38. Электростатический механизм. Принцип работы, область применения.

Электростатический механизм состоит из двух (и более) металлических изолированных пластин, выполняющих роль электродов. На неподвижные пластины подается потенциал одного знака, а на подвижные пластины — потенциал другого знака. Подвижная пластина вместе с указателем укреплена на оси и под действием сил электрического поля между пластинами поворачивается. При постоянном напряжении между пластинами вращающий момент пропорционален зарядам на этих пластинах, при синусоидальном напряжении подвижная часть механизма реагирует на среднее значение момента.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, измерит. преобразователь электрич. напряжения в механич. перемещение на основе вз-ствия двух (или более) заряж. проводников, один из к-рых явл. подвижным.

Различают два осн. типа Э. и. м.— с изменяющейся активной площадью проводников и с изменяющимся расстоянием между проводниками. Первый тип Э. и. м. применяется в осн. в вольтметрах низких напряжений (до сотен В) и представляет собой ряд неподвижных камер (рис.) — их число определяет чувствительность механизма — и подвижных пластин.

Устройство электростатич. измерит. механизма с изменяющейся активной площадью проводников: 1 — неподвижные камеры; 2 — подвижные пластины; 4 — указатель (стрелка), расположенный на одной оси 3 с подвижными пластинами. Устройство, создающее противодействующий механич. момент, не показано.

При создании разности потенциалов между камерами и пластинами они заряжаются противоположными зарядами, и пластины втягиваются в камеры. Противодействующий момент создаётся пружинами. В Э. и. м. второй группы, применяемых в вольтметрах для измерения напряжений до неск. десятков кВ, подвижная пластина располагается между неподвижными пластинами, с одной из к-рых соединена проводником. Электростатич. силы вз-ствия перемещают подвижную пластину. Противодействующее усилие создаётся за счёт веса подвижной пластины, поэтому механизм чувствителен к наклонам.

Э. и. м. нечувствителен к частоте измеряемого напряжения и большинству внеш. влияний, за исключением электростатич. полей, от к-рых его тщательно экранируют. Осн. область применения — вольтметры для измерения напряжений в маломощных и высоковольтных цепях пост. и перем. тока. Верхний предел измерений — до 100 кВ, диапазон частот — до 20 МГц. Для расширения диапазона измерений пользуются ёмкостными делителями и измерит. усилителями.

39. Выпрямительные амперметры. Выпрямительные вольтметры.

Выпрямительный амперметр состоит из преобразователя переменного тока в пульсирующий с помощью кремниевых или германиевых диодов и магнитоэлектрического индикатора, измеряющего его постоянную составляющую.

Простейшая схема выпрямительного миллиамперметра приве-.дена на рис. 1.3с. Здесь происходит однополупериодное выпрямление диодом Дх во время положительного полупериода измеряемого тока. При отрицательном полупериоде ток проходит по защитной ветви R.2, Дг, где 7?2=?и, а диоды с одинаковыми параметрами. Эта ветвь необходима для защиты диода Д\ от пробоя полным напряжением во время отрицательного полупериода, когда он закрыт, и сохранения равенства сопротивления амперметра RA между зажимами 1, 2 при обоих направлениях измеряемого тока:

где R д - сопротивление открытого диода.

Рис. 1.3. Схемы выпрямительных амперметров и эпюры токов и напряжений: а), 6) при однополупериодном выпрямлении; в), г) при двухполупериодном выпрямлении

Выпрямленный ток проходит через индикатор, указатель которого даст отклонение, пропорциональное среднему значению пульсирующего тока (рис. 1.36). Согласно (1.1) среднее значение при измерении тока синусоидальной формы будет равно

• I /т sin a>tdt =--- cos со t

J Та о Т-2л

2/»3!=i»==o,ai8/m.

Двухполупериодная схема выпрямления (рис. 1.3е, г) вдвое чувствительнее однополунериодной, так как средневыпрямленное .значение тока согласно (1.2) /ср,в = 2/т/я = 0,636/т.

Сопротивление амперметра между зажимами 1, 2 составляет

Как уже было сказано, шкалы амперметров градуируются в •среднеквадратических значениях синусоидального тока, т. е. числовое значение отклонения умножается на /Сф = 1,11. Коэффициент формы различен для разных форм тока (ом. табл. 1.1), поэтому показание выпрямительного амперметра при измерении тока несинусоидальной формы будет неверным. Чтобы найти действующее значение измеряемого тока некоторой формы, нужно показание / сначала разделить на 1,11 - получим средневыпрямленное значение измеряемого тока, а затем умножить его .на коэффициент формы Кфх-/* = /ЯФ»/1,11.

Выпрямительные вольтметры

Выпрямительный вольтметр представляет собой сочетание измерительного прибора, чувствительного к постоянному току (обычно магнитоэлектрического), и выпрямительного устройства.

Выпрямительные Вольтметр используют для измерений в диапазоне звуковых частот, а термоэлектрические и электронные — на высоких частотах. Недостаток этих приборов — существенное влияние на правильность их показаний формы кривой измеряемого напряжения. Выпрямительный вольтметр состоит из выпрямительного миллиамперметра и добавочного резистора. Добавочные резисторы располагают внутри корпуса многопредельного вольтметра и переключают их при изменении предела измерения. Внутреннее сопротивление выпрямительного вольтметра на каждом пределе разное, поэтому его выражают в виде числа ом, приходящегося на 1 В, например 6000 Ом/В, 10 ООО Ом/В и т. д. Выпрямительные приборы получили широкое распространение в качестве комбинированных измерителей постоянного и переменного тока и напряжения. Снабженные источником постоянного напряжения (малогабаритный аккумулятор или химический элемент), они могут использоваться для измерения электрического сопротивления. 3-3. электронные вольтметры