Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 2-2. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ВАТТМЕТРЫОснову электростатических ваттметров (ЭСВ) составляют квадрантные электрометры, содержащие кратное четырем число неподвижных электродов—квадрантов (1—4) и подвижный электрод
Рис. 2-4
Рис. 2-5 Принцип действия квадрантных электрометров основан на использовании изменения энергии электрического поля нескольких заряженных тел. Электрометры представляют собой конденсатор, в котором часть электродов подвижна. При условии углового перемещения электродов приложенные к «бисквиту» и квадрантам напряжения
В приборах на растяжках, противодействующий момент которых пропорционален углу отклонения а подвижного электрода, отклонение указателя
В соответствии с формулой (2-14) электростатические приборы могут применяться для измерения напряжений или величин, функционально с ними связанных, в частности — для измерения мощности. При измерении мощности в нагрузке шунту
где Известны как методические, так и конструктивные способы устранения этой погрешности [50]. К первым относится способ, требующий двух измерений: 1) измерение суммы
Рис. 2-6 Выражение (2-15) справедливо в предположении, что отсутствуют: 1) погрешности, обусловленные включением приборов в электрическую сеть, такие, как резонансные явления, вызываемые собственной емкостью электростатических механизмов и индуктивностью монтажных и подводящих проводов; сдвиг фаз между током, проходящим по шунту, и падением напряжения на нем; 2) погрешности, обусловленные конструктивно-технологическими особенностями: контактной разностью потенциалов (КРП), поляризацией и асимметрией измерительного механизма; 3) погрешности, обусловленные влиянием внешних факторов, к которым относятся электрические поля, температурные влияния, влажность, тряска и вибрация. В связи с тем что рассмотрению погрешностей электростатических приборов посвящен ряд работ [например, 16, 52], ниже остановимся только на погрешностях первой группы, т. е. на частотных и фазовых погрешностях. Будем считать, что принятые при изготовлении электростатического механизма конструктивные меры обеспечивают жесткость системы, устранение причин возникновения КРП, поляризации и влияния внешних факторов. Частотные погрешности электростатического ваттметра. Эквивалентная схема механизма, позволяющая оценить его частотную погрешность, анализ которой выполнен в работе [16], приведена на рис. 2-6, а, где С — собственная емкость прибора; r и L-активное сопротивление и индуктивность подводящих и монтажных проводов. (Наличие величин С и
Вводя резонансную частоту
Из последнего выражения видно, что частотная погрешность тем меньше, чем выше резонансная частота. Повышение резонансной частоты достигается снижением значений С и Такой подход к оценке частотных погрешностей справедлив для вольтметров, предназначенных для высокочастотных цепей, когда индуктивное сопротивление подвеса много больше активного. При этом фактором, определяющим частотную погрешность, является резонансная частота прибора. В ваттметрах имеют место и другие источники частотной погрешности, поэтому область частот, при которых они могут применяться, ограничивается десятками килогерц. На этих частотах можно пренебрегать индуктивностью подводящих и монтажных проводов (рис. 2-6,б). Погрешность ваттметра, обусловливаемая реактивностью параллельной цепи, исследована в работе [79]. Если емкость между «бисквитом» и обеими парами квадрантов равна Падение напряжения на подвесе
а частотная и угловая погрешности соответственно
Эти погрешности позволяет получить максимальное значение частоты Вторым источником частотной погрешности является реактивность шунта, обусловливающая сдвиг фазы тока в нем относительно падения напряжения. Если этот сдвиг фазы обозначить
Так как
Где Как видно из выражения (2-18), эта погрешность зависит от сдвига фазы в цепи большей Номинальные напряжения ваттметра, лежащие в пределах 100—1100 В, изменяются резистивным делителем. Промышленный образец электростатического электрометра высокой точности разработан во ВНИИЭП [52]. Приборы типа Общая для всех приборов непосредственной оценки погрешность отсчитывания показаний при приемлемых габаритах прибора уменьшена до пренебрежимо малого значения применением светового отсчета, позволяющего получить двухрядную нониусную шкалу. Контактная разность потенциалов (КРП) специальной обработкой электродов и их золочением снижена до 15-25 мВ, при этом погрешность не превышает 0,03-0,05%, если номинальное напряжение не менее 50 В. Температурная погрешность, обусловленная в основном зависимостью модуля упругости материала растяжек от температуры, достигающая в некомпенсированных приборах Фазовые погрешности самого электростатического механизма, как показано выше, невелики, что обеспечивает возможность применения ваттметра типа Использование таких ваттметров в области промышленных частот при
Напряжение на выходе
При этом напряжения между электродами
Рис. 2-7 откуда
Ваттметр имеет 9 номинальных значений тока в диапазоне от 0,1 до 500 мА и 10 номинальных значений напряжения в диапазоне от 20 мВ до 300 В, что обеспечивает пределы измерения мощности Частотная компенсация резистивных делителей напряжения обеспечивается шунтированием части их сопротивлений конденсаторами. Погрешность шунтов от изменения частоты устраняется также с помощью конденсаторов и (или) катушек взаимной индуктивности. Основная погрешность ваттметра в диапазоне частот 20 Гц —20 кГц и при
|
1 |
Оглавление
|