Η διαφορά μεταξύ ενός κινούμενου σπείρα μετρητή και ενός μόνιμου μαγνήτου κινούμενου σπείρα μετρητή

Διαφορές Μεταξύ Μετρητών Κινούμενης Σπείρας και Μετρητών Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

Οι μετρητές κινούμενης σπείρας και οι μετρητές σταθερού μαγνήτου κινούμενης σπείρας (PMMC) είναι και οι δύο τύποι ηλεκτρομηχανικών όργανων που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ηλεκτρικών μεγεθών, αλλά έχουν σαφή διαφορές στην κατασκευή, λειτουργία και εφαρμογές. Παρακάτω παρέχεται μια λεπτομερής σύγκριση των δύο:

1. Κατασκευή

Μετρητής Κινούμενης Σπείρας

• Πηγή Μαγνητικού Πεδίου: Σε έναν παραδοσιακό μετρητή κινούμενης σπείρας, το μαγνητικό πεδίο παράγεται από ένα ζευγάρι σπείρες (πεδιακές σπείρες) που περιβάλλουν την κινούμενη σπείρα. Αυτές οι πεδιακές σπείρες ενεργοποιούνται από τον ίδιο ρεύμα που διαρρέει την κινούμενη σπείρα.

• Κινούμενη Σπείρα: Η κινούμενη σπείρα είναι αναπόσπαστη μεταξύ των πεδιακών σπειρών και φέρει το μέτρημα ρεύματος. Είναι ελεύθερη να περιστρέφεται γύρω από ένα πίβοτ ή ένα βελούδινο ρουλεμάν.

• Απόσβεση: Η απόσβεση παρέχεται συνήθως από την τριβή του αέρα ή τους κυκλωματικούς ρεύματες, που βοηθούν στη γρήγορη άρεση του δείκτη μετά την αποκλίνση.

Μετρητής Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

• Πηγή Μαγνητικού Πεδίου: Σε έναν PMMC μετρητή, το μαγνητικό πεδίο παρέχεται από ένα σταθερό μάγνημα, το οποίο δημιουργεί ένα δυνατό και σταθερό μαγνητικό πεδίο. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για εξωτερικές πεδιακές σπείρες.

• Κινούμενη Σπείρα: Η κινούμενη σπείρα τοποθετείται μέσα στο χάσμα του σταθερού μαγνήτη. Όταν το ρεύμα διαρρέει την κινούμενη σπείρα, αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο, προκαλώντας την περιστροφή της σπείρας.

• Απόσβεση: Οι PMMC μετρητές χρησιμοποιούν συχνά απόσβεση κυκλωματικών ρευμάτων, όπου ένα μικρό δίσκο ή πτερύγιο αλουμινίου, που είναι ενσωματωμένο στην κινούμενη σπείρα, περιστρέφεται μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, παράγοντας κυκλωματικά ρεύματα που παρέχουν απόσβεση.

2. Λειτουργικό Αρχή

Μετρητής Κινούμενης Σπείρας

Λειτουργία: Ο μετρητής κινούμενης σπείρας λειτουργεί με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαναφοράς. Όταν το ρεύμα διαρρέει την κινούμενη σπείρα, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με το πεδίο που παράγεται από τις πεδιακές σπείρες. Αυτή η αλληλεπίδραση παράγει μια ροπή που προκαλεί την περιστροφή της κινούμενης σπείρας. Η αποκλίνση του δείκτη είναι ανάλογη με το ρεύμα που διαρρέει την κινούμενη σπείρα.

Εξίσωση Ροπής: Η ροπή (T) που παράγεται σε έναν μετρητή κινούμενης σπείρας δίνεται από:

όπου B είναι η πυκνότητα μαγνητικού ροής, I είναι το ρεύμα, L είναι το μήκος της σπείρας, και d είναι η πλάτος της σπείρας.

Μετρητής Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

Λειτουργία: Ο PMMC μετρητής λειτουργεί με βάση την αρχή της επίδρασης του μοτέρ. Όταν το ρεύμα διαρρέει την κινούμενη σπείρα, αλληλεπιδρά με το δυνατό και ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο που παρέχεται από το σταθερό μάγνημα. Αυτή η αλληλεπίδραση παράγει μια ροπή που προκαλεί την περιστροφή της κινούμενης σπείρας. Η αποκλίνση του δείκτη είναι ανάλογη με το ρεύμα που διαρρέει την κινούμενη σπείρα.

Εξίσωση Ροπής: Η ροπή (T) που παράγεται σε έναν PMMC μετρητή δίνεται από:

όπου B είναι η πυκνότητα μαγνητικού ροής, I είναι το ρεύμα, N είναι το πλήθος των στροφών της σπείρας, και A είναι η επιφάνεια της σπείρας.

3. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα

Μετρητής Κινούμενης Σπείρας

Πλεονεκτήματα:

Μπορεί να μετρήσει και AC και DC ρεύματα, καθώς το μαγνητικό πεδίο παράγεται από το ρεύμα. Δεν χρειάζεται σταθερό μάγνημα, το οποίο μπορεί να μειώσει το κόστος και την πολυπλοκότητα.

