Salut les amis, dans cet article, je vais discuter du principe de fonctionnement de l’instrument à bobine mobile et d’autres informations connexes. Vous apprécierez mon effort, je l’espère.
La vue simple de la construction de l’instrument à bobine mobile est illustrée sur la figure. Il se compose d’un puissant aimant de chaussure permanent. Une bobine rectangulaire légère de plusieurs tours de fil fin est enroulée sur un ancien en aluminium léger. Un noyau de fer est inséré à l’intérieur de la bobine pour réduire la réluctance pour les lignes de force magnétiques. La bobine est montée sur la broche et sert d’élément mobile.
Deux spirales spirales en bronze phosphoreux sont fixées à la broche. Les ressorts fournissent le couple de commande ainsi qu’ils agissent comme des conducteurs entrants et sortants pour le courant. L’amortissement par courants de Foucault est assuré par le profilé en aluminium.
Le principe de fonctionnement de base de l’instrument à bobine mobile est que lorsqu’un conducteur porteur de courant est placé dans un champ magnétique, une force mécanique s’exerce sur le conducteur.
Le principe de base peut également être énoncé que lorsqu’un champ magnétique résultant d’un champ (produit par la bobine mobile porteuse de courant) tente de venir en ligne avec le champ principal (produit par l’aimant permanent), un couple de déviation se développe. Par la production du couple de déviation, le pointeur dévie sur l’échelle.
Instrument à bobine mobile Fonctionnant
Lorsque l’instrument à bobine mobile est connecté dans le circuit, le courant de fonctionnement traverse la bobine qui est montée sur la broche. La bobine étant placée dans le champ fort des aimants permanents, une force est exercée sur les conducteurs porteurs de courant de la bobine qui produit un couple de déviation. Ainsi, le pointeur fixé à la broche a dévié sur l’échelle calibrée.
Si le courant dans la bobine est inversé, le sens du couple de déviation sera inversé en raison du champ produit par les aimants permanents reste le même. Cela donnera un mauvais sens de rotation, de sorte que l’instrument ne peut pas être utilisé sur AC, les instruments à bobine mobile à aimant permanent peuvent être utilisés uniquement pour la mesure du courant continu.
Avantages et inconvénients Instruments à bobine mobile
Avantages:
- L’échelle de l’instrument à bobine mobile à aimant permanent est uniforme.
- Très efficace et fiable.
- L’amortissement par courants de Foucault est utilisé, aucune perte d’hystérésis car le premier est en aluminium.
- Faible consommation d’énergie car la puissance motrice est faible.
- Aucun effet du champ magnétique parasite car le champ de travail fourni par les aimants permanents est très fort.
- Rapport couple / poids élevé, de tels instruments nécessitent donc un faible courant de fonctionnement.
- Très précis et fiable.
Inconvénients:
- Ces instruments ne peuvent pas être utilisés pour des mesures de courant alternatif.
- Ceux-ci sont plus coûteux par rapport aux instruments en fer en mouvement.
- Le frottement et la température peuvent introduire des erreurs.
- Certaines erreurs sont également dues au vieillissement des ressorts de commande et des aimants permanents.
Erreurs dans les instruments à bobines mobiles
Les principales sources d’erreurs dans les instruments à bobines mobiles sont dues à:
- affaiblissement des aimants permanents dû aux effets du vieillissement à la température.
- affaiblissement des ressorts dû aux effets du vieillissement et de la température.
- changement de résistance de la bobine mobile avec la température.
Aimants: Afin d’avoir une permanence dans le magnétisme, les aimants sont vieillis par traitement thermique et vibratoire. Ce processus entraîne une perte du magnétisme initial, mais cela reste fortement maintenu.
Ressorts: L’affaiblissement des ressorts avec le temps peut être réduit par une utilisation prudente du matériau et un pré-vieillissement pendant la fabrication. Cependant, l’effet de l’affaiblissement des ressorts sur les performances de l’instrument est opposé à celui des aimants.
L’affaiblissement des aimants tend à diminuer la déflexion pour une valeur particulière de courant tandis que l’affaiblissement des ressorts tend à augmenter la déflexion.
Dans les instruments PMMC, une augmentation de température de 1oC réduit la résistance des ressorts d’environ 0,04% et réduit la densité de flux dans l’entrefer de l’aimant d’environ 0,02% par oC. Ainsi, l’effet net sur la moyenne est d’augmenter la déflexion d’environ 0,02% par CO.
Bobine mobile: La bobine mobile de l’instrument de mesure est généralement enroulée avec un fil de cuivre ayant un coefficient de température de 0,004 / oC. Lorsque l’instrument est utilisé comme micro-ampèremètre ou milli-ampèremètre et que la bobine mobile est directement connectée aux bornes de sortie des instruments, l’indication de l’instrument pour un courant constant diminuerait de 0,04% par augmentation de température oC.
En cas d’instrument à bobine mobile, on utilise comme voltmètre une grande résistance série de coefficient de température négligeable (en matériau comme la manganine). Cela élimine l’erreur due à la température. Ceci est dû au fait que la bobine de cuivre forme une très petite fraction de la résistance totale du circuit d’instrument et que tout changement de sa résistance a donc un effet négligeable sur la résistance totale.
Dans une situation où la plage de courant de l’instrument est étendue en utilisant un shunt est cependant différente. La principale source d’erreur, dans ce cas, est due au changement relativement plus important de la résistance de la bobine mobile en cuivre par rapport à celle du shunt manganin.
Cela se produit parce que le cuivre a un coefficient de température de résistance beaucoup plus élevé que la manganine.
Pour réduire l’erreur dans cette situation, il est usuel d’inclure en série avec bobine mobile une » résistance de submersion » de manganine de sorte que la bobine de cuivre ne forme qu’une petite fraction de la résistance totale comprenant la bobine et la résistance de submersion supplémentaire. Cette résistance au bourrage est également utilisée pour l’étalonnage final de l’ampèremètre.
Plages d’ampèremètres PMMC
- Sans shunt (c’est-à-dire instrument seul) 0 – 5 µA à 0 – 50 mA.
- Avec shunts internes, jusqu’à 0 – 200 A.
- Avec shunts externes, jusqu’à 0 – 5000 A.
Plages de voltmètre PMMC
- Sans résistance série ni multiplicateur (c’est-à-dire instrument seul) 0 – 50 mV.
- Avec résistance série, 0 – 30 000 V.
Merci d’avoir lu sur le principe de fonctionnement de l’instrument à bobine mobile. Si vous avez des questions sur ce sujet, vous pouvez me les poser dans la section des commentaires ci-dessous.
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