La différence entre un compteur à bobine mobile et un compteur à bobine mobile à aimant permanent

Différences entre les compteurs à bobine mobile et les compteurs à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

Les compteurs à bobine mobile et les compteurs à aimant permanent et bobine mobile (PMMC) sont tous deux des types d'instruments électromécaniques utilisés pour mesurer des grandeurs électriques, mais ils présentent des différences distinctes en termes de construction, de fonctionnement et d'applications. Voici une comparaison détaillée des deux :

1. Construction

Compteur à bobine mobile

• Source du champ magnétique : Dans un compteur à bobine mobile traditionnel, le champ magnétique est généré par une paire de bobines porteuses de courant (bobines de champ) qui entourent la bobine mobile. Ces bobines de champ sont alimentées par le même courant qui traverse la bobine mobile.

• Bobine mobile : La bobine mobile est suspendue entre les bobines de champ et transporte le courant à mesurer. Elle est libre de pivoter autour d'un pivot ou d'une bague de joyau.

• Amortissement : L'amortissement est généralement fourni par la friction de l'air ou par les courants de Foucault, ce qui aide à amener rapidement le pointeur au repos après la déviation.

Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

• Source du champ magnétique : Dans un compteur PMMC, le champ magnétique est fourni par un aimant permanent, qui crée un champ magnétique fort et stable. Cela élimine la nécessité d'avoir des bobines de champ externes.

• Bobine mobile : La bobine mobile est placée dans l'interstice de l'aimant permanent. Lorsque le courant traverse la bobine mobile, il interagit avec le champ magnétique, provoquant la rotation de la bobine.

• Amortissement : Les compteurs PMMC utilisent souvent l'amortissement par courants de Foucault, où un petit disque ou une aube en aluminium attachée à la bobine mobile tourne dans un champ magnétique, générant des courants de Foucault qui fournissent l'amortissement.

2. Principe de fonctionnement

Compteur à bobine mobile

Fonctionnement : Le compteur à bobine mobile fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique. Lorsque le courant traverse la bobine mobile, il crée un champ magnétique qui interagit avec le champ produit par les bobines de champ. Cette interaction produit un couple qui fait tourner la bobine mobile. La déviation du pointeur est proportionnelle au courant passant par la bobine mobile.

Équation du couple : Le couple (T) produit dans un compteur à bobine mobile est donné par :

où B est la densité de flux magnétique, I est le courant, L est la longueur de la bobine, et d est la largeur de la bobine.

Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

Fonctionnement : Le compteur PMMC fonctionne sur le principe de l'effet moteur. Lorsque le courant traverse la bobine mobile, il interagit avec le champ magnétique fort et uniforme fourni par l'aimant permanent. Cette interaction produit un couple qui fait tourner la bobine mobile. La déviation du pointeur est directement proportionnelle au courant passant par la bobine mobile.

Équation du couple : Le couple (T) produit dans un compteur PMMC est donné par :

où B est la densité de flux magnétique, I est le courant, N est le nombre de spires de la bobine, et A est la surface de la bobine.

3. Avantages et inconvénients

Compteur à bobine mobile

Avantages :

Peut mesurer les courants alternatifs et continus, car le champ magnétique est généré par le courant lui-même. Pas besoin d'aimant permanent, ce qui peut réduire le coût et la complexité.

Inconvénients :

• Moins précis que les compteurs PMMC en raison des variations de l'intensité du champ magnétique.

• Les bobines de champ consomment de l'énergie, ce qui peut introduire des erreurs dans les circuits à faible puissance.

• Le champ magnétique n'est pas aussi uniforme que dans les compteurs PMMC, ce qui entraîne une déviation moins linéaire.

Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

Avantages :

• Très précis et sensible, en particulier pour la mesure des courants continus.

• Le champ magnétique uniforme fourni par l'aimant permanent assure une déviation linéaire et une haute précision.

• Faible consommation d'énergie, car aucune bobine de champ externe n'est requise.

• Longue durée de vie et fiabilité en raison de l'absence de bobines de champ.

Inconvénients :

• Ne peut mesurer que les courants continus, car la direction du champ magnétique est fixée par l'aimant permanent.

• Plus coûteux que les compteurs à bobine mobile en raison de l'utilisation d'aimants permanents.

• Sensible aux variations de température, qui peuvent affecter les propriétés magnétiques de l'aimant permanent.

4. Applications

Compteur à bobine mobile

Applications :

• Utilisé dans les ampèremètres et voltmètres polyvalents qui doivent mesurer les courants alternatifs et continus.

• Adapté aux applications où le coût et la simplicité sont importants, et où une précision modérée suffit.

• Souvent utilisé dans les instruments anciens ou plus simples.

Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

Applications :

• Widely used in precision DC measurements, such as in laboratory-grade instruments, multimeters, and panel meters.

• Commonly found in digital multimeters (DMMs) for measuring DC voltage and current.

• Used in industrial control systems, automotive instruments, and other applications requiring high accuracy and reliability.

5. Échelle et déviation

Compteur à bobine mobile

• Échelle : L'échelle d'un compteur à bobine mobile est généralement non linéaire, en particulier pour les déviations élevées, en raison du champ magnétique non uniforme produit par les bobines de champ.

• Déviation : La déviation est proportionnelle au courant, mais la relation peut ne pas être parfaitement linéaire, en particulier pour les niveaux de courant élevés.

Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

• Échelle : L'échelle d'un compteur PMMC est linéaire, car le champ magnétique est uniforme et ne change pas avec la position de la bobine mobile.

• Déviation : La déviation est directement proportionnelle au courant, ce qui facilite la lecture et l'interprétation.

6. Sensibilité à la température

Compteur à bobine mobile

Sensibilité à la température : Le compteur à bobine mobile est moins sensible aux variations de température car le champ magnétique est généré par le courant lui-même, plutôt que par un aimant permanent.

Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC)

Sensibilité à la température : Les compteurs PMMC sont plus sensibles aux variations de température, car les propriétés magnétiques de l'aimant permanent peuvent varier avec la température. Cependant, les compteurs PMMC modernes incluent souvent une compensation de température pour atténuer cet effet.

Résumé

• Compteur à bobine mobile : Utilise des bobines de champ porteuses de courant pour générer le champ magnétique, peut mesurer les courants alternatifs et continus, mais est moins précis et présente une échelle non linéaire. Il est adapté aux applications polyvalentes où une précision modérée est acceptable.

• Compteur à aimant permanent et bobine mobile (PMMC) : Utilise un aimant permanent pour fournir un champ magnétique fort et uniforme, ne peut mesurer que les courants continus, mais offre une haute précision, une linéarité et une sensibilité. Il est largement utilisé dans les applications de mesure de précision.