2.Приборы электромагнитной системы.

Их принцип действия основан на взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным ферромагнитным сердечником. Вращающий момент: М_вр = , где L – индуктивность катушки с сердечником, α – угол поворота сердечника. Из условия М_вр = М_пр, где М_пр = K α , получаем: . Отсюда следует, что при измерении в цепи переменного тока угол поворота подвижной части прибора электромагнитной системы пропорционален квадрату эффективного значения тока. Электромагнитные приборы равно применимы в цепях постоянного и переменного напряжения. Несмотря на то, что шкала квадратичная, ее приближают к линейной подбором формы сердечника.

Достоинства:

1. простота конструкции,

2. способность к перегрузкам,

3. дешевизна.

Недостатки:

1. невысокая точность,

2. малая чувствительность,

3. большое потребление энергии,

4. сильное влияние внешних магнитных полей.

Для расширения пределов измерения применяют шунты и дополнительные сопротивления или транзисторы тока. Класс точности 1,5; 2,5; 4. Иногда в лабораторных условиях применяют приборы с классом точности 0,5 и 1,0.

3.Термоэлектрические приборы.

Термоэлектрические приборы используют для измерения токов в диапазоне высоких частот. Состоит из термоэлектрического преобразователя и прибора.

При прохождении измеряемого тока через нагреватель спай термопары нагревается до температуры Т₁, а холодные концы имеют температуру окружающей среды Т_ос. Перегрев Θ = Т₁- Т_ос приводит к возникновению термоэдс (S – площадь, k – коэффициент теплоотдачи). Как видно, шкала нелинейная, то есть, близка к квадратичной. Термоэлектрическими приборами измеряют токи.

Достоинства:

1. высокая чувствительность,

2. очень широкий диапазон частот (сотни МГц),

3. произвольная форма.

Недостатки:

1. неравномерная шкала,

2. зависимость тока от Т_ос,

3. большая инерционность,

4. чувствительность к перегрузкам.

Пределы измеряемого тока от 1мА до 50А. Класс точности от 1,0 до 2,5.

4.Электростатические приборы.

Принцип действия основан на взаимодействии электрически заряженных проводников. Подвижная алюминиевая пластина 1 закреплена вместе со стрелкой на оси 3. При подаче измеряемого напряжения к электродам 1 и 2 на них начинает действовать электростатическая сила F. Под ее действием пластина 1 начинает втягиваться в пространство неподвижной пластины 2. Движение прекращается, когда М_пр закручиваемой пружины 4 становится равным М_вр.

Энергия электростатического поля конденсатора . При круговом движении пластин конденсатора возникает вращающий момент М_вр= . Так как М_вр = М_пр и М_пр = K α, то . Отсюда следует, что шкала квадратичная, если не принять мер, и прибор неполярный. При измерении переменного напряжения в качестве U надо брать эффективное значение напряжения.

Достоинства электростатических вольтметров:

1. широкий частотный диапазон,

2. ничтожные потери энергии,

3. независимость показаний от магнитных полей,

4. возможность измерения очень высоких напряжений.

Недостатки:

1. низкая чувствительность,

2. невысокая точность (необходимо применять усилитель),

3. влияние электрических полей (экранирование),

4. квадратичная шкала (специальная форма пластин).

Применение электроусилителей позволяет увеличить чувствительность и использовать их в качестве милливольтметров. А применение емкостного делителя позволяет измерять напряжения до 10 кВ и более.

Такой делитель имеет . При этом верхний предел измеряемой величины возрастает в 1/K раз. Это справедливо, когда С₂>>С₁.