Vifaa vya Mfumo wa Mkononi na Kibatili au PMMC

Maendeleo

Vifaa vilivyotumia magneeti mkuu kwa kutengeneza magnetic field yenye ukoma unayezingatia na ambaye katika chini yake coil inaenda ni vikwazo vya Permanent Magnet Moving Coil (PMMC). Vifaa hivi vinajihusisha na asili ya kuwa torque inapatikana kwenye coil inayozunguka katika magnetic field ya magneeti mkuu. Vifaa vya PMMC huongeza matokeo sahihi za measurements za direct current (DC).

Ujazaji wa Kifaa cha PMMC

Coil inayozunguka na magneeti mkuu ni muhimu katika kifaa cha PMMC. Hapa kuna maelezo kamili ya sehemu za kifaa cha PMMC.

Coil Inayozunguka

Coil ni sehemu inayokunywa na current katika kifaa kinachozunguka kwenye magnetic field yenye ukoma ya magneeti mkuu. Wakati current inapita kupitia coil, inahimiza coil ikizunguka, kuburudisha ukurasa wa current au voltage. Coil imeundwa kwenye former mfupi uliofanyika kutoka kwa aluminium. Former hii inongeza radial na uniform magnetic field kwenye air - gap kati ya magnetic poles. Coil imekurutwa na copper wire iliyofungiwa na silk kati ya poles za magneeti.

Magnet System

Katika kifaa cha PMMC, magneeti mkuu unatumika kwa kutengeneza magnetic field yenye ukoma. Alcomax na Alnico materials zinatumika kwa kutenga magneeti mkuu kutokana na nguvu mbaya yao ya coercive (coercive force inaathiri magnetic property ya magneeti). Pia, magneeti haya yanayo athiri magnetic field intensities.

Control

Katika kifaa cha PMMC, controlling torque unapewa na springs. Springs hizi zimeundwa kutoka kwa phosphorous bronze na zimekweka kati ya two jewel bearings. Springs pia zinafaa njia ya lead current ili ifike na kuteleza kutoka kwenye coil inayozunguka. Controlling torque ni muhimu kwa sababu ya ribbon suspension.

Damping

Damping torque unatumika kwa kutetea coil iwe katika hali ya ukoma. Damping torque huu unapaswa kutokana na movement ya core ya aluminium inayozunguka kati ya poles za magneeti mkuu.

Pointer & Scale

Pointer unaunganishwa na coil inayozunguka. Anaweza kutaja deflection ya coil, na magnitude ya deflection hii inaonyeshwa kwenye scale. Pointer unafanyika kutoka kwa material lenye uzito mdogo, kunawezesha kutaja rahisi na movement ya coil. Mara nyingi, parallax error inaweza kutokea kwenye instrument, ambayo inaweza kukurudiwa kwa kutaja vizuri pointer blade.

Torque Equation for PMMC Instrument

Deflecting torque unapaswa kutokana na movement ya coil. Inaonyeshwa kwa equation ifuatayo.

• N – Number of turns of coil

• B – flux density in the air gap

• L, d – the vertical and horizontal length of the side

• I – current through the coil

Spring provides the restoring torque to the moving coil which is expressed as 

Ambapo K = Spring constant.

Kwa final deflection, 

By substituting the value of equation (1) and (3) we get,

Equation hii inaonyesha kuwa deflecting torque ni moja kwa moja proportional na current inayopita kupitia coil.

Errors in PMMC Instruments

Katika vifaa vya PMMC, errors zinatokana na asili za ageing na temperature. Sehemu muhimu za kifaa kinachoweka errors ni magneeti, spring, na coil inayozunguka. Hapa kuna maelezo ya aina mbalimbali za errors:

1. Magneeti

Joto na vibrazi vinapunguza umri wa magneeti mkuu na pia vinapunguza magnetic property yake. Magneeti imara inaweza kutokufanya coil ikizunguka.

2. Springs

Spring imara inaweza kutokufanya coil ikizunguka kwenye magnetic field ya magneeti mkuu. Hatimaye, hata kwa current kidogo, coil inaweza kutaja deflection kubwa. Spring inaweza kurudi kwa temperature effects; one-degree rise in temperature reduces the spring's lifespan by 0.004 percent.

3. Coil Inayozunguka

Wakati range ya coil inaweza kutokufanya zaidi kuliko limit iliyotakikana kutumia shunt, errors zinatokea. Hii ni kwa sababu ya change in the coil resistance relative to the shunt resistance. Tangu coil inafanyika kutoka kwa copper wire na high shunt resistance na shunt wire inafanyika kutoka kwa Manganin na low resistance, mismatch hii inaweza kutokufanya errors.

Kushindwa kwa error hii, swamping resistance inaweza kutengenezwa kwenye series na coil inayozunguka. Swamping resistance ni resistor una temperature coefficient chache, ambacho kunapunguza impact ya temperature kwenye coil inayozunguka.

Advantages of PMMC Instruments

Hapa kuna faida za vifaa vya PMMC:

• Scale ya vifaa vya PMMC inaweza kutajwa kwa kutosha.

• Power consumption ya vifaa hivi ni chache sana.

• Vifaa vya PMMC vinaweza kuwa na accuracy chache kutokana na high torque - to - weight ratio yao.

• Kitu moja kinaweza kutajwa ranges mbalimbali za voltage na current kutumia multipliers na shunts.

• Vifaa vya PMMC vinatumia shelf-shielding magnets, ambayo ni beneficial kwa aerospace applications.

Disadvantages of PMMC Instruments

Hapa kuna uhasibu wa vifaa vya PMMC:

• Vifaa vya PMMC vinaweza kutumiwa tu kwa direct current. Alternating current inavyozunguka kwa muda, na variation kasi ya current inabadilisha torque ya coil. Lakini, pointer haipoweza kufuata reversals na deflections kasi za torque, basi haiwezi kutumiwa kwa AC.

• Gharama za vifaa vya PMMC ni chache zaidi kuliko vifaa vingine vya moving-coil.

• Coil inayozunguka inaweza kutokufanya electromagnetic damping. Electromagnetic damping hii inabadilisha motion ya coil kwa sababu ya interaction kati ya eddy currents na magnetic field.