أجهزة الـ PMMC

موضوع: أجهزة الـ PMMC الخميس ديسمبر 16, 2010 12:15 pm

أجهزة الـ PMMC

ماده اجهزه القياس الفرقه الرابعه شعبه اجهزه دقيقه

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

القياس Measure وشرح أحد أجهزة القياس الكهربائية Electrical Measurement Instruments
تعريف: عملية القياس هى ببساطة عبارة عن عملية سيطرة أو تحكم Control للوحدات التى يتم التعامل معها، فمثلاً حينما تذهب لوضع البنزين فى سيارتك كيف يتمكن الشخص العامل بالمحطة إعطائك قيمة ما سيتم دفعه ؟ ؟ يتم ذلك من خلال القياس بالعداد لذا هنالك عملية سيطرة من كلا الطرفين. فلو لم يكن هنالك مقياس يتم التعامل من خلاله لتحول الأمر إلى فوضى يصعب السيطرة عليها ..

الـ Measure مادة علمية أساسية فى كافة التخصصات الهندسية سواءً كانت مدنية، ميكانكية أو كهربائية، ولكن تختلف المعاير، الأجهزة و الوحدات التى يتم قياسها ..

وكهندسة كهربائية يهم الفرد دوماً قياس قيم التيارات، فرق الجهد، المقاومات، مقدار الـ Power التى توفره ماكينة كهربائية، تردد موجات وأطوالها كتحليل للإشارات إلخ .

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

أجهزة الـ PMMC: أولاً الجهاز هو عبارة عن أختصار لكلمة Permanent Magenit Moving Coil ..

هو عبارة عن سلك ملفوف على مربع من الحديد موضوع داخل مجال مغناطسيى يتم توفيره من خلال قطعتى مغناطيس على شكل أسطوانى (( North N, South S )) ..

وتعتمد فكرته على التأثير المغناطيسى للتيار الكهربى، حيث أنه حينما يمر التيار فى السلك الملفوف يؤدى إلى ظهور تأثير التيار الذى يواجه تأثير المغناطيس القادم من الأسطوانتين و يتسبب ذلك فى ظهور عزم يسمى بالـ Deflecting Torque ويتم قراءته من خلال المقياس (( أبرة تتحرك مع حركة المربع الحديدى )) ..

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

طبعاً لو لم يكن هنالك عزم Torque يعاكس ذاك الذى تسبب التيار الكهربى الذى نقيسه فى ظهوره، لكان من المستحيل قراءة قيمة التيار حيث سيظل المؤشر الجهاز يدور حتى يصل إلى نهاية المقياس ! لذا يتم وضع Spring (( زنبرك )) يتحمل عدد محدد من اللفات للمربع الحديدى Sc Spring Constant، قيمة Deflecting Torque Td هى عبارة عن قيمة التيار المار مضروباً فى ثابت خاص بالجهاز G ..

هذا الثابت يعتمد على فيض المجال المغناطيسى الخاص بالمغناطيس B، مساحة مقطع المربع الحديدى A، عدد لفات السلك حول المربع N، أى أن Td=NBAI أو كإختصار Td=IG حيث الـ G هو ثابت يعتمد على مكونات الجهاز. أما قيمة الـ Spring Torque فيعتمد على زواية دوران الـ Spring وإلتواء θ إضافة إلى ثابت خاص بالـ Spring نفسه Cs ..

إذاً فى حالة التوازن وتوقف المؤشر من المفترض أن قيمة العزمين متساوية، ومنها نحصل على النتيجة الأساسية التى نبحث عنها حيث I=θCs/G. يتم تصميم الجهاز بحيث تمثل قيمة الـ θ (( بعد حسابات )) مقدار دوران الأبرة على مقياس الجهاز، ومنها نحدد قيمة التيار الذى كنا نود قياسه ..

________________________________________________________________

أستخدام الـ PMMC كـ Ammetre: سنتعرف الآن كيفية تعديل هذه الأجهزة بحيث يتم أستخدامه فى قياس التيار العالى (( Ammetre ))،Galvanometre )) ..

