Forskjellen mellom en spolebeveger og en permanentmagnet spolebeveger

Forskjeller mellom bevegelige spolemålere og Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) målere

Bevegelige spolemålere og Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) målere er begge typer elektromekaniske instrumenter som brukes til å måle elektriske størrelser, men de har klare forskjeller i konstruksjon, drift og anvendelse. Nedenfor følger en detaljert sammenligning av de to:

1. Konstruksjon

Bevegelig spolemåler

• Magnetfeltkilde: I en tradisjonell bevegelig spolemåler genereres magnetfeltet av et par strømførende spoler (feltspoler) som omslutter den bevegelige spolen. Disse feltspolene aktiveres av samme strøm som passerer gjennom den bevegelige spolen.

• Bevegelig spole: Den bevegelige spolen henger mellom feltspolene og fører strømmen som skal måles. Den kan rotere fritt om en akse eller juvelleir.

• Demping: Demping leveres typisk av luftmotstand eller virvelfelt, som hjelper til å bringe pekeren raskt til hvile etter avvikling.

Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler

• Magnetfeltkilde: I en PMMC-måler leveres magnetfeltet av en permanent magnet, som skaper et sterk og stabilt magnetfelt. Dette eliminerer behovet for eksterne feltspoler.

• Bevegelig spole: Den bevegelige spolen plasseres i gapet mellom den permanente magneten. Når strøm går gjennom den bevegelige spolen, interagerer den med magnetfeltet, noe som fører til at spolen roterer.

• Demping: PMMC-målere bruker ofte virvelfeltdemping, der en liten aluminiumsskive eller vane festet til den bevegelige spolen roterer i et magnetfelt, noe som genererer virvelfelt som gir demping.

2. Driftsprinsipp

Bevegelig spolemåler

Drift: Bevegelig spolemåler fungerer basert på prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Når strøm går gjennom den bevegelige spolen, opprettes et magnetfelt som interagerer med feltet produsert av feltspolene. Denne interaksjonen produserer et dreiemoment som fører til at den bevegelige spolen roterer. Avviklingen av pekeren er proporsjonal med strømmen som passerer gjennom den bevegelige spolen.

Dreiemomentformel: Dreiemomentet (T) produsert i en bevegelig spolemåler gis av:

der B er magnetflukstettheten, I er strømmen, L er lengden av spolen, og d er bredden av spolen.

Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler

Drift: PMMC-måler fungerer basert på motorprinsippet. Når strøm går gjennom den bevegelige spolen, interagerer den med det sterke og uniforme magnetfeltet levert av den permanente magneten. Denne interaksjonen produserer et dreiemoment som fører til at den bevegelige spolen roterer. Avviklingen av pekeren er direkte proporsjonal med strømmen som passerer gjennom den bevegelige spolen.

Dreiemomentformel: Dreiemomentet (T) produsert i en PMMC-måler gis av:

der B er magnetflukstettheten, I er strømmen, N er antallet svingninger i spolen, og A er arealet av spolen.

3. Fordeler og ulemper

Bevegelig spolemåler

Fordeler:

Kan måle både AC- og DC-strøm, da magnetfeltet genereres av strømmen selv. Ingen behov for en permanent magnet, noe som kan redusere kostnader og kompleksitet.

Ulemper:

• Mindre nøyaktig enn PMMC-målere grunnet variasjoner i magnetfeltets styrke.

• Feltspolene forbruker effekt, noe som kan introdusere feil i laveffektsirkuit.

• Magnetfeltet er ikke like uniformt som i PMMC-målere, noe som fører til mindre lineær avvikling.

Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler

Fordeler:

• Høy nøyaktighet og sensitivitet, spesielt for måling av DC-strøm.

• Uniformt magnetfelt levert av den permanente magneten sikrer lineær avvikling og høy presisjon.

• Lav effektforbruk, da ingen eksterne feltspoler er nødvendige.

• Lang levetid og pålitelighet grunnet fraværet av feltspoler.

Ulemper:

• Kan bare måle DC-strøm, da retningen av magnetfeltet er fastsatt av den permanente magneten.

• Mer kostbar enn bevegelige spolemålere grunnet bruk av permanente magneter.

• Sensitiv for temperaturvariasjoner, noe som kan påvirke magnetegenskapene til den permanente magneten.

4. Anvendelser

Bevegelig spolemåler

Anvendelser:

• Brukes i allmenne ammeter og voltmeter som trenger å måle både AC- og DC-strøm.

• Egnede for anvendelser der kostnad og enkelhet er viktig, og moderat nøyaktighet er tilstrekkelig.

• Ofte brukt i eldre eller enklere instrumenter.

Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler

Anvendelser:

• Bredt brukt for presise DC-målinger, som i laboratoriegrads instrumenter, multimeter og panelmålere.

• Vanligvis funnet i digitale multimeter (DMM) for måling av DC-spennings- og strøm.

• Brukes i industrielle kontrollsystemer, bilinstrumenter og andre anvendelser som krever høy nøyaktighet og pålitelighet.

5. Skala og avvikling

Bevegelig spolemåler

• Skala: Skalaen til en bevegelig spolemåler er vanligvis ikke-lineær, spesielt ved høyere avviklinger, grunnet det ikke-uniforme magnetfeltet produsert av feltspolene.

• Avvikling: Avviklingen er proporsjonal med strømmen, men forholdet kan ikke være helt lineært, spesielt ved høyere strømnivåer.

Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler

• Skala: Skalaen til en PMMC-måler er lineær, da magnetfeltet er uniformt og ikke endres med posisjonen til den bevegelige spolen.

• Avvikling: Avviklingen er direkte proporsjonal med strømmen, noe som gjør det enklere å lese og tolke.

6. Temperatursensitivitet

Bevegelig spolemåler

Temperatursensitivitet: Bevegelig spolemåler er mindre sensitiv for temperaturvariasjoner fordi magnetfeltet genereres av strømmen selv, snarere enn en permanent magnet.

Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler

Temperatursensitivitet: PMMC-målere er mer sensitiv for temperaturvariasjoner, da magnetegenskapene til den permanente magneten kan variere med temperaturen. Imidlertid inkluderer moderne PMMC-målere ofte temperaturkompensasjon for å mildne dette effektet.

Sammenfatning

• Bevegelig spolemåler: Bruker strømførende feltspoler for å generere magnetfeltet, kan måle både AC- og DC-strøm, men er mindre nøyaktig og har en ikke-lineær skala. Den er egnet for allmenne anvendelser der moderat nøyaktighet er akseptabel.

• Permanente Magnet Bevegelige Spole (PMMC) måler: Bruker en permanent magnet for å gi et sterk og uniformt magnetfelt, kan bare måle DC-strøm, men tilbyr høy nøyaktighet, linearitet og sensitivitet. Den er bredt brukt i presise målingsanvendelser.