이동 코일 미터와 영구 자석 이동 코일 미터의 차이점
이동 코일 미터와 영구자석 이동 코일(PMMC) 미터의 차이점
이동 코일 미터와 영구자석 이동 코일(PMMC) 미터는 모두 전기량을 측정하는 전기기계식 계측기입니다. 그러나 그들의 구조, 작동 원리, 그리고 응용 분야에는 명확한 차이가 있습니다. 아래는 두 가지의 상세 비교입니다.
1. 구조
이동 코일 미터
자기장 소스: 전통적인 이동 코일 미터에서는 자기장은 이동 코일 주변에 위치한 한 쌍의 전류를 통과시키는 코일(필드 코일)에 의해 생성됩니다. 이러한 필드 코일은 이동 코일을 통해 흐르는 동일한 전류로 에너지가 공급됩니다.
이동 코일: 이동 코일은 필드 코일 사이에 현탁되며, 측정할 전류를 운반합니다. 피벗 또는 보석 베어링을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있습니다.
감쇠: 감쇠는 일반적으로 공기 마찰이나 유도 전류에 의해 제공되며, 이는 편향 후 포인터가 빠르게 정지하도록 도와줍니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터
자기장 소스: PMMC 미터에서는 자기장은 영구자석에 의해 제공되며, 강하고 안정적인 자기장을 생성합니다. 이는 외부 필드 코일이 필요하지 않다는 것을 의미합니다.
이동 코일: 이동 코일은 영구자석의 간격 내에 배치됩니다. 전류가 이동 코일을 통해 흐르면, 자기장과 상호작용하여 코일이 회전하게 됩니다.
감쇠: PMMC 미터는 종종 유도 전류 감쇠를 사용합니다. 이는 이동 코일에 부착된 작은 알루미늄 디스크나 날개가 자기장 내에서 회전하면서 유도 전류를 생성하여 감쇠 효과를 제공합니다.
2. 작동 원리
이동 코일 미터
작동: 이동 코일 미터는 전자기 유도 원리를 기반으로 작동합니다. 전류가 이동 코일을 통해 흐르면, 자기장이 생성되어 필드 코일이 생성한 자기장과 상호작용합니다. 이러한 상호작용은 이동 코일을 회전시키는 토크를 생성합니다. 포인터의 편향은 이동 코일을 통과하는 전류와 비례합니다.
토크 방정식: 이동 코일 미터에서 생성되는 토크(T)는 다음과 같습니다:
여기서 B는 자기 플럭스 밀도, I는 전류, L은 코일의 길이, d는 코일의 폭입니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터
작동: PMMC 미터는 모터 효과 원리를 기반으로 작동합니다. 전류가 이동 코일을 통해 흐르면, 영구자석이 제공하는 강하고 균일한 자기장과 상호작용합니다. 이러한 상호작용은 이동 코일을 회전시키는 토크를 생성합니다. 포인터의 편향은 이동 코일을 통과하는 전류와 직접적으로 비례합니다.
토크 방정식: PMMC 미터에서 생성되는 토크(T)는 다음과 같습니다:
여기서 B는 자기 플럭스 밀도, I는 전류, N은 코일의 회전수, A는 코일의 면적입니다.
3. 장단점
이동 코일 미터
장점:
자기장이 전류 자체에 의해 생성되기 때문에 AC 및 DC 전류를 모두 측정할 수 있습니다. 영구자석이 필요 없으므로 비용과 복잡성을 줄일 수 있습니다.
단점:
자기장 강도의 변동으로 인해 PMMC 미터보다 덜 정확합니다.
필드 코일이 전력을 소비하므로 저전력 회로에서 오차를 초래할 수 있습니다.
자기장이 PMMC 미터만큼 균일하지 않아, 선형성이 떨어집니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터
장점:
특히 DC 전류 측정에 매우 정확하고 민감합니다.
영구자석이 제공하는 균일한 자기장으로 인해 선형 편향과 높은 정밀도를 보장합니다.
외부 필드 코일이 필요 없으므로 전력 소모가 적습니다.
필드 코일이 없으므로 수명이 길고 신뢰성 높습니다.
단점:
영구자석이 자기장의 방향을 고정하기 때문에 DC 전류만 측정할 수 있습니다.
영구자석을 사용하기 때문에 이동 코일 미터보다 비싸다.
온도 변화에 민감하여 영구자석의 자기 특성이 영향을 받을 수 있다.
4. 응용 분야
이동 코일 미터
응용 분야:
AC 및 DC 전류를 모두 측정해야 하는 일반적인 암미터 및 볼트미터에 사용됩니다.
비용과 단순성이 중요한 경우, 그리고 중간 정도의 정확도가 충분한 경우에 적합합니다.
주로 오래된 또는 간단한 계측기에 사용됩니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터
응용 분야:
실험실 등급 계측기, 멀티미터, 패널 미터 등 정밀 DC 측정에 널리 사용됩니다.
디지털 멀티미터(DMM)에서 DC 전압 및 전류를 측정하는 데 자주 사용됩니다.
산업 제어 시스템, 자동차 계측기, 고정밀 및 신뢰성이 요구되는 기타 응용 분야에서 사용됩니다.
5. 스케일 및 편향
이동 코일 미터
스케일: 이동 코일 미터의 스케일은 특히 큰 편향에서 필드 코일이 생성하는 불균일한 자기장으로 인해 비선형적입니다.
편향: 편향은 전류와 비례하지만, 특히 높은 전류 수준에서는 완벽하게 선형적이지 않을 수 있습니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터
스케일: PMMC 미터의 스케일은 자기장이 균일하고 이동 코일의 위치에 따라 변하지 않기 때문에 선형적입니다.
편향: 편향은 전류와 직접적으로 비례하므로 읽기 쉽고 해석하기 쉬운 편입니다.
6. 온도 민감성
이동 코일 미터
온도 민감성: 이동 코일 미터는 자기장이 전류 자체에 의해 생성되기 때문에 영구자석보다 온도 변화에 덜 민감합니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터
온도 민감성: PMMC 미터는 영구자석의 자기 특성이 온도에 따라 변하기 때문에 온도 변화에 더 민감합니다. 그러나 현대의 PMMC 미터는 이러한 효과를 완화하기 위해 온도 보상을 포함하는 경우가 많습니다.
요약
이동 코일 미터: 전류를 통과시키는 필드 코일을 사용하여 자기장을 생성하며, AC 및 DC 전류를 모두 측정할 수 있지만, 정확도가 낮고 스케일이 비선형적입니다. 중간 정도의 정확도가 필요한 일반적인 응용 분야에 적합합니다.
영구자석 이동 코일(PMMC) 미터: 영구자석을 사용하여 강하고 균일한 자기장을 제공하며, DC 전류만 측정할 수 있지만, 높은 정확도, 선형성, 그리고 민감도를 제공합니다. 정밀 측정 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
