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.
