静电测试原理

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时间。 半衰期越小,防静电性能越好,一般取半衰期值小于 2s作为防静电织物的技术指标。 该方法操作简便,数据重现性好,可对被测织物实现非
破坏性测试,测试电压和极性均可人为地进行控制。但一般
情况下,织物电荷衰减不符合指数规律,因此半衰期值与测试 电压密切相关。
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Q2-V
Q3-V
9
测试方法和程序:
Ⅰ、测试前应先检查仪表输入系统的(包括仪表的输 入端和电缆)绝缘情况。观察仪表输入端带电后 的衰减情况。 Ⅱ、当测试仪表的输入系统受潮或被污染时,应使用 蘸了酒精的纱布或脱脂棉等擦拭干净,烘干后方 能使用。 Ⅲ、用绝缘电缆将仪表的高压端与待测带电体连接起 来,其低压端与仪表的外壳相连并良好接地,即 可测出导体的静电电位。 Ⅳ、每次测试前必须先对测试仪表调零。
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我院1988年提出 了“信号自屏蔽-电荷 耦合”的静电电位测 试原理,并研制了
ZPD-1静电电位动态测
试仪; 2004年提出了“分布电容集总 化”的设计思路,设计了静电分压
器的高压臂——圆柱状静电高压测
试传感器,研制了JDY-3A静电电位 动态测试仪。
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2
静电电量测试
带电体
静电电压表 Cb
静电测试仪950元jdkz.taobao.com
静电测试原理
1
一、静电测试的目的 1. 判断场所静电带电水平。 2. 检测防静电器材的抗静电性能。 3. 评价产品的抗静电能力。
4. 防静电工程验收。
5. 事故分析。
2
二、静电测试的特点
静电的特点
小电量难以提供持续电流; 静电电阻往往较大; 静电电压较高。 ……
E 接地电阻 测量仪 C
P
被测接地体
电压极
电流极
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(6)静电接地电阻的测试
静电接地电阻是评价静电接地系统良好程度的 主要技术指标,其测量方法依接地方式的不同而变 化。 对直接静电接地,一般采用接地电阻的测量方 法,测量被接地物体上接地极与大地之间的电阻。 对间接静电接地,一般采用静电泄漏电阻的测 量方法,测量被接地物体上某点与接地线之间的电 阻。
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5 防静电织物静电性能测试
织物抗静电性能的优劣需通过适当的测试方法来评
价,采用不同的测试方法和仪器得到不同的测试指标,
反映了织物抗静电性能的不同方面。 国际上常用的测试方法有: 半衰期(A法) 摩擦带电电压(B法)
电荷面密度(C法)
极间等效电阻(D法)
摩擦电位衰减测试方法
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测试样品与要求
a、测试样品
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(3) 固体材料电阻及电阻率测试
为详细评价材料的导电性质,把电压U与表面
泄漏电流Is的比值称作表面电阻Rs,而把电压U与体
内电导电流Iv的比值称作体积电阻Rv,即:
Rs U I s
Rv U Iv
表面电阻率定义为单位宽度、单位长度材料的表 面电阻值,即正方形材料两对边间的表面电阻值,单 位为欧姆(),其数值大小与正方形的几何尺寸无
K Rx
直 流 稳压电源
V
A
Rx U / I
伏安法测试电阻原理图
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摇表法
摇表测量的实质是给被测电阻加上直流脉动电
压,通过与标准电阻比较,测量通过它的泄漏电流
的相对值,并在表盘上给出换算得出的电阻值。
R1
I1 R2
Rx I2
发电机 流比计
R2为保护电阻
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(2)影响电阻测试的因素
a.环境温湿度
静电测试的特点
3
1.静电测试仪器要有小的输入电容和极高的输入电阻
由于静电电量很小,所以在静电测试过程中
即使有少量电荷从带电体流入测试仪表或泄漏掉,
都会造成很大的测量误差,而且引入的测试仪器
对原来场分布也会产生很大的影响。为降低测试 仪器对静电测试的影响,要求测试仪器具有很小 的输入(耦合)电容和极高的输入电阻(一般要 求不低于1014Ω)。
63.5±1
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(5)接地电阻的测试
测量接地电阻的目的是为了检查接地设施是否可靠接地, 接地体附近的土壤流散电阻是否满足要求。 接地电阻测量仪有E、P、C三个接线柱,测量时分别接于 被测接地体和辅助电压极、电流极上。电压极、电流极要与 被测接地体埋设在同一深度的一条直线上,并且使电压极与 被测接地体、电流极之间的距离均以10~20m为宜。
电流
被测材料上的电流不
是瞬时达到稳定值的, 而是按右图所示的规 律变化,有一衰减过 程。
时间 0
绝缘材料电流随时间的变化特性
