2.2. Схеми вольтметрів з термокомпенсацією на основі терморезисторів

Ще більш ефективним є застосування додаткових резисторів з від’ємним ТКО. Ідея такої термокомпенсації полягає в тому, що завдяки різним знакам ТКО рамки приладу і резистора термокомпенсації струм, що протікає через прилад при зміні температури лишається незмінним. Схема приладу з термокомпенсацією та функції наведені відповідно на рис. 7.3, а, б.

а	б
Рис. 7.3

Нажаль поки що відсутні матеріали з постійним від’ємним ТКО в широкому діапазоні температур. Напівпровідникові резистори мають змінний ТКО. Внаслідок цього повна температура компенсація можлива лише в одній точці шкали – t^о=t_k._.

На практиці послідовна схема термокомпенсації застосовується для роботи у невеликому діапазоні температур DТ. Для розширення діапазону термокомпенсації необхідно лінеаризувати залежність . Ця задача вирішується за допомогою більш складних послідовно-паралельних схем термокомпенсації рис. 7.4.

а	б
Рис. 7.4

Опір термокомпенсаційного ланцюга дорівнює

. (7.12)

Умова термокопменсації схеми

. (7.13)

2.3. Частотна компенсація вимірювальних механізмів

Частотна похибка виникає лише у вольтметрах змінного струму. Основна причина появи цієї похибки – залежність індуктивного опору котушки приладу від частоти. Крім того, частотні похибки виникають від впливу вихрових струмів у металевих частинах приладу. Вони зменшують основний магнітний потік приладу. Крім того, у вольтметрах що зібрані з діодними випрямлячами частотні похибки обумовлені наявністю ємностей діодів.

Частотна похибка від зміни індуктивного опору вольтметрів електромагнітної, електродинамічної та феродинамічної систем у загальному випадку визначається за наближеною формулою

, (7.14)

де – повний реактивний опір приладу на заданій частоті ; R – повний активний опір.

Для корекції частотних похибок застосовують різні схеми, але основною з них є схема рис.7.5а, у якій частина додаткового резистора шунтується ємністю. На схемі позначено: - активна складова опору рамки приладу, - індуктивність рамки приладу, - додатковий резистор.

Шунтуюча ємність C обирається з умови сталості повного опору приладу

, (7.15)

або з умови взаємної компенсації похибок різного знаку:

. (7.16)

а	б
Рис. 7.5

З (7.16) випливає, що при зміні граничного значення вимірюваної напруги необхідно міняти С чи R_c.

Крім зазначеного чинника у вольтметрах побудованих за випрямляючою схемою (рис.7.5б), частотна похибка виникає в результаті шунтуючої дії бар’єрної ємності діодів. Бар’єрна ємність р-n-переходу, як відомо, виникає при прикладанні до нього оберненої напруги і збільшується зі збільшенням останньої. При підвищенні частоти омічний опір бар’єрної ємності р-n-переходу зменшується і все більша частина змінного струму проходить через діод без спрямлення. Показання приладу зменшуються. Для компенсації цієї похибки частина додаткового резистора приладу шунтується ємністю, як це показано на рис.7.5б.

Частотна похибка вольтметрів електростатичної системи обумовлена іншими чинниками:

1) падінням напруги на індуктивному опорі монтажу;

2) явищем послідовного резонансу в контурі, що складається з індуктивності монтажу і ємності приладу.

Перша складова приводить до зменшення показань приладу з ростом частоти. Вона виникає внаслідок того, що частина вимірюваної напруги падає на індуктивному опорі монтажу. Друга складова виникає в результаті того, що на високих частотах починається підйом частотної характеристики вольтметра як результат підходу до резонансної частоти. При цьому напруга на вимірювальному механізмі (як на ємності послідовного резонансного контуру) починає збільшуватися в порівнянні з вимірюваним. Резонансна частота приладів електростатичної системи, як правило, лежить у межах 50…500 МГц.