4.7.2. Области применения, достоинства и недостатки

Основное применение электростатические приборы нашли для измерения напряжения в цепях постоянного и переменного токов. Выпускаются высоковольтные вольтметры на напряжения до 300 кВ, щитовые вольтметры на напряжения до 15 кВ с частотным диапазоном до 3 МГц классов точности 1,0 и 1,5. Есть вольтметры с частотным диапазоном до 35 МГц. Вольтметры на более низкие напряжения с пределами до 300 В имеют классы точности 0,05 и 0,1. Кроме этого их используют для измерения мощности, сопротивления, индуктивности и других величин.

Существует несколько возможных вариантов включения электростатических измерительных механизмов для измерения напряжения. В вольтметрах на низкие напряжения до 500 В расстояние между электродами 1 и 2 мало (десятые доли миллиметра) и для ограничения тока при случайном замыкании электродов включается защитный резистор R_З, как показано на рис. 4.13.

Вольтметр включается в сеть с помощью

А зажимов А и Б. Подвижный электрод 1

1 R_З Б соединен с экраном. На частотах свыше

Э 300 кГц погрешность за счет емкостного

2 тока становится большой и защитный ре-

Рис. 4.13 зистор R_З мало влияет на работу и его не включают в схему вольтметра. При этом для включения вольтметра используются зажимы А и Э. В приборах для измерения высоких напряжений (600 В и выше) расстояния между электродами велики и защитный резистор отсутствует.

Выполнение электростатических приборов с тремя электродами (электрометров) позволяет использовать их для измерения мощности и других величин.

Электростатические ваттметры применяются для измерения мощности переменного тока на частотах вплоть до нескольких мегагерц и при малых cos. Класс точности электростатических ваттметров достигает 0,1-0,2 [6].

Достоинствами электростатических приборов являются: 1) малое собственное потребление мощности, что объясняется малыми токами утечки и малыми диэлектрическими потерями в изоляции, малой емкостью измерительного механизма; 2) большой диапазон измеряемых напряжений; 3) возможность измерений как на постоянном, так и на переменном токе; 4) независимость показаний от частоты в широком диапазоне и формы измеряемого напряжения; 5) независимость показаний от внешних магнитных полей.

К недостаткам электростатических приборов можно отнести: 1) малую чувствительность по напряжению; 2) влияние внешних электростатических полей, что требует экранирование измерительного механизма; 3) неравномерную шкалу (при соответствующем выборе формы подвижных и неподвижных электродов можно получить практически равномерную шкалу на участке от 15-25 % до 100 % от ее номинального значения) [6].