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d.测试设备的泄漏
线路中绝缘电阻不高的连线,往往会不适当地 与被测试样、取样电阻等并联,对测量结果可能带 来较大的影响。
e.外界干扰
高绝缘材料加上直流电压后,通过试样的电流 是很微小的,极易受到外界干扰的影响,造成较大 的测试误差。
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(3)动态测试
静电电位动态测试仪器应具有以下特点:

输入电阻高、输入电容小。 动态特性好。低通频带宽度不应小于1kHz,保 证测试波形不失真。

抗干扰能力强,高电压非线性失真小,无论被
测电位信号幅值大小,均能进行准确测试。

自动或借助其它仪器,能够显示被测带电体的
带电极性和起电放电的动态波形。
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2.静电测试结果往往与测试方法和测试电压等测试条件有关
目前国内外静电测试方法标准化尚未全面完 成,测试仪器多种多样,在实际工作中往往存在 测试方法不统一,结果不一致,再现性差等问题。 这就要求测试人员尽量采用科学合理的测试 方法,选用先进的测试仪器并定期进行计量,以 避免测试结果的过大误差。不同的测试方法、不 同的带电历史、不同的测试电压,将导致不同的 测试结果,因此,给出测试结果时,必须同时标 明其测试方法和测试电压等条件。
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电桥法
R
交流 电压源 R2
R0 G C0 Cx
R1
Rx
R0R X R1 R 2 1 j C X R X 1 j C 0 R 2
C
X
R 0C 0 R 1
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R X R 1 R2 R0
4 电阻与电阻率的测试
电阻测试包括绝缘电阻、接地电阻、静电接
地电阻和静电泄漏电阻的测试;电阻率测试包
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主电极A的直径为50±0.1mm;
C A C M B
对电极B的直径大于70mm; 环电极C的内径54±0.1mm、径 向宽度不小于10mm; 试样M直径为100±2mm、厚度
平板试样三电极系统
t建议为2±0.1mm或4±0.1mm。
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C
直流电源
A B
G
DC
RS S
DA 2
2
dr D S ln C 2 r 2 D A
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电流电极
稳压 或 稳流 电源
试 品
静电 电压表
电压电极
(4)静电泄漏电阻的测试
为了测量被测点与大地之间的总电阻,必须在被测对象一
方和大地一方分别装设适当形式的测量电极,或使用与被测表
面紧密接触的标准活动电极作为测量静电泄漏电阻的电极。在 大地一方,一般以接地体作为测量电极。 静电泄漏电阻的测试方法与测试高阻的方法相同。测试电 压一般取10V、100V,测试开始后1min读取测量值。
仅通过表面进行泄漏,而是表面泄漏与体泄漏均起作用。 应用最广的是平行电极测试系统。该电极长度为L,两
为此,发展了评价制品电阻性能的二电极测试系统,
电极之间的距离为d,一般要求L=(3~7)d,若用高阻
计测得试品在平行电极之间的电阻,则试品的电阻率为:
L S RS d
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无论是三电极测试系
统还是二电极测试系统, 在轻微压力下,测试电极 与被测试品之间的接触是 很不好的,在测试导电或 防静电材料的电阻时,接 触电阻值对测试结果影响 很大。采用四电极测试系 统进行测试,可消除这一 影响。
关。
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体电阻率定义为单位横截面单位长度上材料的体
积电阻值,单位为欧姆· 米。 材料导电时,表面电阻和体积电阻同时起作用, 二者是并联关系,测量体积电阻时要排除表面电阻的 影响,测量表面电阻时也要排除体积电阻的影响。 这样就要选择适当的测量方法、电极结构和形状, 采用三电极系统进行测试可以解决这一问题。
Q (Cb C F )U
19
3
静电电容测试
电压比较法
(1)交流测试法
谐振法
电桥法
电荷分配法
(2)直流测试法 电荷衰减法
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电压比较法
Cx
交流 交流 电压源 电压源 测量 测量 ( 电路 电路
R0
1)
1 C X j R 0 ( u u O 1)
UO C X R 0U
一般材料的电阻值随环境温湿度升高而减小。表 面电阻对环境湿度敏感,而体电阻则对温度比较敏感。
b.测试电压(电场强度) 超过一定电压后,由于离子化运动加剧,电导电 流的增加远比测试电压增加的快,材料呈现的电阻值 迅速降低。
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吸收电流 充电电流 漏导电流
c.测试时间
用一定的直流电 压对被测材料加压时,
