Файл: Векслер, М. С. Измерительные приборы с электростатическими механизмами.pdf

89

тических приборов высокой стабильности позволили разработать электронные приборы с лучшими техническими данными. При этом измерительные уст­ ройства с электростатическим выходным прибором лучше, чем с приборами других систем; их преимущества: 1) высокая точность; 2) широкий частот­ ный диапазон; 3) практическое отсутствие влияния формы кривой; 4) весьма малое потребление мощности из измерительной цепи.

Промышленностью выпускаются приборы для измерения напряжения, тока и мощности (табл. 3-7).

Рис. 3-24. Структурные схемы автокомпенсационных приборов: а — вольт­ метров и миллиамперметров; б — вольтмиллиамперметров

Структурные схемы вольтметров, миллиамперметров (рис. 3-24, а) или комбинированных приборов вольтмиллиамперметров (рис. 3-24, б) принципи­

браны из расчета, что при токе, равном конечному значению рабочей части, шкалы, падение напряжения на шунтах на всех пределах постоянно.

Напряжение, снимаемое с делителя напряжения или шунта, подается на вход измерительного усилителя напряжения. Для выполнения условий по­ лучения минимальной погрешности усилителя от изменения его параметров (ламп, резисторов и т. д.) в используемых схемах применяется сочетание ма­ лых местных обратных связей и повышенного общего коэффициента усиления разомкнутой цепи с петлевым усилением общей отрицательной обратной связи. Эти параметры обеспечены за счет: 1) применения электронных ламп с боль­ шой крутизной; 2) оптимального выбора элементов схемы; 3) повышения на­ пряжения питания анодных цепей; 4) раздельного питания цепей накала.

90

Схема автокомпенсационного малокосинусного микроваттметра Ф585 [26] отличается от рассмотренных выше схем (рис. 3-25). При измерении входные преобразователи напряжения 3 и тока 8 включаются соответственно парал­ лельно и последовательно с нагрузкой 2. Выходные напряжения преобразова­ телей после усиления в 4 и 7 поступают на вход фотоэлектрометрического преобразователя 5, с помощью которого осуществляется пропорциональное преобразование измеряемой активной мощности в нагрузке в эквивалентное значение постоянного тока, измеряемого выходным микроамперметром, про­

преобразователем 3 и электрометром 2. Длительность переходных процессов регулируется изменением СЗ. Фазовая погрешность прибора снижена использованием схемных и конструктивных ре

3-5. Высокочувствительные электрометры

В связи с необходимостью измерения весьма малых постоянных токов и электрических зарядов, очень больших сопротивлений и малых напряжений от высокоомных источников во многих областях науки и техники до настоя­ щего времени используются одни из самых старых электроизмерительных при­ боров — электростатические электрометры различных конструкций, удовлетво­ ряющие этим требованиям [29]. Наряду с квадрантными электрометрами, о которых шла речь выше (гл. 1 и 3), в нашей стране выпускаются и ши­ роко используются струнный электрометр ЭС-2 и крутильные электрометры СГ-1М и СГ-2М [22]. Основные технические характеристики этих электромет­ ров приведены в табл. 3-8.

Струнный электрометр состоит из платиновой нити 1 (см. рис. 1-3, е) толщиной от 1 мкм до 5 мкм, длиной 50—100 мм, перемещающейся в электро­ статическом поле между двумя металлическими электродами — ножами 2. Перемещение нити наблюдается в микроскоп. Верхний конец нити прикреп­ ляется к изолированному янтарем металлическому штифту, нижний — к ян­ тарному штифту или тонкому кварцевому кольцу. Натяжение нити может ре­ гулироваться с помощью микрометрического винта. Расстояние между ножами

91

электрометра, укрепляемыми также на янтарных изоляторах, может изме­ няться.

Для струнного электрометра, как и для квадрантного, возможны три схемы включения (рис. 1-7). По сравнению с квадрантным струнный электро­ метр имеет меньшую емкость и меньшее время успокоения (несколько сотых долей секунды).

Крутильные электрометры (рис. 1-3, ж) имеют два (СГ-2М), либо четыре (СГ-1М) ножа, между которыми на кварцевых петельках подвешен стерже­ нек с горизонтально укрепленным на нем коромыслом с указателем на конце. Угол поворота указателя коромысла отсчитывается посредством микроскопа. Чувствительность крутильных электрометров относительно невелика, однако при этом мала их собственная емкость, в связи с чем они используются в ос­ новном для измерения зарядов.

Электростатические электрометры выпускаются различными зарубежными фирмами табл. 3-9.

Таблица 3-9

Характеристики некоторых электрометров

Квадрантный электрометр Комптона обладает высокой чувствительностью и применяется для измерения очень малых зарядов и разностей потенциалов. Его можно использовать как в качестве электрометра, так и в качестве элек­ тростатического вольтметра.

92