Недостатки:

• дополнительные погрешности из-за влияния гистерезиса и вихревых токов;

• зависимость показаний от частоты;

• невысокая точность щитовых приборов – обычно 1,5; 2,0.

Область применения. Приборы ферродинамической системы используют для измерений в цепях переменного тока в качестве ваттметров, частотомеров, фазометров, реже – в качестве вольтметров и амперметров, а также в самопишущих устройствах.

1.5. Приборы электростатической системы

Устройство. Приборы электростатической системы бывают двух разновидностей:

1. с изменяющейся площадью пластин;

2. с изменяющимся расстоянием между пласти­нами (рис. 8):

Обе разновидности имеют схожую конструкцию и состоят из:

1 – системы параллельных неподвижных пластин;

2– стрелки;

3 – оси;

4 – секторообразной алюминиевой пластины.

Остальные детали – подпятники, противодействующая пружина, балансные грузики, корректор, шкала, воздушный или магнитоиндукционный успокоитель – подобны деталям приборов других систем.

Принцип действия. Перемещение подвижной части приборов этой системы происходит в результате взаимодействия электрически заряженных пластин (проводников), разделенных диэлектриками. При перемещении подвижной части изменяется емкость между пластинами вследствие изменения их площади или расстояния между ними.

В приборах с изменяющейся площадью пластин при включении в измеряемую цепь неподвижные пластины заряжаются одноименными зарядами, а подвижная – зарядом противоположного знака. Под действием сил электрического поля подвижная пластина притягивается к неподвижным, поворачивается на оси и входит в зазор между ними, перемещая стрелку вдоль шкалы. Шкала прибора квадратична.

Приборы с изменяющимся расстоянием между пластинами состоят из двух неподвижных пластин, одна из которых при измерениях заряжается положительно, а другая – отрицательно. Между ними размещается подвижная пластина, электрически соединенная с одной из неподвижных. В результате взаимодействия подвижная пластина отталкивается от одной неподвижной пластины и притягивается к другой, перемещая ось и стрелку на угол .

Достоинства:

• пригодность для изме­рений в цепях переменного и постоянного токов;

• нечувствительность к изменению температуры окружающей среды;

• ничтожная потребляемая мощность;

• высокое входное сопротивление;

• широкий частотный диапазон;

• независимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения (показания прибора соответствуют среднеквадратическому значению измеряемого напряжения).

Недостатки:

• нелинейность шкалы (квадратичная шкала);

• низкая чувствительность;

• невысокая точность;

• возможность пробоя между электродами;

• необходимость в экране.

Область применения. Приборы пригодны только для измерения напряжения (постоянного и переменного). Включаются в измеряемую цепь по схеме включения вольтметра. Применяют в высоковольтных маломощных цепях устройств проводной и радиосвязи.

1.6. Приборы термоэлектрической системы

Устройство. Приборы состоят из термоэлектрического преобразователя (нагревателя и термопары), соединенного с измерительным механизмом магнитоэлектрической системы.

Термопреобразователи бывают контактные, бесконтактные и многоэлементные, содержащие несколько термопар для получения большей термо-э.д.с. В контактном преобразователе нагреватель и термопара соединяются посредством сварки или пайки. В бесконтактном преобразователе нагреватель и термопара разделены изолятором – стеклом, фарфором, окисью тантала и т. д. Для повышения чувствительности и уменьшения излучения тепла термопреобразователи помещают в стеклянный баллон, в котором создают вакуум.

Нагреватель изготавливают из платиноиридиевой, нихромовой или константановой проволоки.

Принцип действия. Измеряемый ток, проходя по нагревателю, подогревает место соединения термопары, на концах которой создается э.д.с., зависящая от разности температур места соединения термопары и её свободных концов. Под действием э.д.с. в цепи измерителя протекает постоянный ток.

Шкала прибора квадратична, а её начальный участок, составляющий примерно 20% всей шкалы, для отсчета не используют.

Схема включения зависит от рода измеряемой величины. При измерениях токов и напряжений приборы включают по схемам включения амперметров и вольтметров.

Достоинства. Общими достоинствами приборов этой системы являются:

• пригодность к использованию в цепях переменного и постоянного токов;

• независимость показаний от формы кривой тока или напряжения;

• широкий частотный диапазон;

• высокая чувствительность.

Недостатки:

• малая перегрузочная способность;

• малый срок службы термопар;

• зависимость показаний от температуры окружающей среды;

• невысокая точность.

Контактные термопреобразователи обладают высокой чувствительностью, но развивают небольшую термо-э.д.с., зависящую от направления тока. Безконтактные преобразователи не имеют указанного недостатка, но их чувствительность ниже, чем у контактных, а тепловая инерция довольно велика.

Область применения. Приборы применяют в основном для измерения высокочастотных токов в контурах и антеннах, в цепях высокой и звуковой частот. В качестве вольтметров приборы применяются реже из-за трудностей изготовления безреактивных добавочных сопротивлений.