Аналоговые измерительные устройства

Основная погрешность электростатических приборов складыва­ется из погрешности отсчета, от упругого последствия растяжек, от изменения частоты и температуры, погрешности от контактной разности потенциалов, термоЭДС, поляризации диэлектриков и др.

При перемене полярности измеряемого постоян­ного напряжения или при переходе с постоянного тока на переменный контактная разность потенциалов U_К, вызывает по­грешность

,                            (3.38)

где U_НОМ -  номинальное значение измеряемого напряжения.

          Для снижения UK до уровня 20 — 50 мВ применяется специаль­ная технология обработки поверхности электродов.

          Погрешность от термоЭДС появляется в результате примене­ния разнородных проводниковых материалов в измерительной цепи и наличия перепада температур в объеме ИМ. Значение этой погрешности определяется аналогично погрешности  от контактной разности потенциалов.

          Погрешность от поляризации диэлектрика возникает при подаче напряжения между электродами и обусловливает появление обратной ЭДС в измерительной цепи. Для снижения влияния поляризации диэлектрика применяют изоляционный материал с малым значением диэлектрической проницаемости, а также экранируют диэлектрик от подвижного электрода путем метал­лизации свободной поверхности, обращенной к подвижному электроду. Металлическое покрытие диэлектрика  электрически соединяют с подвижной частью.

          Частотная погрешность γ_f (в номинальной области частот) возникает из-за зависимости активного сопротивления проводов и растяжек от частоты,  наличия собственной емкости прибора и индуктивности проводов

,                        (2.39)

где f - частота измеряемого напряжения; f₀ - резонансная частота цепи  прибора  (в  пределах  30—100 МГц); C – собственная емкость прибора; R - сопротивление проводов и растяжек.

          В приборах с защитным сопротивлением R_З при работе на высоких частотах появляется дополнительная погреш­ность за счет емкостного тока

.                    (3.40)

Возрастание этой погрешности с увеличением частоты ограни­чивает применение защитного сопротивления до частот порядка 300 кГц.

Погрешность, обусловленная влиянием  внешних электростати­ческих полей, уменьшается экранированием прибора. Экран соеди­няют с одним из зажимов прибора и заземляют.

Температурная погрешность электростатического прибора вы­зывается изменениями упругости материала растяжек и емкости ИМ с изменением температуры:

,                   (3.41)

где β_W -  термоупругий коэффициент растяжек; β_С - температурный коэффициент изменения емкости ИМ.

В приборах класса точности выше 0,5 для компенсации температурной погрешности используются  различные конструктивные меры, например, крепление растяжек на термобиметаллических пластинах.