Máy đo cuộn dây di chuyển nam châm vĩnh cửu (PMMC) với tên tiếng anh là Permanent Magnet Moving Coil - còn được gọi là máy đo D'Arsonval hoặc điện kế - là một dụng cụ cho phép bạn đo dòng điện qua cuộn dây bằng cách quan sát độ lệch góc của cuộn dây trong từ trường đều.
Máy đo PMMC đặt một cuộn dây (tức là dây dẫn) vào giữa hai nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường cố định. Theo Định luật Faraday về cảm ứng điện từ, một dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu một lực có hướng xác định theo quy tắc bàn tay trái của Fleming.
Độ lớn (cường độ) của lực này sẽ tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn. Một con trỏ được gắn vào đầu dây và nó được đặt dọc theo thang đo.
Khi các mô-men xoắn được cân bằng, cuộn dây chuyển động sẽ dừng lại và độ lệch góc của nó có thể được đo bằng thang đo. Nếu trường nam châm vĩnh cửu đều và lò xo tuyến tính thì độ lệch của con trỏ cũng tuyến tính. Do đó chúng ta có thể sử dụng mối quan hệ tuyến tính này để xác định cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.
Dụng cụ PMMC (tức là đồng hồ đo D'Arsonval) chỉ được sử dụng để đo dòng điện một chiều (DC). Nếu chúng ta sử dụng dòng điện xoay chiều (AC), chiều của dòng điện sẽ bị đảo ngược trong nửa chu kỳ âm, và do đó hướng của mô-men xoắn cũng sẽ bị đảo ngược. Điều này dẫn đến giá trị trung bình của mô-men xoắn bằng 0 - do đó không có chuyển động ròng so với thang đo.
Mặc dù vậy, máy đo PMMC có thể đo chính xác dòng điện một chiều.
Đồng hồ PMMC (hoặc đồng hồ D’Arsonval) được cấu tạo từ 5 thành phần chính:
Bộ phận cố định hoặc hệ thống nam châm
Cuộn dây di chuyển
Hệ thống điều khiển
Hệ thống giảm xóc
Đồng hồ đo
Hiện nay chúng ta sử dụng các loại nam châm có cường độ từ trường cao, lực kháng từ cao thay cho việc sử dụng các loại nam châm vĩnh cửu hình chữ U có các miếng cực sắt mềm. Các nam châm mà chúng ta đang sử dụng ngày nay được tạo thành từ các vật liệu như alcomax và alnico mang lại cường độ từ trường cao.
Cuộn dây chuyển động có thể tự do di chuyển giữa hai nam châm vĩnh cửu như trong hình dưới đây. Cuộn dây được quấn bằng nhiều vòng dây đồng và được đặt trên nhôm hình chữ nhật được xoay trên các ổ trục bằng đá quý.
Lò xo thường đóng vai trò là hệ thống điều khiển cho các thiết bị PMMC. Lò xo cũng phục vụ một chức năng quan trọng khác bằng cách cung cấp đường dẫn dòng điện vào và ra khỏi cuộn dây.
Nhờ lực giảm xóc do đó mô-men xoắn được cung cấp bởi chuyển động của nhôm trước đây trong từ trường do nam châm vĩnh cửu tạo ra.
Máy đo của các thiết bị này bao gồm con trỏ trọng lượng nhẹ để có thể chuyển động tự do và tỷ lệ tuyến tính hoặc đồng nhất và thay đổi theo góc.
Chúng ta hãy đưa ra một biểu thức chung cho mô-men xoắn trong các dụng cụ cuộn dây chuyển động nam châm vĩnh cửu hoặc dụng cụ PMMC. Chúng ta biết rằng trong các dụng cụ cuộn dây chuyển động, mô-men xoắn lệch được cho bởi biểu thức:
Td = NbldI
Trong đó,
N là số vòng
B là mật độ từ thông trong khe hở không khí
I là chiều dài cuộn dây di chuyển
d là chiều rộng cuộn dây di chuyển
I là dòng điện
Đối với một dụng cụ có cuộn dây di chuyển, mô-men xoắn lệch phải tỷ lệ với dòng điện, về mặt toán học chúng ta có thể viết Td = GI. Do đó khi so sánh, chúng ta nói G = NBIdl. Ở trạng thái ổn định, chúng ta có cả mô-men xoắn điều khiển và làm lệch hướng bằng nhau. Tc là mô-men điều khiển, khi cân bằng mô-men điều khiển với mô-men lệch hướng ta có:
GI = K.x trong đó x là độ lệch hướng từ đó dòng điện được tính:
Vì độ lệch tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện nên chúng ta cần một thang đo đồng nhất trên ampe kế.
