ความแตกต่างระหว่างมาตรวัดขดลวดเคลื่อนที่และมาตรวัดขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร

ความแตกต่างระหว่างมิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่และมิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่และมิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC) คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กลทั้งสองประเภทที่ใช้วัดปริมาณไฟฟ้า แต่มีความแตกต่างในโครงสร้าง การทำงาน และการใช้งาน ด้านล่างนี้เป็นการเปรียบเทียบรายละเอียดของทั้งสอง:

1. โครงสร้าง

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่

• แหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็ก: ในมิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แบบดั้งเดิม สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นโดยคู่ของขดลวดที่ผ่านกระแสไฟฟ้า (ขดลวดสนาม) ที่โอบรอบขดลวดเคลื่อนที่ ขดลวดสนามเหล่านี้จะได้รับพลังงานจากกระแสไฟฟ้าเดียวกันกับที่ผ่านขดลวดเคลื่อนที่

• ขดลวดเคลื่อนที่: ขดลวดเคลื่อนที่ถูกแขวนไว้ระหว่างขดลวดสนามและนำกระแสไฟฟ้าที่ต้องวัด มันสามารถหมุนรอบแกนหรือตลับลูกปืนได้อย่างอิสระ

• การยับยั้ง: การยับยั้งโดยทั่วไปให้มาจากการเสียดทานอากาศหรือกระแสไฟฟ้าวนซึ่งช่วยให้เข็มหยุดอย่างรวดเร็วหลังจากเบี่ยงเบน

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

• แหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็ก: ในมิเตอร์ PMMC สนามแม่เหล็กมาจากแม่เหล็กถาวร ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและมั่นคง ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ขดลวดสนามภายนอก

• ขดลวดเคลื่อนที่: ขดลวดเคลื่อนที่ถูกวางไว้ภายในช่องว่างของแม่เหล็กถาวร เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ จะมีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็ก ทำให้ขดลวดเคลื่อนที่หมุน

• การยับยั้ง: มิเตอร์ PMMC มักใช้การยับยั้งด้วยกระแสไฟฟ้าวน โดยมีแผ่นอลูมิเนียมขนาดเล็กหรือใบพัดที่ติดอยู่กับขดลวดเคลื่อนที่หมุนภายในสนามแม่เหล็ก สร้างกระแสไฟฟ้าวนที่ให้การยับยั้ง

2. หลักการทำงาน

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่

การทำงาน: มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่ทำงานตามหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ จะสร้างสนามแม่เหล็กที่มีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยขดลวดสนาม ปฏิกิริยานี้สร้างแรงบิดที่ทำให้ขดลวดเคลื่อนที่หมุน เบี่ยงเบนของเข็มเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ผ่านขดลวดเคลื่อนที่

สมการแรงบิด: แรงบิด (T) ที่สร้างขึ้นในมิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่กำหนดโดย:

เมื่อ B คือความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก I คือกระแสไฟฟ้า L คือความยาวของขดลวด และ d คือความกว้างของขดลวด

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

การทำงาน: มิเตอร์ PMMC ทำงานตามหลักการของเอฟเฟกต์มอเตอร์ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ จะมีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและสม่ำเสมอที่ให้โดยแม่เหล็กถาวร ปฏิกิริยานี้สร้างแรงบิดที่ทำให้ขดลวดเคลื่อนที่หมุน เบี่ยงเบนของเข็มเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ผ่านขดลวดเคลื่อนที่

สมการแรงบิด: แรงบิด (T) ที่สร้างขึ้นในมิเตอร์ PMMC กำหนดโดย:

เมื่อ B คือความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก I คือกระแสไฟฟ้า N คือจำนวนรอบของขดลวด และ A คือพื้นที่ของขดลวด

3. ข้อดีและข้อเสีย

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่

ข้อดี:

สามารถวัดทั้งกระแสไฟฟ้า AC และ DC เนื่องจากสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าเอง ไม่จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กถาวร ซึ่งสามารถลดต้นทุนและความซับซ้อน

ข้อเสีย:

