تفاوت بین دستگاه میل‌حرکتی و دستگاه میل‌حرکتی مغناطیس دائمی

تفاوت بین دستگاه‌های میله متحرک و دستگاه‌های میله متحرک مغناطیس دائم (PMMC)

دستگاه‌های میله متحرک و دستگاه‌های میله متحرک مغناطیس دائم (PMMC) هر دو نوعی از دستگاه‌های الکترومکانیکی هستند که برای اندازه‌گیری مقادیر الکتریکی استفاده می‌شوند، اما در ساختار، عملکرد و کاربردهای آنها تفاوت‌های مشخصی وجود دارد. زیرا مقایسه جامعی از این دو را ارائه می‌دهیم:

1. ساختار

دستگاه میله متحرک

• منبع میدان مغناطیسی: در یک دستگاه میله متحرک سنتی، میدان مغناطیسی توسط جفتی از پیچ‌های حمل‌کننده جریان (پیچ‌های میدان) که میله متحرک را احاطه می‌کنند، تولید می‌شود. این پیچ‌های میدان با همان جریانی که از طریق میله متحرک عبور می‌کند، تغذیه می‌شوند.

• میله متحرک: میله متحرک بین پیچ‌های میدان قرار دارد و جریانی که باید اندازه‌گیری شود را حمل می‌کند. آزاد است تا حول یک محور یا لغزنده می‌چرخد.

• دمپینگ: معمولاً دمپینگ توسط اصطکاک هوا یا جریان‌های دایره‌ای فراهم می‌شود که به سرعت آرام‌سازی عقربه پس از انحراف کمک می‌کند.

دستگاه میله متحرک مغناطیس دائم (PMMC)

• منبع میدان مغناطیسی: در یک دستگاه PMMC، میدان مغناطیسی توسط یک مغناطیس دائم فراهم می‌شود که میدان مغناطیسی قوی و ثابتی ایجاد می‌کند. این امر نیاز به پیچ‌های میدان خارجی را حذف می‌کند.

• میله متحرک: میله متحرک در فضای بین مغناطیس دائم قرار دارد. هنگامی که جریان از طریق میله متحرک عبور می‌کند، با میدان مغناطیسی تعامل می‌کند و باعث چرخش میله می‌شود.

• دمپینگ: دستگاه‌های PMMC معمولاً از دمپینگ جریان‌های دایره‌ای استفاده می‌کنند، که در آن یک دیسک یا پره آلومینیوم کوچک به میله متحرک متصل است و در یک میدان مغناطیسی می‌چرخد، جریان‌های دایره‌ای ایجاد می‌کند که دمپینگ فراهم می‌کند.

2. اصل عملکرد

دستگاه میله متحرک

عملکرد: دستگاه میله متحرک بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می‌کند. هنگامی که جریان از طریق میله متحرک عبور می‌کند، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با میدان تولید شده توسط پیچ‌های میدان تعامل می‌کند. این تعامل گشتاوری ایجاد می‌کند که باعث چرخش میله متحرک می‌شود. انحراف عقربه متناسب با جریان عبوری از میله متحرک است.

معادله گشتاور: گشتاور (T) تولید شده در یک دستگاه میله متحرک به صورت زیر است:

که در آن B چگالی شار مغناطیسی، I جریان، L طول پیچ و d عرض پیچ است.

دستگاه میله متحرک مغناطیس دائم (PMMC)

عملکرد: دستگاه PMMC بر اساس اثر موتوری عمل می‌کند. هنگامی که جریان از طریق میله متحرک عبور می‌کند، با میدان مغناطیسی قوی و یکنواخت توسط مغناطیس دائم تعامل می‌کند. این تعامل گشتاوری ایجاد می‌کند که باعث چرخش میله متحرک می‌شود. انحراف عقربه متناسب با جریان عبوری از میله متحرک است.

معادله گشتاور: گشتاور (T) تولید شده در یک دستگاه PMMC به صورت زیر است:

که در آن B چگالی شار مغناطیسی، I جریان، N تعداد دور پیچ و A مساحت پیچ است.

3. مزایا و معایب

دستگاه میله متحرک

مزایا:

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

معایب:

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

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

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

دستگاه میله متحرک مغناطیس دائم (PMMC)

مزایا:

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

• میدان مغناطیسی یکنواخت توسط مغناطیس دائم اطمینان می‌دهد که انحراف خطی و دقت بالایی داشته باشد.

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

• عمر طولانی و قابلیت اعتماد بالا به دلیل عدم وجود پیچ‌های میدان.

معایب:

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

• گران‌تر از دستگاه‌های میله متحرک به دلیل استفاده از مغناطیس دائم است.

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

4. کاربردها

دستگاه میله متحرک

کاربردها:

• پاداش