Файл: Рождественская Т.Б. Аппаратура для точного измерения больших сопротивлений, малых постоянных токов и методы ее поверки.pdf

Время измеряется электрическим секундомером (цена деления 0,01 с) и погрешность его измерения б/ не превышает ± 0 , 1 % .

ЛL

Рис. 35. Эквивалентная схема компенсационного метода измерения с применением конденсатора постоянной емкости:

Очевидно, что количества электричества dQx и dQn, созда­ ваемые на левой пластине Со измеряемым, и паразитными то­ ками в единицу времени, равны и противоположны по знаку количеству электричества, создаваемого вследствие изменения напряжения dV, прикладываемого к конденсатору С0 :

изменение потенциала на зажимах нулевого индикатора, ко­ торое также можно представить в виде постоянной части —• порога чувствительности нулевого индикатора Ua и перемен­ ной, выражающей изменение потенциала левой пластины С0

89

в результате натекания паразитных зарядов, генерируемых ди­ электриками. Экспериментально было найдено, что это изме­ нение происходит линейно, т. е. Uy=Un+k{t, где k\ — также коэффициент пропорциональности в В/с. Учитывая, что член

Сравнив выражения (3.4) и (3.7), заметим, что в формуле (3.7) все члены, кроме первого, представляют собой погреш­ ности измерения тока, возникающие из-за наличия определен­ ного порога чувствительности нуль-индикатора и натекания паразитных зарядов. Рассмотрим отдельно каждую состав­ ляющую погрешности и дадим ей оценку, исходя из имеющих-

ся экспериментальных данных. Членами —— и —— опре-

деляются токи утечки по сопротивлениям изоляции

Сопротивления i?„i, Ry, RK2 выполнены из полированного янтаря, поэтому можно считать, что их суммарное значение

90

между пластинами Со весьма велико. Если принять его рав­

Таким образом, средняя квадратическая погрешность из­ мерения в соответствии с выражением (3.5) в основном для тока Ю - 1 5 А определяется погрешностью, возникающей из-за генерации паразитных зарядов диэлектриками. Для других диапазонов тока при прочих одинаковых условиях погреш­ ность, обусловленная этим фактором, будет соответственно меньше.

Результаты анализа погрешностей компенсационного мето­ да приведены в табл. 11.

Цифры, приведенные в таблице, показывают, что при из­ мерении токов в диапазоне Ю - 1 4 — Ю - 1 5 А основными источни-

91

ками погрешностей является «генерация» паразитных зарядов, нечувствительность нуль-нпдикатора и ионизационные токи, возникающие в измерительном объеме. С увеличением диапа­ зона измеряемого тока до Ю - 1 0 А погрешность, вызванная влиянием помех, становится соизмеримой с основными источ­ никами погрешности н не имеет решающего значения.

Из сказанного следует, что для обеспечения наименьшей погрешности измерения токов в области Ю - 1 4 — Ю - 1 5 А необхо­ димо стремиться к уменьшению объема (количества) исполь­ зуемых диэлектриков в ответственных узлах и к осуществле­ нию наиболее рациональной конструкции, позволяющей в мо­ мент измерения свести число диэлектриков, подключающихся к центральному узлу, к минимуму.

Компенсационный метод может быть применен и в режиме неизменного напряжения путем компенсации изменением ем­ кости. Обычно лабораторные установки, основанные на ком­ пенсационных, наиболее точных, методах измерения, сложны и состоят из отдельных специально подобранных и разрабо­ танных элементов.

Большинство показывающих приборов, выпускаемых про­ мышленностью, основано на измерении напряжения на извест­ ном BbicoKOQMHOM сопротивлении.

92

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ

п о с т о я н н ы х т о к о в

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ

Большинство рассмотренных выше методов применяется при создании приборов, выпускаемых серийно.

Особое место среди приборов, использующихся для изме­ рений в высокоомных цепях, занимают электростатические электрометры [53, 54]. Обзор современного состояния вопро­ са в этой области приборостроения приведен в [37]. Электро­ метры обладают большим входным сопротивлением (до 101в Ом), но сравнительно небольшой чувствительностью —

300дел./В, например струнный электрометр типа ЭС-2.

Впоследнее время появились новые работы в этом на­ правлении, позволяющие создать на основе применения опе­ рационных усилителей с преобразователем [133, 134] электро­

ный преобразователь-усилитель ЭПУ-1С, входное сопротивле­ ние которого 101 5 Ом, дрейф нуля 0,4 мВ/день, пределы изме­ рения 0—500 В, погрешность измерения ±(1—-2)%.

Наиболее широкое распространение получили электромет­ рические усилители постоянного и переменного токов. Некото­ рые типы таких приборов, выпускаемые зарубежными фирма­ ми и отечественной промышленностью, приведены в табл. 12. Из таблицы следует, что погрешность измерения тока нахо­ дится в пределах ±(1—6) % для приборов зарубежных фирм и ±(1,5—10)% — отечественной промышленности. Эти дан­ ные соответствуют рекламным. Если же учесть величину шу­

Как уже отмечалось, приборы, выпускаемые промышлен­ ностью, выполняются как показывающие. Однако существует возможность создания приборов более высокого класса точ­ ности с использованием компенсационных методов.

93