Электростатический вольтметр может относиться к измерителю электростатического заряда, известному также как поверхностный вольтметр постоянного тока, или к вольтметру для измерения больших электрических потенциалов, традиционно называемый электростатическим вольтметром.
Поверхностный вольтметр постоянного тока - это прибор, который измеряет напряжение без передачи электрического заряда.
Он может точно измерять поверхностный потенциал (напряжение ) на материалах без физического контакта и поэтому нет электростатической передачи заряда или нагрузки источника напряжения.
Многие измерения напряжения невозможно выполнить с помощью обычных контактных вольтметров, потому что они требуют переноса заряда на вольтметр, вызывая загрузку и изменение напряжения источника. Например, при измерении распределения напряжения на поверхности диэлектрика любой метод измерения, требующий переноса заряда, независимо от его размера, изменит или уничтожит фактические данные .
На практике датчик для контроля электростатического заряда размещается близко (от 1 мм до 5 мм) к измеряемой поверхности, и корпус датчика приводится к тому же потенциалу, что и неизвестное, измеренное электронной схемой. Таким образом достигается высокая точность измерения, которая практически нечувствительна к изменениям расстояния между зондом и поверхностью. Этот метод также предотвращает дуговое замыкание между датчиком и измеряемой поверхностью при измерении высоких напряжений.
Принцип действия электростатического вольтметра аналогичен принципу действия электрометра, однако он предназначен для измерить высокие разности потенциалов; обычно от нескольких сотен до многих тысяч вольт.
Электростатический вольтметр использует силу притяжения между двумя заряженными поверхностями для создания отклонения стрелки, непосредственно калиброванной в вольт. Поскольку сила притяжения одинакова независимо от полярности заряженных поверхностей (пока заряд противоположен), электростатический вольтметр может измерять напряжение постоянного тока любой полярности.
Типичная конструкция изображена на гравюре. Поворотный сектор NN привлекается к фиксированному сектору QQ. Движущийся сектор уравновешивается небольшим грузом w и показывает напряжение стрелкой P. В более новых приборах груз заменен пружиной, что позволяет использовать счетчик как в горизонтальном, так и в вертикальном положении; эта форма изображена на фотографии. Фиксированный сектор изолирован от остальной части счетчика. Подвижный сектор в форме бабочки изготовлен из тонкой алюминиевой фольги. Как неподвижный, так и подвижный секторы хорошо отполированы и не имеют острых углов, чтобы минимизировать области высокого электрического напряжения. Движение сектора демпфируется воздушной лопаткой или токопроводящей лопаткой, закрепленной между магнитами. В другом варианте указатель заменен зеркалом, а потенциал отображается путем отклонения луча света по шкале.
Электростатический вольтметр не потребляет значительный ток от источника при использовании постоянного тока и относительно небольшой ток из-за емкости прибора при использовании переменного напряжения. Приборы этого типа выпускались с диапазонами до 100 000 вольт полной шкалы.
На Викискладе есть материалы, относящиеся к электростатическим вольтметрам. |