Главная  Электронные вольтметры 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [ 7 ] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

Личквается. Практически увеличение чувствительности, достигаемое при полном удалении шунта, составляет 2,5-37о. У отдельных экземпляров приборов конец шпильки проглядывает из-под клейма, т.е. находится примерно вровень с корпусом. Резерва повышения чувствительности у таких приборов нет.

Во многих типах приборов магнитных шунтов нет. Их чувствительность регулируют изменением магнитной индукции в зазоре на специальных установках, содержащих электромагнит с раздвижными полюсами. В любительских условиях это сделать очень трудно, и можно лишь уменьшать чувствительность наружными шунтами, t

Чувствительность приборов на растяжках регулируют, меняя натяжение растяжек. Это натяжение создается пластинчатыми пружинами, к которым припаяны концы растяжек. Деформируя слегка пружину, можно изменить натяжение, а тем самым чувствительность. Такую регулировку надо проводить осторожно, чтобы не повредить растяжку.

Таким образом, если воспользоваться этой возможностью изменения чувствительности измерителя, то для однопредельных вольтметров можно обойтись без регулирующих сопротивлений и в качестве добавочных использовать сопротивления, несколько большие номинального значения. В многопредельных вольтметрах чувствительность регулируют на верхнем пределе измерения. На более низких пределах добавочные сопротивления невелики, их легче измерить и, таким образом, обойтись без переменных сопротивлений.

До сих пор мы имели в виду изготовление возможно более точных вольтметров, погрешность которых определялась бы в основном классом точности используемого измерителя тока. Если же допустимая погрещность устанавливается 5-10% или нет в распоряжении лабораторного вольтметра для градуировки, то пределы измерений просто принимаются равными произведениям тока полного отклонения стрелки прибора на номинальное сопротивление подключенного добавочного резистора.

В ряде случаев может помочь то обстоятельство, что относитель-" --ная погрешность сопротивления уменьшается, если сопротивление образуется последовательным соединением нескольких сопротивлений меньшей величины. В самом деле, точное значение сопротивления есть величина случайная, которая в пределах допуска с равной веро-, ятностью может быть и больше номинального значения и меньше его. При последовательном соединении сопротивлений те отклонения, которые имеют разные знаки, в какой-то мере взаимно погашаются.

В соответствии с теорией вероятностей при последовательном соединении п сопротивлений одного номинала R с допуском ± 6 % в 997 случаях из 1 ООО, т. е. практически всегда, предельная абсолютная погрешность их суммы nR не превысит величины ±0,01 6rY «, а относительная погрешность -величины+ п%- Это значит, что, например, сумма четырех сопротивлений, каждое из которых имеет номинал r и допуск ±10%, эквивалентна одному сопротивлению номинала 4R с допуском ±5%.

Эти рассуждения справедливы, если резисторы вибираются наугад, но нз большого количества При этом нужно помнить, что на заводах сортировка и разбрэковко производятся таким образом, -Что в одну коробку могут попасть сопротивления только с одним знаком отклонения от номинала.



Прн измерении напряжений переменного тока измеритель тока включают через выпрямитель, чаше всего мостового типа, на германиевых или меднозакисных выпрямителях. Для уменьшения влияния характеристик выпрямителей на линейность шкалы н ее неизменность ток через выпрямители должен быть достаточно большим. Поэтому авометры прн измерении напряжений переменного тока имеют невысокие сопротивления, порядка 2-7 кож/е. Изменения параметров выпрямителей во времени и под действием температуры приводят к возрастанию погрешностей показаний. Так, если класс точности ампервольтметра Ц-52 по постоянному току 1,5, то по переменному току он равен 2,5, для ампервольтметра ТТ-2 - соответственно 2,5 и 4.

Электростатические вольтметры

Действие измерительного механизма электростатической системы основано на взаимодействии электрически заряженных проводников. По сути дела, это - конденсатор с системой подвижных и неподвижных электродов. Когда к прибору приложено напряжение, то на электродах возникают заряды разного знака, как у всякого конденсатора. Но поскольку один электрод подвижен, он перемещается в направлении неподвижного, увеличивая емкость системы, н увлекает за собой соединенную с ним стрелку или зеркальце светового указателя.

