Razlika med merilom z gibljivo bobnovsko svitko in merilom z stalnim magnetom in gibljivo bobnovsko svitko

Razlike med merilniki z gibljivim členom in merilniki s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

Merilniki z gibljivim členom in merilniki s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC) sta oba vrsta elektromehanskih naprav, uporabljenih za merjenje električnih količin, vendar imata odlične razlike v konstrukciji, delovanju in uporabi. Spodaj je podrobno primerjava obeh:

1. Konstrukcija

Merilnik z gibljivim členom

• Vir magnetnega polja: V tradicionalnem merilniku z gibljivim členom je magnetno polje generirano parom tokonosnih členov (poljščakov), ki obkrožajo gibljivi člen. Ti poljščaki so oskrbljeni z istim tokom, ki teče skozi gibljivi člen.

• Gibljivi člen: Gibljivi člen je vzpenjan med poljščaki in nosi tok, ki ga merimo. Lahko se svobodno vrti okoli točka ali dragocenega ležišča.

• Utiševanje: Utiševanje je običajno zagotovljeno z zračnim trenjem ali indukcijami, kar pomaga, da kazalec hitro pride v mir po odmiku.

Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

• Vir magnetnega polja: V PMMC merilniku je magnetno polje zagotovljen z stalnim magnetom, ki ustvari močno in stabilno magnetno polje. To izključi potrebo po zunanjih poljščakih.

• Gibljivi člen: Gibljivi člen je postavljen znotraj praznine stalnega magnetskega polja. Ko tok teče skozi gibljivi člen, se ta interagira z magnetnim poljem, kar povzroči vrtenje člena.

• Utiševanje: PMMC merilniki pogosto uporabljajo utiševanje s indukcijami, kjer mali aluminijski disk ali lopatica, pripevana na gibljivi člen, vrte v magnetnem polju, kar generira indukcije, ki zagotavljajo utiševanje.

2. Delovni princip

Merilnik z gibljivim členom

Delovanje: Merilnik z gibljivim členom deluje na principu elektromagnetske indukcije. Ko tok teče skozi gibljivi člen, ustvari magnetno polje, ki se interagira z poljem, ki ga ustvarjajo poljščaki. Ta interakcija ustvari moment, ki povzroči vrtenje gibljivega člena. Odmik kazalca je sorazmeren s tokom, ki teče skozi gibljivi člen.

Enačba momenta: Moment (T), ki ga ustvari merilnik z gibljivim členom, je dan z:

kjer je B gostota magnetnega toka, I tok, L dolžina člena in d širina člena.

Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

Delovanje: PMMC merilnik deluje na principu motorne učinka. Ko tok teče skozi gibljivi člen, se ta interagira z močnim in enakomernim magnetnim poljem, ki ga zagotavlja stalni magnet. Ta interakcija ustvari moment, ki povzroči vrtenje gibljivega člena. Odmik kazalca je neposredno sorazmeren s tokom, ki teče skozi gibljivi člen.

Enačba momenta: Moment (T), ki ga ustvari PMMC merilnik, je dan z:

kjer je B gostota magnetnega toka, I tok, N število zavojnic v členu in A površina člena.

3. Prednosti in slabosti

Merilnik z gibljivim členom

Prednosti:

Lahko meri tanto AC kot tudi DC tok, saj je magnetno polje generirano z tokom samim. Ni potrebna stalna magnet, kar lahko zmanjša stroške in kompleksnost.

Slabosti:

• Manj natančen kot PMMC merilniki zaradi variacij moči magnetnega polja.

• Poljščaki porabljajo energijo, kar lahko vneseta napake v napetostnih vezih z nizko močjo.

• Magnetno polje ni tako enakomerno kot v PMMC merilnikih, kar vodi do manj linearnega odmika.

Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

Prednosti:

• Zelo natančen in občutljiv, zlasti za merjenje DC tokov.

• Enakomerno magnetno polje, zagotovljen z stalnim magnetom, zagotavlja linearni odmik in visoko natančnost.

• Nizka poraba energije, ker ni potrebna zunanja poljščaka.

• Dolge življenjske dobe in zanesljivost zaradi odsotnosti poljščakov.

Slabosti:

• Lahko meri samo DC tokove, saj je smer magnetnega polja fiksna zaradi stalnega magnetskega polja.

• Skupaj dražji kot merilniki z gibljivim členom zaradi uporabe stalnih magnetov.

• Občutljivi na temperaturne spremembe, ki lahko vplivajo na magnetske lastnosti stalnega magnetskega polja.

4. Uporaba

Merilnik z gibljivim členom

Uporaba:

• Uporabljen v splošno namenskih ampermetrih in voltmetrih, ki morajo meriti tanto AC kot tudi DC tokove.

• Primern za uporabo, kjer so pomembni stroški in preprostost, ter je zadostna moderata natančnost.

• Često uporabljen v starejših ali preprostejših instrumentih.

Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

Uporaba:

• Široko uporabljen za precizne DC meritve, kot so laboratorijski instrumenti, multimetri in panelni metri.

• Običajno najden v digitalnih multimetrih (DMM) za merjenje DC napetosti in tokov.

• Uporabljen v industrijskih nadzornih sistemih, avtomobilske instrumenti in drugih aplikacijah, ki zahtevajo visoko natančnost in zanesljivost.

5. Skala in odmik

Merilnik z gibljivim členom

• Skala: Skala merilnika z gibljivim členom je običajno nelinearna, zlasti pri višjih odmikih, zaradi neenakomerne magnete, ki jo generirajo poljščaki.

• Odmik: Odmik je sorazmeren s tokom, vendar odnos morda ni popolnoma linearen, zlasti pri višjih tokovih.

Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

• Skala: Skala PMMC merilnika je linearna, saj je magnetno polje enakomerno in se ne spreminja glede na položaj gibljivega člena.

• Odmik: Odmik je neposredno sorazmeren s tokom, kar olajša branje in interpretiranje.

6. Občutljivost na temperaturo

Merilnik z gibljivim členom

Občutljivost na temperaturo: Merilnik z gibljivim členom je manj občutljiv na temperaturne spremembe, ker je magnetno polje generirano z tokom samim, namesto z stalnim magnetom.

Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC)

Občutljivost na temperaturo: PMMC merilniki so bolj občutljivi na temperaturne spremembe, ker se magnetske lastnosti stalnega magnetskega polja lahko spreminjajo z temperaturo. Vendar pa sodobni PMMC merilniki pogosto vključujejo temperaturno kompenzacijo, da bi zmanjšali ta učinek.

Povzetek

• Merilnik z gibljivim členom: Uporablja tokonosne poljščake za generiranje magnetnega polja, lahko meri tanto AC kot tudi DC tokove, vendar je manj natančen in ima nelinearno skalo. Primern za splošno namenske aplikacije, kjer je zadostna moderata natančnost.

• Merilnik s stalnim magnetom in gibljivim členom (PMMC): Uporablja stalni magnet za zagotavljanje močnega in enakomerne magnetnega polja, lahko meri le DC tokove, vendar ponuja visoko natančnost, linearnost in občutljivost. Široko uporabljen v aplikacijah za precizno merjenje.