Измерительные устройства УВН

К измерительным устройствам, размещаемым на испытательном поле, относятся:

• — киловольтметры,
• — импульсные и статические делители напряжения,
• — токовые шунты, индукционные измерители тока (пояса Роговского),

измерительные шаровые разрядники.

Электростатические киловольтметры.

Электростатические киловольтметры основаны на действии сил электрического поля, а именно действии сил притяжения разноименно заряженных обкладок плоского конденсатора. Часть одной из обкладок подвижная и при появлении на ней зарядов под действием электрических сил она начинает отклоняться. На подвижной обкладке размещены зеркальце, а в киловольтметр встроен точечный источник света, луч которого падает на зеркальце и отражается на шкалу. Под действием электрических сил обкладка с зеркальцем разворачивается и отраженный луч передвигается по шкале. Действие киловольтметра иллюстрируется рисунком 3.

Рис. 3. Принцип действия электростатического вольтметра

Делители напряжения.

Делители напряжения предназначены для снижения измеряемого напряжения до величины, на которую рассчитан индикаторный прибор. К индикаторным приборам относятся стрелочные приборы, осциллографы, аналого-цифровые преобразователи и др.

Делители напряжения по назначению делятся на делители для измерений постоянных напряжений, квазистационарных напряжений (переменных синусоидальных и периодических иной формы) и импульсных напряжений.

По принципу действия делители делятся на резистивные (иногда называемые омическими), на емкостные и на комбинированные (емкостно-омические или компенсированные делители).

Для измерений постоянных напряжений используются только резистивные делители, в остальных случаях в зависимости от параметров квазистационарных и импульсных напряжений применяются также и остальные типы делителей. Более подробно параметры делителей будут рассматриваться в специальном курсе. Схемы разных типов делителей приведены на рис. 4.

А Б В Г Рис. 4. Схемы делителей напряжения.

А — резистивный (омический) делитель;

Б — резистивный делитель, низкоомное плечо которого внутреннее сопротивление индикаторного прибора;

В — емкостной делитель;

Г — емкостно-омический (компенсированный) делитель.

Под коэффициентом деления делителя понимают отношение воздействующего на делитель напряжения к напряжению, снимаемому с нижнего плеча делителя R2 :

У резистивного делителя:

У емкостного делителя:

У емкостно-омического делителя коэффициент деления есть частотнозависимая величина. При измерении прямоугольных импульсов его можно выразить:

Следует помнить, что в сопротивление и емкость входят входные сопротивление и емкость индикаторного прибора.

Индикаторными приборами при выполнении измерений постоянных и квазистационарных высоких напряжений с применением делителей напряжения служат различные типы стрелочных приборов, которые могут быть вынесены на пульт, а также электростатические киловольтметры. В случае Б (см. рис. 4) в качестве нижнего плеча делителя R2 используется внутреннее сопротивление ИП. Индикаторными приборами при измерении импульсных напряжений являются импульсные осциллографы. Отличительной особенностью импульсных осциллографов для выполнения высоковольтных импульсных измерений является:

• — большие допустимые значения входных напряжений (до 1000 В);
• — отсутствие входных усилителей (прямой вход на отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки ЭЛТ));
• — низкая чувствительность ЭЛТ, позволяющая пользоваться делителями с малыми коэффициентами деления;
• — наличие у осциллографа генератора подсветки, обеспечивающего яркое отображение измеряемого импульса на экране ЭЛТ, которое позволяет его фотографирование.