기장을 생성합니다. Alcomax와 Alnico 재료는 높은 강제력(강제력은 자석의 자기화 특성을 영향을 미침) 덕분에 영구자석 제작에 사용됩니다. 또한, 이러한 자석은 높은 자기장 강도를 가지고 있습니다.
제어
PMMC 계측기에서 제어 토크는 스프링을 통해 제공됩니다. 이러한 스프링은 인산 청동으로 만들어져 있으며 두 개의 보석 베어링 사이에 위치해 있습니다. 스프링은 또한 이동 코일로 전류가 들어오고 나가는 경로 역할을 합니다. 제어 토크는 주로 리본 현수에 의해 발생합니다.
감쇠
감쇠 토크는 코일의 움직임을 정지 상태로 유지하기 위해 사용됩니다. 이 감쇠 토크는 알루미늄 코어가 영구자석의 극 사이를 움직일 때 발생합니다.
포인터 및 스케일
포인터는 이동 코일에 연결되어 있습니다. 포인터는 코일의 편향을 표시하며, 이 편향의 크기는 스케일에 표시됩니다. 포인터는 가벼운 재질로 만들어져 있어 코일의 움직임에 쉽게 편향됩니다. 때때로 계측기에서 파라볼릭 오류가 발생할 수 있지만, 포인터 날을 적절히 조정함으로써 쉽게 최소화할 수 있습니다.
PMMC 계측기의 토크 방정식
편향 토크는 코일의 움직임에 의해 발생합니다. 다음 방정식으로 표현됩니다.
N - 코일의 회전수
B - 공기 간격의 플럭스 밀도
L, d - 측면의 수직 및 수평 길이
I - 코일을 통과하는 전류
스프링은 이동 코일에 복원 토크를 제공하며, 다음과 같이 표현됩니다.
여기서 K = 스프링 상수입니다.
최종 편향을 위해,
방정식 (1)과 (3)의 값을 대입하면,
위 방정식은 편향 토크가 코일을 통과하는 전류와 직접적으로 비례함을 나타냅니다.
PMMC 계측기의 오류
PMMC 계측기에서는 노화와 온도의 영향으로 오류가 발생합니다. 이러한 오류에 기여하는 주요 구성 요소는 자석, 스프링, 그리고 이동 코일입니다. 다음은 다양한 종류의 오류에 대한 상세 내용입니다:
1. 자석
열과 진동은 영구자석의 수명을 단축시키고 자기력을 감소시킵니다. 약해진 자석은 코일의 편향을 줄입니다.
2. 스프링
약해진 스프링은 영구자석 내에서 이동 코일의 편향을 증가시킵니다. 따라서 작은 전류 값에서도 코일은 큰 편향을 보입니다. 스프링은 온도 효과로 약해지며, 1도의 온도 상승은 스프링의 수명을 0.004% 감소시킵니다.
3. 이동 코일
코일의 범위가 지정된 한도를 초과하여 샌트를 사용하여 확장될 때 오류가 발생합니다. 이것은 코일 저항과 샌트 저항 사이의 변화 때문입니다. 코일은 고저항의 구리선으로, 샌트 선은 저저항의 망간인으로 만들어지므로, 이러한 불일치로 인해 오류가 발생합니다.
이러한 오류를 완화하기 위해 이동 코일과 직렬로 스워핑 저항이 연결됩니다. 스워핑 저항은 낮은 온도 계수를 가진 저항으로, 온도가 이동 코일에 미치는 영향을 줄입니다.
PMMC 계측기의 장점
다음은 PMMC 계측기의 장점입니다:
PMMC 계측기의 단점
다음은 PMMC 계측기의 단점입니다:
