تفاوت بین سنج شونده با لوله پیمایشی متحرک و سنج شونده با لوله پیمایشی مغناطیس دائم

میزانسنج‌های میله متحرک و میزانسنج‌های میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

میزانسنج‌های میله متحرک و میزانسنج‌های میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC) هر دو نوع از سازهای الکترومکانیکی برای اندازه‌گیری مقادیر الکتریکی هستند، اما در ساختار، عملکرد و کاربردهای آنها تفاوت‌های مشخصی وجود دارد. زیرا مقایسه دقیق این دو:

1. ساختار

میزانسنج میله متحرک

• منبع میدان مغناطیسی: در یک میزانسنج میله متحرک سنتی، میدان مغناطیسی توسط جفتی از سیم‌پیچ‌های حمل‌کننده جریان (سیم‌پیچ‌های میدان) که میله متحرک را احاطه می‌کنند، ایجاد می‌شود. این سیم‌پیچ‌های میدان توسط همان جریانی که از میله متحرک عبور می‌کند، تغذیه می‌شوند.

• میله متحرک: میله متحرک بین سیم‌پیچ‌های میدان قرار دارد و جریانی که باید اندازه‌گیری شود را حمل می‌کند. آزاد است تا حول یک محور یا پیچ خیابانی چرخانده شود.

• میرا: میرا معمولاً با اصطکاک هوا یا جریان‌های فروپاشی ارائه می‌شود، که به نشانگر کمک می‌کند تا پس از انحراف به سرعت به حالت استراحت برسد.

میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

• منبع میدان مغناطیسی: در یک میزانسنج PMMC، میدان مغناطیسی توسط یک مغناطیس دائمی ارائه می‌شود که میدان مغناطیسی قوی و ثابتی ایجاد می‌کند. این امر نیاز به سیم‌پیچ‌های میدان خارجی را حذف می‌کند.

• میله متحرک: میله متحرک در فاصله مغناطیس دائمی قرار دارد. وقتی جریان از میله متحرک عبور می‌کند، با میدان مغناطیسی تعامل می‌کند و باعث چرخش میله می‌شود.

• میرا: میزانسنج‌های PMMC معمولاً از میرایی جریان‌های فروپاشی استفاده می‌کنند، که در آن یک دیسک یا بال کوچک آلومینیومی متصل به میله متحرک در یک میدان مغناطیسی چرخانده می‌شود و جریان‌های فروپاشی ایجاد می‌کند که میرا می‌فرماید.

2. اصل عملکرد

میزانسنج میله متحرک

عملکرد: میزانسنج میله متحرک بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می‌کند. وقتی جریان از میله متحرک عبور می‌کند، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با میدان تولید شده توسط سیم‌پیچ‌های میدان تعامل می‌کند. این تعامل گشتاوری را ایجاد می‌کند که باعث چرخش میله متحرک می‌شود. انحراف نشانگر متناسب با جریان عبوری از میله متحرک است.

معادله گشتاور: گشتاور (T) تولید شده در یک میزانسنج میله متحرک با معادله زیر داده می‌شود:

که B چگالی شار مغناطیسی، I جریان، L طول سیم‌پیچ و d عرض سیم‌پیچ است.

میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

عملکرد: میزانسنج PMMC بر اساس اثر موتوری عمل می‌کند. وقتی جریان از میله متحرک عبور می‌کند، با میدان مغناطیسی قوی و یکنواخت تولید شده توسط مغناطیس دائمی تعامل می‌کند. این تعامل گشتاوری را ایجاد می‌کند که باعث چرخش میله متحرک می‌شود. انحراف نشانگر مستقیماً متناسب با جریان عبوری از میله متحرک است.

معادله گشتاور: گشتاور (T) تولید شده در یک میزانسنج PMMC با معادله زیر داده می‌شود:

که B چگالی شار مغناطیسی، I جریان، N تعداد دوران سیم‌پیچ و A مساحت سیم‌پیچ است.

3. مزایا و معایب

میزانسنج میله متحرک

مزایا:

می‌تواند هر دو جریان AC و DC را اندازه‌گیری کند، زیرا میدان مغناطیسی توسط خود جریان تولید می‌شود. نیازی به مغناطیس دائمی ندارد که می‌تواند هزینه و پیچیدگی را کاهش دهد.

معایب:

• کمتر از میزانسنج‌های PMMC دقیق است به دلیل تغییرات در قدرت میدان مغناطیسی.

