測(cè)量物體表面產(chǎn)生的靜電電壓的裝置——靜電計(jì)

什么是靜電計(jì)？

靜電儀器是測(cè)量物體表面產(chǎn)生的靜電電壓的裝置。

這是一種配備有表面電位傳感器的裝置，可以進(jìn)行非接觸式測(cè)量，通過(guò)將表面電位傳感器指向測(cè)量對(duì)象來(lái)測(cè)量表面電位。測(cè)量靜電的設(shè)備也稱為表面靜電計(jì)或靜電電位測(cè)量設(shè)備，主要用于制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，但也出售與安裝環(huán)境兼容的設(shè)備。

靜電計(jì)的使用方法

以下問題都是由生產(chǎn)過(guò)程中的靜電引起的，但為了采取措施加以預(yù)防，首先需要準(zhǔn)確測(cè)量靜電的產(chǎn)生量。在驗(yàn)證和評(píng)估對(duì)策的有效性時(shí)也會(huì)測(cè)量靜電的大小。根據(jù)工藝的不同，它可以用于持續(xù)監(jiān)控靜電產(chǎn)生的狀態(tài)。

1.異物附著

這可能會(huì)導(dǎo)致帶電異物（灰塵等）附著在帶電產(chǎn)品上等問題。例如，在噴漆過(guò)程中會(huì)造成涂層不均勻。

2.靜電損壞（ESD損壞）

半導(dǎo)體元件（例如集成電路）的電路元件可能會(huì)被靜電放電損壞。

3. 故障

當(dāng)靜電放電時(shí)，以微小電流和電壓運(yùn)行的設(shè)備（電子天平、重量檢查器、金屬探測(cè)器等）可能會(huì)受到電磁噪聲的影響。

4、對(duì)人體的放電等。

帶電物體向人體的靜電放電，不僅會(huì)給人體帶來(lái)疼痛和不適，還會(huì)引起設(shè)備故障和著火（易燃物著火）。

靜電計(jì)原理

當(dāng)物體表面帶電并產(chǎn)生靜電時(shí)，周圍就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。靜電計(jì)測(cè)量該電場(chǎng)強(qiáng)度并計(jì)算靜電電壓。一般靜電計(jì)（表面靜電計(jì)）的原理如下。

表面電位傳感器利用靜電感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)檢測(cè)電極接收到來(lái)自帶電物體的靜電場(chǎng)強(qiáng)度Eo（與充電電壓Vo成正比）時(shí)，檢測(cè)電極表面就會(huì)積累感應(yīng)電荷q。因此，如果在檢測(cè)電極和物體之間放置一塊足夠覆蓋整個(gè)檢測(cè)電極的屏蔽板并以恒定速度旋轉(zhuǎn)，則檢測(cè)電極中積累的感應(yīng)電荷q將在被屏蔽覆蓋的瞬間被釋放。當(dāng)屏蔽板經(jīng)過(guò)時(shí)，也會(huì)積聚感應(yīng)電荷q。電荷q的周期性運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)交流電流Is的大小，取決于電場(chǎng)強(qiáng)度，因此通過(guò)測(cè)量電流Is，可以確定物體表面的帶電電壓Vo。

然而，利用上述測(cè)量方法，測(cè)量值很大程度上取決于表面電位傳感器和測(cè)量目標(biāo)之間的距離。隨著與測(cè)量目標(biāo)距離的增加，電場(chǎng)減弱，因此測(cè)量值不可避免地會(huì)顯得較小。因此，需要保持測(cè)量目標(biāo)與表面電位傳感器之間的規(guī)定距離。

另外，還有電壓反饋式表面電位計(jì)作為解決上述依賴于測(cè)量距離的問題的裝置。這將高壓電源連接至檢測(cè)電極并調(diào)整高壓電源的電壓輸出使得交流電流Is變?yōu)榱?。?dāng)被測(cè)物體的電壓與傳感器的電壓相同時(shí)，電流Is停止流動(dòng)，因此此時(shí)高壓電源的輸出電壓可以說(shuō)等于被測(cè)物體的充電電壓。被測(cè)量。

靜電計(jì)的使用方法

要使用通用靜電計(jì)測(cè)量帶電物體的靜電，請(qǐng)按照以下步驟操作。

1. 將表面電位傳感器放置在靜電計(jì)確定的距離處，表面電位傳感器的檢測(cè)電極與待測(cè)表面平行。
2. 將測(cè)量范圍設(shè)置為高于預(yù)期電壓并開始測(cè)量。獲得粗略測(cè)量值后，調(diào)整測(cè)量范圍并使用測(cè)量值。

用電壓反饋表面電位計(jì)測(cè)量時(shí)，表面電位傳感器的檢測(cè)電極與被測(cè)物體表面平行放置，但無(wú)需嚴(yán)格確定與物體的距離。逐漸增加高壓電源的電壓，找到流向檢測(cè)電極的交流電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)。此時(shí)高壓電源的輸出電壓就成為被測(cè)物體的帶電電壓，測(cè)量值的單位為V或KV。通過(guò)假設(shè)靜電的最大電壓來(lái)選擇合適的設(shè)備非常重要。

有關(guān)靜電計(jì)的其他信息