Різниця між переміщувальним катушковим вказівником та постійним магнітним переміщувальним катушковим вказівником

Різниця між перемичними вольтметрами та перемичними вольтметрами з постійним магнітом (PMMC)

Перемичні вольтметри та перемичні вольтметри з постійним магнітом (PMMC) — це обидва типи електромеханічних приладів, які використовуються для вимірювання електричних величин, але вони мають певні відмінності у своїй конструкції, принципах роботи та застосуванні. Нижче наведено детальне порівняння двох типів:

1. Конструкція

Перемичний вольтметр

• Джерело магнітного поля: У традиційному перемичному вольтметрі магнітне поле генерується парою катушок, що проводять струм (катушки поля), які оточують перемичну катушку. Ці катушки поля живляться тим самим струмом, який проходить через перемичну катушку.

• Перемична катушка: Перемична катушка підвішена між катушками поля і проводить струм, який потрібно виміряти. Вона може вільно обертатися навколо опори або драгоцінного каменя.

• Гасіння: Гасіння зазвичай забезпечується повітряним тертям або завихреннями, що допомагає стрілці швидко зупинитися після відхилення.

Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC)

• Джерело магнітного поля: У PMMC-вольтметрі магнітне поле надається постійним магнітом, який створює сильне та стабільне магнітне поле. Це усуває потребу у зовнішніх катушках поля.

• Перемична катушка: Перемична катушка розташована в проміжку постійного магніту. Коли струм проходить через перемичну катушку, він взаємодіє з магнітним полем, що призводить до обертання катушки.

• Гасіння: PMMC-вольтметри часто використовують гасіння завихреннями, де невелика алюмінієва диск або лопатка, прикріплена до перемичної катушки, обертається в магнітному полі, генеруючи завихрення, що забезпечують гасіння.

2. Принцип роботи

Перемичний вольтметр

Принцип роботи: Перемичний вольтметр працює на основі електромагнітної індукції. Коли струм проходить через перемичну катушку, він створює магнітне поле, яке взаємодіє з полем, створеним катушками поля. Ця взаємодія створює момент, що призводить до обертання перемичної катушки. Відхилення стрілки пропорційне струму, що проходить через перемичну катушку.

Рівняння моменту: Момент (T), створений в перемичному вольтметрі, визначається за формулою:

де B — густина магнітного потоку, I — струм, L — довжина катушки, d — ширина катушки.

Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC)

Принцип роботи: PMMC-вольтметр працює на основі ефекту мотора. Коли струм проходить через перемичну катушку, він взаємодіє з сильним та однорідним магнітним полем, наданим постійним магнітом. Ця взаємодія створює момент, що призводить до обертання перемичної катушки. Відхилення стрілки прямо пропорційне струму, що проходить через перемичну катушку.

Рівняння моменту: Момент (T), створений в PMMC-вольтметрі, визначається за формулою:

де B — густина магнітного потоку, I — струм, N — кількість витків в катушці, A — площа катушки.

3. Переваги та недоліки

Перемичний вольтметр

Переваги:

Може вимірювати як періодичний, так і постійний струм, оскільки магнітне поле генерується самим струмом. Не потрібен постійний магніт, що може знизити вартість та складність.

Недоліки:

• Менш точний, ніж PMMC-вольтметри, через зміни сили магнітного поля.

• Катушки поля споживають енергію, що може вносити помилки в низьковаттажних колах.

• Магнітне поле не таке однорідне, як у PMMC-вольтметрах, що призводить до менш лінійного відхилення.

Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC)

Переваги:

• Висока точність та чутливість, особливо для вимірювання постійного струму.

• Однорідне магнітне поле, надане постійним магнітом, забезпечує лінійне відхилення та високу точність.

• Низьке споживання енергії, оскільки не потрібні зовнішні катушки поля.

• Довгий термін служби та надійність через відсутність катушок поля.

Недоліки:

• Може вимірювати лише постійний струм, оскільки напрямок магнітного поля фіксований постійним магнітом.

• Більш дорогий, ніж перемичний вольтметр, через використання постійних магнітів.

• Чутливий до змін температури, що може впливати на магнітні властивості постійного магніту.

4. Застосування

Перемичний вольтметр

Застосування:

• Використовується в універсальних амперметрах та вольтметрах, які потрібно вимірювати як періодичний, так і постійний струм.

• Придатний для застосувань, де важливі вартість та простота, а достатня точність.

• Часто використовується в старих або простих приладах.

Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC)

Застосування:

• Широко використовується для точних вимірювань постійного струму, таких як в лабораторних приладах, мультиметрах та панельних вольтметрах.

• Поширені в цифрових мультиметрах (DMM) для вимірювання постійного напруги та струму.

• Використовуються в системах промислового контролю, автомобільній техніці та інших застосуваннях, які вимагають високу точність та надійність.

5. Шкала та відхилення

Перемичний вольтметр

• Шкала: Шкала перемичного вольтметра зазвичай нелінійна, особливо при високих відхиленнях, через нерівномірне магнітне поле, створене катушками поля.

• Відхилення: Відхилення пропорційне струму, але співвідношення може бути не абсолютно лінійним, особливо при високих рівнях струму.

Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC)

• Шкала: Шкала PMMC-вольтметра лінійна, оскільки магнітне поле однорідне і не змінюється залежно від положення перемичної катушки.

• Відхилення: Відхилення прямо пропорційне струму, що робить його легшим для читання та інтерпретації.

6. Чутливість до температури

Перемичний вольтметр

Чутливість до температури: Перемичний вольтметр менш чутливий до змін температури, оскільки магнітне поле генерується самим струмом, а не постійним магнітом.

Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC)

Чутливість до температури: PMMC-вольтметри більш чутливі до змін температури, оскільки магнітні властивості постійного магніту можуть змінюватися залежно від температури. Однак, сучасні PMMC-вольтметри часто включають компенсацію температури, щоб зменшити цей ефект.

Підсумок

• Перемичний вольтметр: Використовує катушки, що проводять струм, для генерації магнітного поля, може вимірювати як періодичний, так і постійний струм, але менш точний і має нелінійну шкалу. Підходить для універсальних застосувань, де достатня середня точність.

• Перемичний вольтметр з постійним магнітом (PMMC): Використовує постійний магніт для надання сильного та однорідного магнітного поля, може вимірювати лише постійний струм, але пропонує високу точність, лінійність та чутливість. Широко використовується в точних вимірюваннях.