基于LABVIEW的静电电位动态测试系统

擦 时 的静 电电位 ； 号 采 集 卡 则 是 对传 感 器探 头探 信 测 到 的信 号进 行 数据 采 集 、 结 果送 入 计 算 机 进 行 将 波形 再 现 以及 信 号 存 储 等 处 理 。软 件 部 分 是 与 信 号采 集 卡配套 的静 电测量 软 件 “ 网络 示 波 器 ” 它是 ，
数下 的静 电电位 曲线 如 图 ３所示 。
２
境状 况 。此外 ， 实 验 室 配 备 有 四个 摩 擦 组 ， 同 该 可 时模 拟 四组 材 料 的摩 擦 起 电 情 况 ， 样 的 实 验 配 置 这 既可 提高 实验 效率 ， 可 用 于考 察 多 种 摩 擦 同时存 也
在 时 的静 电相互 影 响程度 。
的重要 组成 部分 。测 试 得 到 的数 据 ， 我们 掌 握静 为 电起 电的规 律 ， 断 该 过 程 中静 电放 电 的危 险 性 ， 判 了解生 产 、 运 和 技 术 保 障 过 程 中静 电放 电 的 情 储 况， 确定静 电危 险 场 所 ， 测 静 电 防 护措 施 的效 能 检
定 的 ， 以很难 解 决 动态 测 试 中 的“ 时性 ” “ 所 实 和 复
杂性 ” 问题 ¨ Ｊ 等 。
在非接 触式静 电 电位 检测 技 术 的基 础 上 ， 入 引
Ｌ Ｂ Ｉ Ｗ 虚拟 仪 器 技 术 ， 计 了静 电 电位 动 态模 Ａ ＶＥ 设 拟试验 系统 ， 其能 根 据 需要 实 时 记 录模 拟作 业 过 使 程 中静 电 电位 的变 化 。采 用 该 系统 ， 行 了单 因素 进 试验 ， 研究 了湿 度 、 擦 次 数 和分 离速 度 对 静 电起 摩
电量 的影响 。并利用 非线 性 回归分 析方 法 和 Ｏ ｉｉ ｒｎ ｇ
Ｉ
软件对 实验数 据进 行 了分 析 ， 出 了各 因素 与 静 电 得
电位之 间 的回归模 型及其 Ｍａ ａ ｔ ｂ拟合 曲线 。 ｌ
图 １ 多 因素联合效应模拟实验设备 的整体结构
１ 变 频 电机 ，～ 旋 转 轴 ，一 旋 转 摩 擦 盘 ，一 实验 材 料 ，一 静 止 一 ２ ３ ４ ５ 摩 擦 盘 ，一 探 头 夹 ，一 施 力 轴 ，一 模 拟 工 作 室 ，一 湿 度 测 量 探 ６ ７ ８ ９ 头 ，０ 施 力 砝 码 ，１ 机 械 手 ，２ 静 电 电位 传感 探 头 ，３ 信 １一 １一 １一 ｌ一
童
蓦
箍 ０
．
５
测 量 系统 则 包 括 硬件 和软 件 两 部分 ， 由图 １的 １ ７至 ２ 组 成 。硬件 部分 主 要 有静 电 电位 传 感探 头 ｌ
０
２ ０
４ ０
６ Ｏ
８ ０
摩擦次数
大 小 对 值 值 平
和信 号 采 集 卡 。 静 电 电 位 传 感 探 头 的设 计 采 用 了 “ 号 Ａ屏蔽 一电荷耦 合 ” 理 ， 信 原 主要 是 探 测 材料 摩
１ 实验装置
材料 静 电 的模 拟 实 验 是 采 用 多 因素 联 合 效 应
模拟 实验 设 备 进 行 的。 该设 备 包 括 模 拟 实 验 室 和
测量 系统两 个部 分 ， 具体结 构如 图 １ 示 。 其 所
பைடு நூலகம்
以及 分析静 电事 故 等 ， 都有 重 要 作用 。在静 电测 试 中 ， 动态作业 中静 电 电位 的测 试 是 一个 急 需解 决 对 的难题 。传 统 的 测 试 仪 器 因 为 功 能 和 模 块 都 是 固
２１ ０ ０年 ６月 １ 日收 到 ６
号传 输 线 ，４ 温度 测 量 探 头 ，５ 湿度 控 制 面 板 ，６ 温 度控 制 １一 １一 １一 面 板 ，７ 探 头 接 口 ，８ 信 号 采 集 卡 ，９ ｕ Ｂ接 口 ，Ｏ 计 算 １一 １一 １一 ｓ ２一
机 ，１ 机 柜 ２一
第 一 作 者 简介 ： 天 海 （ ９４ ） 河 南 信 阳人 ， 教 授 ， 士 ， 究 常 １６ 一 ， 副 博 研
况 ， 时记 录模 拟作 业过 程 中静 电 电位 的变 化 ， 行 静 电 隐患 的分 析 。进 行 单 因 素 试 验 得 到 了不 同相 对 湿 度 、 擦 次 数 、 离 实 进 摩 分 速 度 下 的静 电 电位 曲线 。 并利 用 非线 性 回 归分 析 方 法 和 Ｏ ｉ ｎ 件 对 实验 数 据 进 行 了分 析 ， 出 了各 因素 与静 电 电位 之 间 的 ｒｉ软 ｇ 得
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２１ Ｓｉ ｅｈＥｇ￣ ００ ｃ Ｔｃ． ｎｎ ．
物 理 学
基 于 Ｌ Ｂ Ｉ Ｗ 的静 电 电位 动 态测 试 系统 Ａ ＶＥ
常天海 李铁 虎
（ 南 理 工大 学 电 子 与信 息 学 院 ， 州 ５０ ４ ） 华 广 １６ ０
摘 要
基于 Ｌ Ｂ ＩＷ 的虚拟仪器技术设计 了静 电电位 动态测试 系统 ， Ａ ＶＥ 并将其用 于实际静 电工程项 目。模 拟危 险 品作业工
回归模型及其 Ｍ ｆ ｂ拟合 曲线。结果表 明， ａａ ｌ 摩擦起 电的静 电电位 与环境相对湿度 呈负相关， 在一定数值 范 围内与摩擦次数和
分 离 速度 呈 正 相关 。
关键词
静电电位
动态测试
回归分析
曲线拟合
中图法分类号
０４． ； ４ １１
文献标志码
Ｂ
静 电测试 是 整个 静 电 防护 工 程 学 中 不 可缺 少
第１ ０卷
第２ ６期
２１ ０ ０年 ９月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ １ １ Ｎｏ ２ Ｓ ｐ ２ １ ｏ． ０ ．６ ｅ．０ ０
１７ — １ １ （０ ０ ２ —３４ ０ ６ １ ８ ５ ２ １ ）６６ ９ —４
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｎ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｇ ｎ ｅ ｇ ｉ
方 向： 静电理论 与防护 。
２ ６期
常天海 ， ： 等 基于 Ｌ Ｂ Ｉ Ｗ 的静 电电位动态测试 系统 Ａ ＶＥ
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模 拟实 验 室 是 为 了 再 现 材 料 反 复 摩 擦 的 动 态
起 电与放 电过 程 ， 图 １的 １至 １ 由 ６组 成 。该实 验 室 内部 装有 温 、 度 自动 控 制 装 置 ， 以 模 拟 各 种 环 湿 可