Pastāvīgā magnēta kustīgā spūles instruments vai PMMC instruments

Definīcija

Instrumenti, kas izmanto pastāvīgo magnētu, lai ģenerētu nemainīgu magnētisko lauku, kurā kustas spīdols, pazīstami kā Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) instrumenti. Tie darbojas saskaņā ar principu, ka uz kustīgo spīdolu, kas atrodas pastāvīgā magnēta magnētiskajā laukā, tiek izdarīts spēks. PMMC instrumenti nodrošina precīzus rezultātus tiešā strāvas (DC) mērījumiem.

PMMC instrumenta konstrukcija

Kustīgais spīdols un pastāvīgais magnēts ir PMMC instrumenta galvenie komponenti. Tālāk sniegts detaļu izskaidrojums par PMMC instrumenta daļām.

Kustīgais spīdols

Spīdols ir instruments, kas pārnes strāvu un brīvi kustas pastāvīgā magnēta nemainīgajā magnētiskajā laukā. Kad caur spīdolu plūst strāva, tas izraisa spīdola novirzi, ļaujot noteikt strāvas vai sprieguma lielumu. Spīdols ir montēts uz alūminija formu. Šī forma veicina radusu un vienmērīgo magnētisko lauku gaismas virsu starp magnēta poliem. Spīdols ir apvijots ar auduma apklātu vaļšvēlu starp magnēta poliem.

Magnēta sistēma

PMMC instrumentā tiek izmantots pastāvīgais magnēts, lai izveidotu nemainīgu magnētisko lauku. Alcomax un Alnico materiāli tiek izmantoti pastāvīgo magnētu ražošanai, tāpat ar augstu koercitīvo spēku (koercitīvais spēks ietekmē magnēta magnetizācijas īpašības). Papildus tam, šie magnēti ir ar augstu lauka intensitāti.

Kontrole

PMMC instrumentā kontroles spēks tiek nodrošināts ar sprindām. Šīs sprindas ir izgatavotas no fosfora bronzas un ir novietotas starp diviem dārzeņu griezieniem. Sprindas arī kalpo kā ceļš, pa kuru strāva ieplūst un izplūst no kustīgā spīdola. Kontroles spēks galvenokārt ir rezultāts lentes suspensijas dēļ.

Dampings

Dampinga spēks tiek izmantots, lai uzturētu spīdola kustību miera stāvoklī. Šis dampinga spēks tiek izraisīts, kad alūminija kodols kustas starp pastāvīgā magnēta poliem.

Rādītājs un skala

Rādītājs ir savienots ar kustīgo spīdolu. Tas rāda spīdola novirzi, un šīs novirzes lielums tiek attēlots uz skalas. Rādītājs ir izgatavots no vieglām matēriālām, ļaujot to viegli novirzīt kopā ar spīdola kustību. Dažreiz instrumentā rodas paralaks kļūda, ko viegli samazināt, pareizi sakārtojot rādītāja plecu.

PMMC instrumenta spēka vienādojums

Novirzes spēks tiek izraisīts spīdola kustībā. To izsaka ar šādu vienādojumu.

• N – Spīdola vikļu skaits

• B – gaismas virsas blīvums

• L, d – malas vertikālais un horizontālais garums

• I – strāva caur spīdolu

Sprinde nodrošina atgriezenisko spēku kustīgajam spīdolam, kas izsakāms kā

Kur K = Sprindes konstante.

Gala novirzei,

Aizstājot (1) un (3) vienādojuma vērtības, mēs iegūstam,

Šis vienādojums norāda, ka novirzes spēks ir tieši proporcionāls strāvai, kas plūst caur spīdolu.

Kļūdas PMMC instrumentos

PMMC instrumentos kļūdas rodas vecumā un temperatūras efektu dēļ. Galvenie instrumenta komponenti, kas ietekmē šīs kļūdas, ir magnēts, sprinde un kustīgais spīdols. Tālāk sniegts atšķirīgo kļūdu detalizējums:

1. Magnēts

Siltums un vibrācijas saīsinā visuveslaika pastāvīgā magnēta un samazina tā magnetizāciju, kas ir piesaistes vai atstumšanas īpašība. Vājināts magnēts rada mazāku spīdola novirzi.

2. Sprindes

Vājinātā sprinde palielina kustīgā spīdola novirzi pastāvīgā magnētā. Tādējādi pat mazā strāvas vērtībai spīdols rāda lielu novirzi. Sprinde vājina dēļ temperatūras efektiem; katrs temperatūras grāda pieaugums samazina sprindes ilgumu par 0,004 procentiem.

3. Kustīgais spīdols

Ja spīdola diapazons tiek paplašināts pāri noteiktajam robežai, izmantojot shuntu, rodas kļūdas. Tas notiek tāpēc, ka mainās spīdola pretestība attiecībā pret shunta pretestību. Tā kā spīdols ir izgatavots no vaļšvēlas ar augsto shunta pretestību un shunts ir izgatavots no Manganin ar zemo pretestību, šī neatbilstība rada kļūdas.

Lai samazinātu šo kļūdu, serijā ar kustīgo spīdolu tiek savienots apburvējošs pretestīgs elements. Apburvējošs pretestīgs elements ir pretestīgs elements ar zemu temperatūras koeficientu, kas samazina temperatūras ietekmi uz kustīgo spīdolu.

PMMC instrumentu priekšrocības

Tālāk minētas PMMC instrumentu priekšrocības:

• PMMC instrumentu skala ir precīzi kalibrēta.

• Šo ierīču enerģijas patēriņš ir ļoti zems.

• PMMC instrumenti ir augsti precīzi, tāpēc, ka tos raksturo augsts spēka - svara attiecība.

• Viens un tas pats ierīce var mērīt dažādus sprieguma un strāvas diapazonus, izmantojot daudzkārtniekus un shuntus.

• PMMC instrumenti izmanto polku aizsargājošus magnētus, kas ir noderīgi kosmosa lietojumā.

PMMC instrumentu trūkumi

Tālāk minēti PMMC instrumentu trūkumi:

• PMMC instrumenti ir piemēroti tikai tiešā strāvai. Alternātīvā strāva mainās laikā, un strāvas straujais maiņas process maina spīdola spēku. Tomēr, rādītājs nevar sekot straujiem spēka mainīšanos un novirzēm, tāpēc to nevar izmantot AC.

• PMMC instrumentu cena ir būtiski augstāka salīdzinājumā ar citiem kustīgā spīdola instrumentiem.

• Kustīgais spīdols pats nodrošina elektromagnētisko dampingu. Šis elektromagnētiskais damping pretinās spīdola kustībai kā rezultātā eddie strāvas un magnētiskā lauka interakcijas dēļ.