• سیم‌پیچ‌های میدان انرژی مصرف می‌کنند که می‌تواند خطاهایی در مدارهای با توان پایین ایجاد کند.

• میدان مغناطیسی به اندازه میزانسنج‌های PMMC یکنواخت نیست که منجر به انحراف غیرخطی می‌شود.

میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

مزایا:

• بسیار دقیق و حساس، به ویژه برای اندازه‌گیری جریان‌های DC.

• میدان مغناطیسی یکنواخت توسط مغناطیس دائمی اطمینان می‌دهد که انحراف خطی و دقت بالا باشد.

• مصرف انرژی کم، زیرا نیازی به سیم‌پیچ‌های میدان خارجی ندارد.

• عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا به دلیل عدم وجود سیم‌پیچ‌های میدان.

معایب:

• فقط می‌تواند جریان‌های DC را اندازه‌گیری کند، زیرا جهت میدان مغناطیسی توسط مغناطیس دائمی ثابت است.

• به دلیل استفاده از مغناطیس دائمی گران‌تر از میزانسنج‌های میله متحرک است.

• حساس به تغییرات دما است که می‌تواند خصوصیات مغناطیسی مغناطیس دائمی را تحت تأثیر قرار دهد.

4. کاربردها

میزانسنج میله متحرک

کاربردها:

• در آمپرمترها و ولتمترهای عمومی استفاده می‌شود که نیاز دارند هر دو جریان AC و DC را اندازه‌گیری کنند.

• مناسب برای کاربردهایی است که هزینه و سادگی مهم است و دقت متوسط کافی است.

• اغلب در ابزارهای قدیمی‌تر یا ساده‌تر استفاده می‌شود.

میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

کاربردها:

• در اندازه‌گیری‌های دقیق DC گسترده استفاده می‌شود، مانند در ابزارهای آزمایشگاهی، مولتی‌مترها و میزانسنج‌های پنل.

• اغلب در مولتی‌مترهای دیجیتال (DMMs) برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان DC یافت می‌شود.

• در سیستم‌های کنترل صنعتی، ابزارهای خودرو و کاربردهای دیگری که نیاز به دقت و قابلیت اطمینان بالا دارند استفاده می‌شود.

5. مقیاس و انحراف

میزانسنج میله متحرک

• مقیاس: مقیاس یک میزانسنج میله متحرک معمولاً غیرخطی است، به ویژه در انحراف‌های بالاتر، به دلیل میدان مغناطیسی غیریکنواخت تولید شده توسط سیم‌پیچ‌های میدان.

• انحراف: انحراف متناسب با جریان است، اما رابطه ممکن است کاملاً خطی نباشد، به ویژه در سطوح جریان بالاتر.

میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

• مقیاس: مقیاس یک میزانسنج PMMC خطی است، زیرا میدان مغناطیسی یکنواخت است و با موقعیت میله متحرک تغییر نمی‌کند.

• انحراف: انحراف مستقیماً متناسب با جریان است که آن را راحت‌تر می‌کند برای خواندن و تفسیر.

6. حساسیت به دما

میزانسنج میله متحرک

حساسیت به دما: میزانسنج میله متحرک کمتر حساس به تغییرات دما است زیرا میدان مغناطیسی توسط خود جریان تولید می‌شود، نه یک مغناطیس دائمی.

میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC)

حساسیت به دما: میزانسنج‌های PMMC بیشتر حساس به تغییرات دما هستند، زیرا خصوصیات مغناطیسی مغناطیس دائمی می‌تواند با دما تغییر کند. اما، میزانسنج‌های PMMC مدرن معمولاً شامل جبران دما برای کاهش این اثر هستند.

خلاصه

• میزانسنج میله متحرک: از سیم‌پیچ‌های حمل‌کننده جریان برای تولید میدان مغناطیسی استفاده می‌کند، می‌تواند هر دو جریان AC و DC را اندازه‌گیری کند، اما کمتر دقیق است و مقیاس غیرخطی دارد. برای کاربردهای عمومی مناسب است که دقت متوسط قابل قبول است.

• میزانسنج میله مغناطیس دائمی متحرک (PMMC): از یک مغناطیس دائمی برای ارائه یک میدان مغناطیسی قوی و یکنواخت استفاده می‌کند، فقط می‌تواند جریان‌های DC را اندازه‌گیری کند، اما دقت، خطی بودن و حساسیت بالا ارائه می‌دهد. به گسترده‌ای در کاربردهای اندازه‌گیری دقیق استفاده می‌شود.