Giờ chúng ta sẽ thảo luận về sơ đồ mạch điện cơ bản của ampe kế. Chúng ta hãy xem xét mạch như hình dưới đây:
Dòng điện I được biểu diễn chia thành hai thành phần tại điểm A. Hai thành phần này là Is và Im. Trước khi ta nhận xét về giá trị độ lớn của các dòng điện này, hãy cho chúng tôi biết thêm về cấu trúc của điện trở song song. Các thuộc tính cơ bản của điện trở shunt được viết dưới đây,
Điện trở của các ống dẫn lưu này không được khác nhau ở nhiệt độ cao hơn, chúng phải có giá trị hệ số nhiệt độ rất thấp. Ngoài ra, trở kháng phải độc lập với thời gian. Đặc tính cuối cùng và quan trọng nhất mà chúng nên sở hữu là chúng có thể mang dòng điện có giá trị cao mà nhiệt độ không tăng nhiều. Thông thường manganin được sử dụng để tạo ra điện trở DC. Do đó, chúng ta có thể nói rằng giá trị của Is lớn hơn nhiều so với giá trị của Im vì điện trở của ống dẫn lưu thấp. Từ những gì chúng ta có,
Trong đó, Rs là điện trở của ống dẫn lưu và Rm là điện trở của cuộn dây.
Từ hai phương trình trên chúng ta có thể viết,
Trong đó m là công suất phóng đại của ống dẫn lưu.
Có 3 loại lỗi chính:
Sai số do nam châm vĩnh cửu: Do ảnh hưởng của nhiệt độ và sự lão hóa của nam châm mà nam châm có thể bị mất từ tính ở một mức độ nào đó. Các nam châm thường được lão hóa bằng cách xử lý nhiệt và rung.
Lỗi có thể xuất hiện trong Thiết bị PMMC do lò xo bị lão hóa. Tuy nhiên, sai số do lão hóa của lò xo và sai số do nam châm vĩnh cửu gây ra là ngược chiều nhau, do đó cả hai sai số đều được bù trừ cho nhau.
Thay đổi điện trở của cuộn dây chuyển động theo nhiệt độ: Nói chung, hệ số nhiệt độ của giá trị hệ số của dây đồng trong cuộn dây chuyển động là 0,04 trên mỗi độ C tăng nhiệt độ. Do giá trị thấp hơn của hệ số nhiệt độ, nhiệt độ tăng với tốc độ nhanh hơn và do đó điện trở tăng. Do số lượng lỗi đáng kể này được gây ra.
Thang đo được chia đều vì dòng điện tỷ lệ thuận với độ lệch của con trỏ. Do đó, rất dễ dàng để đo số lượng từ các dụng cụ này.
Mức tiêu thụ điện năng cũng rất thấp ở các loại dụng cụ này.
Tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng cao.
Chúng có nhiều ưu điểm, một công cụ duy nhất có thể được sử dụng để đo các đại lượng khác nhau bằng cách sử dụng các giá trị khác nhau của shunt và hệ số nhân.
Những dụng cụ này không thể đo đại lượng AC.
Chi phí của các dụng cụ này cao so với các dụng cụ di chuyển sắt từ.
>>> 10+ Mã Sản Phẩm Tắt Kê Nở Inox: https://mecsu.vn/san-pham/tac-ke-inox-304.5An
>>> 200+ Mã Sản Phẩm Tắc Kê Các Loại: https://mecsu.vn/san-pham/tac-ke.qm
.png)
