ни піддаються сильному впливу зовнішніх електростатичних полів, володіють низькою чутливістю до напруги, мають нерівномірну шкалу, яку необхідно вирівнювати за рахунок вибору форми електродів, пластин, та ін.
Вельми мале споживання потужності з вимірювальної ланцюга особливо при роботі електростатичного приладу на постійному струмі, пояснюється тим, що воно обумовлено тільки короткочасним зарядним струмом і протіканням вельми малих струмів витоку через ізоляцію. На змінному струмі споживання потужності також невелика зважаючи на малу ємності ІМ і малих діелектричних втрат в ізоляції. Застосування в сучасних конструкціях хороших ізоляційних матеріалів дозволяє звести струми витоку діелектричні втрати в ізоляції до мізерно малих значень. Точність електростатичних приладів можна отримати високою за рахунок застосування спеціальних конструктивно-технологічних заходів щодо зниження похибок. В даний час розроблені переносні прилади (рис. 28) класів точності 0,2; 0,1 і 0,05.
Зазначені властивості електростатичних приладів визначають і області їх застосування. Ці прилади використовують головним чином для вимірювання напруги в колах постійного і змінного струмів. Вітчизняна промисловість випускає щитові вольтметри на напруги від 30 В до 15 кВ класів точності 1,0 і 1,5 з частотним діапазоном від 20 Гц до 3 МГц. Переносні вольтметри класів точності 0,5; 1,0 і 1.5 випускаються на напруги від 10 В до 3 кВ з частотним діапазоном до 35 МГц.
Малюнок 28 - Вимірювальний механізм переносного електростатичного приладу
Вольтметри самої високої точності (класів 0,05 і 0,1) мають межі виміру 50, 150 і 300В і частотний діапазон від 20 Гц до 500 кГц. З кожним роком збільшується випуск високовольтних приладів на напруги від 7,5 В до 300 кВ.
Крім вимірювання напруги електростатичні прилади використовують для вимірювання інших електричних величин (потужності, опору, індуктивності і т. п.). Вимірювальні механізми електростатичної системи (малюнок 28) застосовують також у багатьох спеціальних приладах (автокомпенсатора, компараторах, високочутливих електрометрією та ін.).
Конструкції вимірювальних механізмів і вимірювальні ланцюга
Електростатичний ІМ являє собою систему рухомих і нерухомих електродів. Під дією вимірюваної напруги рухливі електроди повертаються щодо нерухомих у бік збільшення ємності системи.
Вираз для обертального моменту
ІМ.
З нього випливає, що для створення обертального моменту необхідно не тільки наявність напруги між електродами, але й зміна ємності між ними, що досягається за рахунок зміни активної площі електродів або відстані між ними (в кіловольтметрів) залежно від кута відхилення.
У випускаються приладах застосовують різні за формою і розмірами системи електродів. Вони складаються з нерухомих електродів, що встановлюються на керамічних ізоляторах, і рухливих, що закріплюються на осях рухомих частин. Для заспокоєння використовують сектори рухливих електродів (в магнітоіндукціонний заспокоювачах).
Малюнок 29 - Пристрій ЕС приладу.
Рівняння шкали:
де U- напруга, прикладена до тіл (пластинам);
С- ємність системи заряджених тел.
На малюнку 29 показано пристрій ЕС (конденсаторного) приладу. Механізм даного приладу складається з камери і пластини з кольорового металу, для того, щоб метал не піддавався корозії. Камера складається з двох пластин еліпсоїдального виду. Це зроблено для того, щоб вирівняти шкалу приладу, тому рівняння ємності носить нелінійний характер.
Протидіюча пружина (4) виготовлена ??за спеціальною технологією з термічною загартуванням з берилієвої бронзи, в якості подпятника використовується синтетичний агат, корунд, сапфір, рубін, для того, щоб з часом не змінювався момент тертя між підп'ятником і опорою (віссю-керном).
Похибки.
Основна похибка електростатичних приладів складається не тільки з похибок, характерних для багатьох систем електромеханічних приладів (погрішності відліку від пружного наслідки розтяжок, від зміни частоти і т. д.), а й з таких специфічних похибок, як похибки від контактної різниці потенціалів, термо ЕРС, поляризації діелектриків та ін.
Похибка від контактної різниці потенціалів обумовлена ??різницею робіт виходу електронів з поверхні електродів в діелектрик. При зміні полярності вимірюваного постійної напруги або при переході з постійного струму на змінний контактна різниця потенціалів UK викликає похибка
де U ном - номінальне значення в...