Μειονεκτήματα:

• Λιγότερο ακριβής από τους PMMC μετρητές λόγω των διαφορών στην ισχύ του μαγνητικού πεδίου.

• Οι πεδιακές σπείρες καταναλώνουν ενέργεια, η οποία μπορεί να προκαλέσει λάθη σε χαμηλότερες ενεργειακές συσκευές.

• Το μαγνητικό πεδίο δεν είναι τόσο ομοιόμορφο όσο στους PMMC μετρητές, οδηγώντας σε λιγότερο γραμμική αποκλίνση.

Μετρητής Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

Πλεονεκτήματα:

• Υψηλά ακριβής και ευαίσθητος, ειδικά για τη μέτρηση DC ρευμάτων.

• Το ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο που παρέχεται από το σταθερό μάγνημα εξασφαλίζει γραμμική αποκλίνση και υψηλή ακρίβεια.

• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, καθώς δεν απαιτούνται εξωτερικές πεδιακές σπείρες.

• Μεγάλη διάρκεια ζωής και αξιοπιστία λόγω της απουσίας πεδιακών σπειρών.

Μειονεκτήματα:

• Μπορεί να μετρήσει μόνο DC ρεύματα, καθώς η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι σταθερή από το σταθερό μάγνημα.

• Πιο ακριβής από τους μετρητές κινούμενης σπείρας λόγω της χρήσης σταθερών μαγνητών.

• Ευαίσθητος σε αλλαγές θερμοκρασίας, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν τις μαγνητικές ιδιότητες του σταθερού μαγνήτη.

4. Εφαρμογές

Μετρητής Κινούμενης Σπείρας

Εφαρμογές:

• Χρησιμοποιείται σε γενικούς σκοπούς αμμετέρες και βολτμέτρες που χρειάζεται να μετρήσουν και AC και DC ρεύματα.

• Κατάλληλος για εφαρμογές όπου το κόστος και η απλότητα είναι σημαντικές και η μέτρια ακρίβεια είναι επαρκής.

• Συχνά χρησιμοποιείται σε παλαιότερα ή απλούστερα όργανα.

Μετρητής Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

Εφαρμογές:

• Ευρέως χρησιμοποιείται σε ακριβείς μετρήσεις DC, όπως σε εργαστηριακά όργανα, πολυμέτρες και πάνελ μετρητές.

• Κοινά βρίσκεται σε ψηφιακούς πολυμέτρες (DMMs) για τη μέτρηση DC τάσης και ρεύματος.

• Χρησιμοποιείται σε βιομηχανικά συστήματα ελέγχου, αυτοκινητικά όργανα και άλλες εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία.

5. Κλίμακα και Αποκλίνση

Μετρητής Κινούμενης Σπείρας

• Κλίμακα: Η κλίμακα ενός μετρητή κινούμενης σπείρας είναι συνήθως μη γραμμική, ειδικά σε υψηλότερες αποκλίνσεις, λόγω του μη ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου που παράγεται από τις πεδιακές σπείρες.

• Αποκλίνση: Η αποκλίνση είναι ανάλογη με το ρεύμα, αλλά η σχέση μπορεί να μην είναι τέλεια γραμμική, ειδικά σε υψηλότερα επίπεδα ρεύματος.

Μετρητής Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

• Κλίμακα: Η κλίμακα ενός PMMC μετρητή είναι γραμμική, καθώς το μαγνητικό πεδίο είναι ομοιόμορφο και δεν αλλάζει με τη θέση της κινούμενης σπείρας.

• Αποκλίνση: Η αποκλίνση είναι ανάλογη με το ρεύμα, κάνοντας την ανάγνωση και ερμηνεία ευκολότερη.

6. Ευαισθησία στη Θερμοκρασία

Μετρητής Κινούμενης Σπείρας

Ευαισθησία στη Θερμοκρασία: Ο μετρητής κινούμενης σπείρας είναι λιγότερο ευαίσθητος σε αλλαγές θερμοκρασίας, καθώς το μαγνητικό πεδίο παράγεται από το ρεύμα, όχι από ένα σταθερό μάγνημα.

Μετρητής Σταθερού Μαγνήτου Κινούμενης Σπείρας (PMMC)

Ευαισθησία στη Θερμοκρασία: Οι PMMC μετρητές είναι πιο ευαίσθητοι σε αλλαγές θερμοκρασίας, καθώς οι μαγνητικές ιδιότητες του σταθερού μαγνήτη μπορούν να μεταβάλλονται με τη θερμοκρασία. Ωστόσο, οι σύγχρονοι PMMC μετρητές συχνά περιλαμβάνουν αποζημίωση θερμοκρασίας για την αντιμετώπιση αυτού του επιπέδου.

Σύνοψη

• Μετρητής Κινούμενης Σπείρας: Χρησιμοποιεί πεδιακές σπείρες που φέρουν ρεύμα γι