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静电电压表、静电计、静电电位仪的选用

静电信息网 www.ESD-china.com 2004-09

静电电压测量仪表有接触式和非接触式，一般接触式静电电压表如FS3静电计的测量精度高些，但只能适用于测量金属体的静电电压或电位，而非接触式测量时勿需同带电体接触，不但能测量金属体的静电，也能测量绝缘体的静电，且对被测量物体影响小。非接触式静电测量仪主要有直接感应式、振动电容式、旋转叶片式等几种结构。

1、直接感应式

　现在国内大部分的静电电压表都是属于这种类型，如EST101防爆型静电电压表等，其测量静电电压的基本原理是利用探头与被测带电体之间的电容直接感应放大后显示静电电压。由于静电感应，用这种仪表测量得到的是带电体表面的电压(或电位)的平均值，对于同一仪表，只要改变探头至被测带电体的距离，亦即改变电容的大小即可以改变仪表的量程。

直接感应式仪表经过一段时间之后，探头上的感应电压将趋近于零。因此，直接感应式仪表不能用作固定接入的监测仪表。但这种仪表成本很低，因而价格低廉深受用户欢迎，但空气中的带电粒子、离子或仪表内部的漏电流会使仪表读数随时间而漂移，在对物体测量之前要在远离被测量物体或静电为零处清零，否测会因没有清零或清零不正确而产生非常大的误差。

2．旋转叶片式

这种仪表由测量探头，放大器、显示仪表等环节组成。其探头上有几个旋转叶片金属极片由电动机带动作旋转运动，随着极片不停地转动，感应极片上感应出持续的交流讯号电压。这种仪表探头上的交流讯号也是经过阻抗变换、放大、检波之后，再通过显示仪表显示被测电压。

为了辨别带电体的极性，可以借助给转动极片加上—定的电压，通过仪表指示可鉴别被测带电体电压的极性。旋转叶片式仪表也能用做固定接入的监测仪表。但这种仪表探头部分有一个小电动机，消耗能量较多，而且容易受环境影响较大，电动机容易磨损也会产生干扰，探头体积较大。有些静电超过量程时可能指示不但不增加，还会随着电压的升高而读数变小的“反常”现象，因些不适于监测重要部门的静电，否则有可能出现极大的误差。

3.集电式仪

集电式仪表是利用放射性同位素使空气电离，借以测量被测带电体对地电压。其结构原理是放射性同位素(通常用镭)，在放射性同位素作用下，空气被电离，在被测带电体与探头之间形成微弱的气体导电区域，在集电片上产生一个直流讯号电压，仪表探头内有微量的放射性同位素。由于射线有可能泄漏，使用是不要对人体测量，而且探头前方空气气流速度会影响空气电离的密度，因而影响其测量准确性，在空气流速大时根本无法测量。

4．振动电容式

这种仪表如EST102振动电容静电计主要由测量探头、交流放大器、振荡器、相敏检波器、显示仪表、调零电源、稳压电源等组成。探极是一可振动的金属片，由于机械振动，探极与被测带电体之间的电容周期性地变化，于是，在被测带电体静电感应的作用下，在探极上产生一个周期性变化的电压讯号。因为交流讯号非常微弱，采用高输入阻抗的阻抗变换器接受汛号，经阻抗变换后输入给量程转换器。交流放大器接受量程转换器的输出讯号，予以放大后还原成直流信号。

性能	直接感应式	旋转叶片式	集电式仪	振动电容式
随时间漂移	较大或很大	小	小	小
探头磨损	无	有	放射性会衰减	无
受空气流动的影响	无	无	有	无
在线长时间监测	不能	能，但寿命短，	能，但受空气流动影响结果	能，不受环境影响
能否在离子环境中工作	不能	能，易受干扰	差，环境离子影响易受干扰	能，不受环境影响
能否远距离监测	不能	不能，电机耗电大	差，环境离子影响易受干扰	能，不环境影响
体积	可小	较大	较大	可很小
能耗	低	大	较大	较小
响应速度	较快	慢	慢	快
技术	普通	一般	一般	先进
成本价格	低	中	中	高

　　振动电容式仪表的探极上的交流讯号决定于被测带电体的电压和探极的振动，不随时间衰减，因此，这种仪表除可用作测量仪表外，还可用作固定接入的监测仪表。而采用振动电容式仪表还能在有带电粒子或离子如高压放电、离子风消电器产生的环境中稳定工作，也能在尘土较多，湿度较大的环境中稳定工作。不会像直接感应式仪表那样产生漂移，也没有旋转叶片式仪表那样因电动机转动造成磨损而影响寿命和产生“反常”误差，更不会像集电式仪表测量电压那样对人体产生有害的心理作用和受空气流动的影响。这种仪表成本高因而价格也高。

　　振动电容式仪表的探头可以做成体积很小，分辨率高（空间分辨率达mm量级),能耗低(几十mW或更低)，响应快以便用于长时间监测静电或电场的微型探头。