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靜電電壓表、靜電計、靜電電位儀的選用

 中國靜電資訊網 www.ESD-china.com    2004-09

     靜電電壓測量儀錶有接觸式和非接觸式，一般接觸式靜電電壓表如FS3靜電計的測量精度高些，但只能適用於測量金屬體的靜電電壓或電位，而非接觸式測量時勿需同帶電體接觸，不但能測量金屬體的靜電，也能測量絕緣體的靜電，且對被測量物體影響小。非接觸式靜電測量儀主要有直接感應式、振動電容式、旋轉葉片式等幾種結構。

 1、直接感應式

   　現在國內大部分的靜電電壓表都是屬於這種類型，如EST101防爆型靜電電壓表等，其測量靜電電壓的基本原理是利用探頭與被測帶電體之間的電容直接感應放大後顯示靜電電壓。由於靜電感應，用這種儀錶測量得到的是帶電體表面的電壓(或電位)的平均值，對於同一儀錶，只要改變探頭至被測帶電體的距離，亦即改變電容的大小即可以改變儀錶的量程。

 直接感應式儀錶經過一段時間之後，探頭上的感應電壓將趨近於零。因此，直接感應式儀錶不能用作固定接入的監測儀錶。 但這種儀錶成本很低，因而價格低廉深受用戶歡迎，但空氣中的帶電粒子、離子或儀錶內部的漏電流會使儀錶讀數隨時間而漂移，在對物體測量之前要在遠離被測量物體或靜電為零處清零，否測會因沒有清零或清零不正確而產生非常大的誤差。

 2．旋轉葉片式

    這種儀錶由測量探頭，放大器、顯示儀錶等環節組成。其探頭上有幾個旋轉葉片金屬極片由電動機帶動作旋轉運動，隨著極片不停地轉動，感應極片上感應出持續的交流訊號電壓。這種儀錶探頭上的交流訊號也是經過阻抗變換、放大、檢波之後，再通過顯示儀錶顯示被測電壓。

    為了辨別帶電體的極性，可以借助給轉動極片加上—定的電壓，通過儀錶指示可鑒別被測帶電體電壓的極性。旋轉葉片式儀錶也能用做固定接入的監測儀錶。但這種儀錶探頭部分有一個小電動機，消耗能量較多，而且容易受環境影響較大，電動機容易磨損也會產生干擾，探頭體積較大。有些靜電超過量程時可能指示不但不增加，還會隨著電壓的升高而讀數變小的“反常”現象，因些不適於監測重要部門的靜電，否則有可能出現極大的誤差。

3.集電式儀

    集電式儀錶是利用放射性同位素使空氣電離，藉以測量被測帶電體對地電壓。其結構原理是放射性同位素(通常用鐳)，在放射性同位素作用下，空氣被電離，在被測帶電體與探頭之間形成微弱的氣體導電區域，在集電片上產生一個直流訊號電壓，儀錶探頭內有微量的放射性同位素。由於射線有可能洩漏，使用是不要對人體測量，而且探頭前方空氣氣流速度會影響空氣電離的密度，因而影響其測量準確性，在空氣流速大時根本無法測量。

4．振動電容式

    這種儀錶如EST102振動電容靜電計主要由測量探頭、交流放大器、振盪器、相敏檢波器、顯示儀錶、調零電源、穩壓電源等組成。探極是一可振動的金屬片，由於機械振動，探極與被測帶電體之間的電容週期性地變化，於是，在被測帶電體靜電感應的作用下，在探極上產生一個週期性變化的電壓訊號。因為交流訊號非常微弱，採用高輸入阻抗的阻抗變換器接受汛號，經阻抗變換後輸入給量程轉換器。交流放大器接受量程轉換器的輸出訊號，予以放大後還原成直流信號。

　　振動電容式儀錶的探極上的交流訊號決定於被測帶電體的電壓和探極的振動，不隨時間衰減，因此，這種儀錶除可用作測量儀錶外，還可用作固定接入的監測儀錶。而採用國際先進技術設計的振動電容式儀錶還能在有帶電粒子或離子如高壓放電、離子風消電器產生的環境中穩定工作，也能在塵土較多，濕度較大的環境中穩定工作。不會像直接感應式儀錶那樣產生漂移，也沒有旋轉葉片式儀錶那樣因電動機轉動造成磨損而影響壽命和產生“反常”誤差，更不會像集電式儀錶測量電壓那樣對人體產生有害的心理作用和受空氣流動的影響。這種儀錶是目前國際上技術先進的靜電測量儀錶，但成本高因而價格也高。

　　振動電容式儀錶的探頭可以做成體積很小，解析度高（空間解析度達mm量級),能耗低(幾十mW或更低)，回應快以便用於長時間監測靜電或電場的微型探頭。

按特殊要求定做儀器與設備

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