10. Электростатические приборы.

Электростатический прибор - измерительный прибор, принцип действия которого основан на механическом взаимодействии электродов, несущих разноимённые электрические заряды. В электростатическом приборе измеряемая величина преобразуется в напряжение переменного или постоянного тока, определяемое электростатическим измерительным механизмом (рис.).

Электростатический измерительный прибор: 1 - подвижный электрод; 2 - неподвижный электрод; 3 - ось; 4 - пружина; 5 - стрелка; 6 - шкала.

Измеряемое напряжение подводится к подвижному электроду, укрепленному на оси, связанной со стрелкой, и к изолированному от него неподвижному электроду. В результате взаимодействия зарядов, возникающих на электродах, на оси появляется вращающий момент, пропорциональный квадрату приложенного напряжения. Действующая на ось пружина создаёт момент, противодействующий вращающему моменту и пропорциональный углу поворота оси подвижного электрода. При взаимодействии вращающего и противодействующего моментов стрелка измерительного механизма поворачивается на угол, пропорциональный квадрату поданного на электроды напряжения. Шкала, градуируемая в единицах измеряемых величин, получается неравномерной, выполняется часто со световым указателем. Электростатические приборы используют обычно для измерения напряжений переменного или постоянного тока, в том числе высокочастотных. Для этих приборов характерно малое потребление энергии и независимость показаний от частоты. Они подвержены влиянию внешних электростатических полей, которое ослабляется внутренним экранированием прибора. Электростатические приборы выпускаются наивысшего класса точности 0,005.

Достоинства электростатических приборов.

Приборы электростатического типа имеют высокое входное сопротивление, малую, но переменную входную емкость, малую мощность самопотребления, широкий частотный диапазон. Данные приборы могут использоваться в цепях переменного и постоянного тока. Показания приборов соответствуют среднеквадратическому значению измеряемой величины, и показания не зависят от формы кривой измеряемого сигнала.

Недостатки электростатических приборов. Приборы имеют квадратичную шкалу, малую чувствительность из-за слабого электростатического поля и невысокую точность. Кроме того, приборы требуют применения экрана и не исключают возможность электрического пробоя.

11. Выпрямительные приборы.

Выпрямительные приборы служат для измерения характеристик переменного тока; состоит из выпрямителя тока и магнитоэлектрического прибора, который измеряет либо среднее значение выпрямленного тока, либо отношение средних значений выпрямленных токов. Выпрямляющим элементом обычно служат полупроводниковые приборы. С помощью выпрямительных приборов измеряют напряжение, силу тока, частоту, фазу, мощность. На рис. изображена упрощённая схема выпрямительного прибора для измерения силы переменного тока J. Диоды D образуют двухполупериодную схему выпрямления. Среднее значение выпрямленного тока измеряется магнитоэлектрическим прибором П. Включение в цепь тока J последовательно с выпрямительной схемой добавочного сопротивления позволяет применить данную схему для измерения напряжения переменного тока. Шкала электроизмерительного прибора П обычно градуируется в действующих значениях напряжения или силы переменного тока синусоидной формы. В действительности отклонение указателя прибора П пропорционально среднему значению напряжения или силы тока. Для измерения мощности выпрямительные приборы применяют редко.

Как правило выпрямительные приборы - универсальные многопредельные измерительные устройства с высокой чувствительностью. Недостатки выпрямительных приборов - невысокая точность, а также зависимость показаний от формы кривой переменного тока и температуры окружающей среды.

Принципиальная схема выпрямительного электроизмерительного прибора