أولاً الـ PMMC بدون تعديل عليه هو عبارة عن جهاز الـ Galvanometer ولا يستطيع قياس تيارات تزيد عن قيمة الـ 1A تقريباً، لذا يتم أستخدامه لقياس التيارات الصغيرة فحسب والتى لا تتعدى نطاق الـ mA، لكن ماذا لو أردنا قياس ما هو تيارات أعلى من ذلك ؟ هنا تبدأ فكرة تعديل جهاز الـ PMMC من خلال إضافة مقاومة صغيرة جداً توصل على التوازى مع الجهاز تعرف بأسم Shunt ..

السبب فى توصيل المقاومة الصغيرة على التوازى هو أنه كما نعرف كلما قلت قيمة المقاومة كلما مر فيها (( تيار أعلى ))، فلو كان لديناً مثلاً مقاومتين على التوازى أحداهما 100 أوم والأخرى 1 أوم سنجد أن (( الأغلبية العظمى )) من التيار تتحرك فى المقاومة الصغيرة وهذه فكرة الـ Shunt، لذا يتم وضع المقاومة و تعديل قيمتها بشكل محدد أثناء التصميم بحيث يستوعب الجهاز مجال جديد يقترب مثلاً من 10A عوضاً عن الـ 1A وذلك يتم لأن الـ Shunt ستأخذ أغلبية قيمة الـ 10A أما البقية ستمر بشكل عادى فى الـ PMMC بدون أن يتجاوز المجال المسموح به على مؤشر الجهاز والذى سنطلق عليه الآن Ammetre ..

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الدائرة المكافئة للجهاز فى النهاية تأخذ الشكل التالى (( الـ 10A كمثال لقيمة تيار معروفة من المفترض أن يتم قياس ها من خلال Galvanometre لا يستوعب تدريج أكثر من 1A )) :

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

حيث نطبق تقسيم التيار على المقاومتين Current Divider إذ أن Ig=Is(R*Rshunt)/R+RShunt ..

وبعد عملية أختصار رياضى بسيط نصل إلى علاقة رياضية نستطيع منها معرفة قيمة المقاومة لتغير الحد الأقصى الذى يستطيع الجهاز قياسه حيث Rsh=R/(1-m ..

الـ Ig هو أقصى قيمة يستطيع الـ PMMC قراءتها، الـ Is قيمة التيار التى نقيسها، الـ M هى ثابت يمثل Is/Ig والـ R هى المقاومة الداخلية للجهاز.

___________________________________________________________________________

أستخدام الـ PMMC كـ Voltmetre: يتم اللجوء كما فعلنا فى حالة الـ Ammetre إلى توصيل الجهاز بمقاومة shunt، لكن هذه المرة ستكون على التوالى Series بقيمة عالية جداً، والسبب يعود إلى أن المقاومات كلما زادت قيمتها زادت قيمة فرق الجهد عليها Voltage Drop، وفى هذه الحالة ستستهلك هى أغلبية فرق الجهد الذى نرغب فى قياسه حتى لا تتجاوز الأبرة المؤشر الخاص بالـ Galvanometre بدون الـ Shunt ..

الدائرة المكافئة للـ Voltmetre على الشكل التالى :

ومنها نقوم بأستنتاج علاقة رياضية ببساطة حيث نستطيع منها تحديد قيمة الـ Shunt الذى يقوم بتغير سعة الجهاز ،، فـ Rsh=(1-m)R ..

والـ Rsh هى الـ Shunt، الـ R هى مقاومة الجهاز الداخلية، الـ M هى ثابت عبارة عن V/Vm تمثل المقياس الجديد الذى نريده مقسومة على أعلى قيمة يستطيع الـ Galvanometre قياسها بمفرده.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

------------------------------------------
مع تمنيات اداره المنتدى بالتوفيق
محمد قرنى

--------------------

» أجهزة التنفس الاصطناعي
» آفاق تكنولوجية: أجهزة تقرأ الأفكار وعين اصطناعية للبشر اختراع أسرع نظام للتصوير وغواصة طائرة