В низковольтных приборах (вольтметрах) используется угловое перемещение подвижной части, и емкость прибора меняется за счет изменения активной площади электродов. В киловольтметрах меняется расстояние между электродами.

В отличне от всех остальных электромеханических измерительных механизмов, действие которых основано на взаимодействии магнитных полей и которые являются измерителями тока, в электростатическом приборе усилие создается непосредственно приложенным напряжением.

Угол отклонения подвижной части а связан с приложенным напряжением следующей зависимостью:

а = -t/2-, (22)

2£e; Да

где W - удельный противодействующий момент растяжек; АС/Аа - множитель, показывающий скорость изменения емкости системы в зависимости от угла поворота подвижной части.

Так как отклонение подвижной части зависит от квадрата напряжения, то перемена его полярности не меняет знака отклонения . н вольтметр оказывается пригодным для измерения не только постоянных, но и переменных напряжений. При этом из-за ннерцни подвижная часть, начиная с 10-20 гц, не успевает следовать за изменениями напряжения и реагирует на среднее значение квадрата напряжения. Но среднее значение квадрата напряжения равно квадрату его действующего (эффективного) значения, ввиду чего на переменном токе электростатические вольтметры показывают действующее значение напряжения. От формы кривой показания не зависят.

Шкала электростатического вольтметра нелинейна из-за квадратичной зависимости угла от напряжения и нелинейного множителя



ДС/А«. Выбирая определенную форму электродов, можно получить практически линейную шкалу, начиная с некоторого угла, определяемого минимальной начальной емкостью системы. Так и поступают при конструировании промышленных вольтметров, шкала которых в рабочей своей ча«ти (30-100%) приближенно линейна.

Вращающий момент в электростатических приборах мал. Поэтому подвижную систему укрепляют на растяжках и применяют световой указатель с однократным и многократным отражением луча, чтобы уменьшить угол отклонения. Для повышения вращающего, момента уменьшают также, насколько возможно (примерно до 0,3 мм), расстоинне между электродами и увеличивают нх число (число камер). Интересный путь повышения точности вольтметра при малом вращающем моменте предложен недавно А. Н. Гуторовой. -Он заключается в сравнении вращающего момента не с противодействующим моментом растяжек, которые имеют упругое последствие в 0,5%, а с моментом инерции подвижной части. Основная погрешность такого автоколебательного вольтметра с цифровым отсчетом (регистрируется частота автоколебаний) может быть снижена до 0,03%.

Кроме трудностей, связанных с малой величиной вращающего момента, перед конструкторами низковольтных электростатических вольтметров встает проблема снижения контактной разности потенциалов между подвижными и неподвижными электродами. Даже для электродов из одного материала контактная разность потенциалов может достигать величины 0,5 в. Погрешность от нее проявляется в различии показаний при изменении полярности электродов или при переходе от измерения постоянного напряжения к измерению переменного. Для уменьшения контактной разности потенциалов электроды золотят (например, методом катодного распыления в вакууме), обезжиривают и осушают.

В опытных экземплярах вольтметров С-70, которые имеют самый низкий предел измерения 10 е, контактная разность потенциалов была снижена до 0,03-0,05 в

Для получения повышенной точности путем исключения контактной разности потенциалов измерения проделывают дважды, меняя каждый раз полярность электродов; измеряемое напряжение принимают равным полусумме обоих показаний. Действительно, контактную разность потенциалов можно представить себе как последовательно включенную с прибором батарею. Ее полярность относительно электродов неизменна и не зависит от полярности измеряемого напряжения. Поэтому при суммировании показаний э. д. с. батареи в одном случае сложится с измеряемым напряжением и войдет в сумму со знаком плюс, а в другом вычтется, т. е. войдет в сумму со знаком Минус, и сумма показаний будет равна удвоенному значению измеряемого напряжения.

Собственное потребление электростатических вольтметров на постоянном токе очень мало. Теоретически измерительный механизм представляет собой чистую емкость, и потребление активной мощности должно было бы полностью отсутствовать. В реальных условиях это не так. При подключении вольтметра к источнику постоянного напряжения вначале через него протекает ток заряда емкости прибора, который можно считать чисто реактивным током смещения, а после установления положения равновесия - ток проводимости, определяемый несовершенством изоляции (ток утечки). Ток, протекающий через вольтметр в первый момент, представляет собой ток



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [ 7 ] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

0.0009