• น้อยกว่ามิเตอร์ PMMC เนื่องจากความแปรผันของความแรงของสนามแม่เหล็ก

• ขดลวดสนามใช้พลังงาน ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในวงจรที่ใช้พลังงานต่ำ

• สนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอมากเท่ามิเตอร์ PMMC ทำให้การเบี่ยงเบนไม่เป็นเชิงเส้น

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

ข้อดี:

• มีความแม่นยำและไวต่อการวัดกระแสไฟฟ้า DC มาก

• สนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอจากแม่เหล็กถาวรทำให้การเบี่ยงเบนเป็นเชิงเส้นและมีความแม่นยำสูง

• ใช้พลังงานต่ำ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ขดลวดสนามภายนอก

• มีอายุการใช้งานยาวนานและเชื่อถือได้เนื่องจากไม่มีขดลวดสนาม

ข้อเสีย:

• สามารถวัดเฉพาะกระแสไฟฟ้า DC เนื่องจากทิศทางของสนามแม่เหล็กถูกกำหนดโดยแม่เหล็กถาวร

• มีราคาแพงกว่ามิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่เนื่องจากใช้แม่เหล็กถาวร

• ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณสมบัติแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร

4. การใช้งาน

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่

การใช้งาน:

• ใช้ในแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ทั่วไปที่ต้องวัดทั้งกระแสไฟฟ้า AC และ DC

• เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการความประหยัดและความเรียบง่าย และความแม่นยำปานกลางเพียงพอ

• มักใช้ในเครื่องมือที่เก่าหรือเรียบง่าย

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

การใช้งาน:

• ใช้ในการวัดกระแสไฟฟ้า DC ที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ในเครื่องมือระดับห้องทดลอง มัลติมิเตอร์ และมิเตอร์บนแผงควบคุม

• พบได้ทั่วไปในมัลติมิเตอร์ดิจิตอล (DMMs) สำหรับวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า DC

• ใช้ในระบบควบคุมอุตสาหกรรม เครื่องมือรถยนต์ และการใช้งานอื่น ๆ ที่ต้องการความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง

5. มาตราส่วนและการเบี่ยงเบน

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่

• มาตราส่วน: มาตราส่วนของมิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่มักไม่เป็นเชิงเส้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่การเบี่ยงเบนสูง เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอที่สร้างโดยขดลวดสนาม

• การเบี่ยงเบน: การเบี่ยงเบนเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า แต่ความสัมพันธ์อาจไม่เป็นเชิงเส้นอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กระแสไฟฟ้าสูง

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

• มาตราส่วน: มาตราส่วนของมิเตอร์ PMMC เป็นเชิงเส้น เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอและไม่เปลี่ยนแปลงตามตำแหน่งของขดลวดเคลื่อนที่

• การเบี่ยงเบน: การเบี่ยงเบนเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า ทำให้ง่ายต่อการอ่านและตีความ

6. ความไวต่ออุณหภูมิ

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่

ความไวต่ออุณหภูมิ: มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้อย เนื่องจากสนามแม่เหล็กถูกสร้างโดยกระแสไฟฟ้าเอง ไม่ใช่แม่เหล็กถาวร

มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC)

ความไวต่ออุณหภูมิ: มิเตอร์ PMMC มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมาก เนื่องจากคุณสมบัติแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรอาจเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม มิเตอร์ PMMC สมัยใหม่มักมีการชดเชยอุณหภูมิเพื่อลดผลกระทบนี้

สรุป

• มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่: ใช้ขดลวดสนามที่ผ่านกระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก สามารถวัดทั้งกระแสไฟฟ้า AC และ DC แต่มีความแม่นยำน้อยและมาตราส่วนไม่เป็นเชิงเส้น เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปที่ยอมรับความแม่นยำปานกลาง

• มิเตอร์ขดลวดเคลื่อนที่แม่เหล็กถาวร (PMMC): ใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อให้สนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและสม่ำเสมอ สามารถวัดเฉพาะกระแสไฟฟ้า DC แต่มีความแม่นยำ สัดส่วนเชิงเส้น และไวสูง ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูง