靜電測量儀器的原理

更新時(shí)間：2025-03-13

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當(dāng)物體表面帶電并產(chǎn)生靜電時(shí)，其周圍就會產(chǎn)生電場。靜電計(jì)測量該電場強(qiáng)度并計(jì)算靜電電壓。典型的靜電測量裝置（表面電位計(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)檢測電極受到來自帶電物體的靜電場強(qiáng)度Eo（與帶電電壓Vo成比例）時(shí)，在檢測電極表面會積聚感應(yīng)電荷q。因此，如果在檢測電極和物體之間放置一個(gè)足夠大的、可以覆蓋整個(gè)檢測電極的屏蔽板，并以恒定速度旋轉(zhuǎn)該屏蔽板，則在物體被屏蔽板覆蓋的瞬間，檢測電極中積累的感應(yīng)電荷q就會放電，然后，當(dāng)屏蔽板經(jīng)過時(shí)，感應(yīng)電荷q會再次積累。這種周期性運(yùn)動電荷q，即交流電流Is的大小取決于電場強(qiáng)度，因此，通過測量電流Is，就可以得到物體表面的帶電電壓Vo。

但上述測量方法，測量值高度依賴于表面電位傳感器與被測物體之間的距離。隨著與被測物體距離的增加，電場減弱，測量值顯示的偏小是不可避免的。因此，有必要在測量目標(biāo)和表面電位傳感器之間保持規(guī)定的距離。

另外還有電壓反饋型表面電位計(jì)，專門為解決對測量距離的依賴問題而設(shè)計(jì)的。將高壓電源連接到檢測電極，并調(diào)節(jié)高壓電源的電壓輸出，使得交流電流Is變?yōu)榱恪Ｓ捎谠诒粶y量物體的電壓與傳感器的電壓相同時(shí)，電流Is停止流過，因此，可以說此時(shí)高壓電源的輸出電壓等于被測量物體的帶電電壓。