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3.静电测试受各种环境条件的影响显著 静电测试受到环境条件的影响较之普通的强 电或弱电测试要大,而且显著得多。用同样的测 试方法、同样的测试仪器、在同一地点作同样的 测试时,如果环境温度、相对湿度、被测物品与 环境的平衡时间等测试条件不同,则测试结果会 有很大的差别,环境相对湿度对测试结果的影响 尤其显著。因此,测试报告中必须要注明温、湿 度等环境条件。
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三、静电测试的主要内容
静电基本参量测试 防静电设施与器具静电性能测试
包装材料静电性能测试
人体静电参数测试 织物与服装静电性能测试 静电感度测试
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1、 静电电位(电压)测量 (1)接触式测量
使被测物体与静电电压表直接接触,利用等电位原
理进行测试的方法称为接触式测量,该类方法仅适用于
对静电导体带电电位的测试。 传统接触式静电电压表(或称静电伏特计)通常是利 用静电力矩来进行测试的。最常用的是Q-V系列静电电压 表。为防止其它带电体的干扰,该类仪表一般采用金属外 壳,测试时将其外壳接地。
被测样品应在距布边1/10幅宽内、距布端1m以上的部 位裁剪,不应有影响测试的疵点。按每种测试方法的要求, 沿经向、纬向分别取样2~3组(块),制成测试样品。
b、样品的洗涤
(1)以2g/L的比例放入pH值小于9的中性或弱碱性洗涤剂。 洗涤、脱水3次,浴比1:30。 (2)用40℃左右的温水洗涤5min,漂洗、脱水2min。
振荡器
振动电容式静电计原理方框图
15
测试方法及程序:
Ⅰ、检查电源、接地、调零。
Ⅱ、测试探头与被测带电体表面垂直,逐渐接近带电 体,最后调整到准确测试位置。 Ⅲ、测试表面电位时,带电体表面应离接地体足够远。 不然可能由于局部电荷的过分集中,产生空间放电 或表面放电的危险。 Ⅳ、当带电体的被测部位是较大的平板时,其测量值 是准确的。但当带电体被测表面具有一定的曲率半 径时,测量值一般小于实际的电位值。
括表面电阻率和体电阻率的测试。
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(1)电阻测试方法
恒压比较法(高阻105Ω以上)
Rx
若高阻直流放大器
的放大倍数为A且其输
R0 高阻直流 放大器
直 流 稳压电源
入阻抗远远大于R0,则
可求得:
恒压比较法测试电阻原理图
AU R X 1 R O UO
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伏安法
根据欧姆定律测量电阻:
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(2)非接触式测量
该类测试仪表不直接与带电体接触,而是运用静电感
应的原理,间接测试带电体的静电电位。
由于这种测试不是直接同带电体相接触,因此也称非 接触式测量。 与接触式测量相比,非接触式测量结果受仪表输入电 容、输入电阻的影响较小,但受测试距离、带电体几何尺 寸的影响较大。测试数据一般只能供作参考,或相对比较。
11
12
静电感应原理:是将测试探头靠近带电体,利用 探头与被测带电体之间产生的畸变电场测试带电体的 表面电位。
T
L
CW
Rb Cb
被测带电体
直接感应式仪表测试原理
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A B P 电动机 U0 U2 R2 C2
A
B
P
旋叶式静电计原理图
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探 头
阻抗 变换器
交流 放大器
相敏 检波器
电位 显示器
线 圈
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c.样品的前处理
洗涤后的样品,自然凉干或在50℃下烘干;在测试温 湿度(一般温度205℃、相对湿度30%~40%)环境中放置 24小时以上,使被测试样的温湿度与测试环境达到平衡。 处理后的样品,不得被沾污。
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半衰期测试方法
利用电晕喷电、充电或摩擦带电使被测试样带电,测
试试样表面电位随时间的衰减规律,确定电荷衰减的半值
S 816R S .
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V RV S t
C
G
A B
π ( DA DC ) S 16
2.12 V RV t
2
直流电源
厚度以mm为单位,体电阻率单位· m
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三电极系统对被测材料的表面平整度要求高,往往
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需要制作试样才能测试,既费力又费时,不能对被测材
料进行无损测试。而实际应用中,材料表面的电荷不仅
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