Рисунок 2.15 – Схема включения вольтметра с измерительным трансформатором напряжения

Рисунок 2. 15 – Схема включения вольтметра с измерительным трансформатором напряжения

         Измерительная цепь электромагнитного вольтметра представляет собой последовательное соединение неподвижной катушки и добавочного резистора. Ток полного отклонения вольтметра равен 25 – 50 мА, с понижением предела измерения это значение возрастает и достигает 100 – 200 мА при напряжении 15 – 30 В. Добавочные резисторы применяют в многопредельных вольтметрах с наибольшим пределом измерения 600 В. Пределы измерения электромагнитного вольтметра могут быть расширены с помощью измерительных трансформаторов напряжения ТVN (рис. 2. 15), где A, X — зажимы первичной обмотки; а, х — зажимы вторичной обмотки. Первичную обмотку трансформатора напряжения с малым числом витков подключают параллельно участку цепи, на котором измеряется напряжением U_1, вторичную обмотку с напряжением U₂ и малым числом витков соединяют с вольтметром.

Вторичная обмотка замкнута на большое сопротивление, вследствие чего токи в обмотках малы и трансформатор напряжения работает в условиях, близких к холостому ходу.

Трансформатор напряжения представляет собой маломощный силовой трансформатор.

Измеряемое напряжение определяют посредством умножения показаний вольтметра на номинальный коэффициент трансформации
 k_{U ном}, т. е.

              (2. 36)

Шкала вольтметра может быть отградуирована в значениях первичного напряжения.

В паспорте трансформатора напряжения указывают его номинальную мощность, которая должна быть больше или равна сумме мощностей потребления включенных приборов.

Для трансформатора напряжения характерны погрешности в передаче значений напряжения, фазы. Классы точности трансформаторов напряжения 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5.

   Расширение пределов измерения электромагнитных амперметров и вольтметров сопряжено с увеличением погрешности измерения.

 

2. 6 Электростатические измерительные приборы

 

Принцип работы электростатических измерительных приборов основан на взаимодействии электрически заряженных электродов, разделенных диэлектриком. Конструктивно электростатические приборы представляют собой разновидность плоского конденсатора, так как в результате перемещения подвижной части изменяется емкость системы. Практическое применение нашли приборы с поверхностным механизмом (изменение емкости осуществляется за счет изменения активной площади электродов) и с линейным механизмом (изменение емкости осуществляется за счет изменения расстояния между электродами).

На рис. 2. 16 представлен прибор с поверхностным измерительным    механизмом. Он состоит из неподвижных электродов 1 и подвижных электродов 2, укрепленных на оси. Электроды выполняются из алюминия. Измеряемое напряжение U, приложенное к неподвижным и подвижным электродам, создает между ними электростатическое поле, энергия которого _{э =} CU²/2, где С — емкость между электродами.

Электростатические силы взаимодействия заряженных электродов создают вращающий момент, под действием которого подвижные электроды втягиваются в пространство между неподвижными и изменяют активную площадь электродов, т. е. изменяют емкость С:                                                                                                                    

 / = ( (2. 37)

Рисунок 2. 16 – Устройство электростатического измерительного механизма

       Подвижные электроды втягиваются до тех пор, пока вращающий момент не станет равен противодействующему моменту.
       Из условия равенства моментов следует, что

           (2. 38)

       Шкала прибора квадратичная, поэтому изменение полярности приложенного напряжения не изменяет направления вращения. При приложенном напряжении прибор реагирует на среднее значение момента за период:
=0, 5 (2. 39)

где u (t) = мгновенное значение переменного напряжения; U - среднеквадратичное значение напряжения; Т — период. -*

Достоинства электростатических приборов — высокое входное
сопротивление; малая, но переменная входная емкость; малая мощность потребления; возможность использования как в цепи постоянного, так и в цепи переменного токов; широкий частотный диапазон; независимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения. Показания прибора соответствуют среднеквадратичному значению измеряемого напряжения. К недостаткам электростатических приборов относят квадратичную шкалу; малую чувствительность из-за слабого собственного электрического поля; невысокую точность; возможность пробоя между^- электродами; необходимость экрана.

Электростатические вольтметры применяют для измерения в цепях с маломощными источниками и при лабораторных исследованиях в цепях высокого напряжения. В совокупности с электронными усилителями их используют как высокочувствительные электрометры и вольтметры переменного тока.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: