靜電測(cè)試原理課件

1靜電測(cè)試原理靜電測(cè)試儀950元2一、靜電測(cè)試的目的判斷場(chǎng)所靜電帶電水平。檢測(cè)防靜電器材的抗靜電性能。評(píng)價(jià)產(chǎn)品的抗靜電能力。防靜電工程驗(yàn)收。事故分析。3二、靜電測(cè)試的特點(diǎn)

靜電的特點(diǎn)靜電測(cè)試的特點(diǎn)小電量難以提供持續(xù)電流；靜電電阻往往較大；靜電電壓較高。……52.靜電測(cè)試結(jié)果往往與測(cè)試方法和測(cè)試電壓等測(cè)試條件有關(guān)目前國(guó)內(nèi)外靜電測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)化尚未全面完成，測(cè)試儀器多種多樣，在實(shí)際工作中往往存在測(cè)試方法不統(tǒng)一，結(jié)果不一致，再現(xiàn)性差等問題。這就要求測(cè)試人員盡量采用科學(xué)合理的測(cè)試方法，選用先進(jìn)的測(cè)試儀器并定期進(jìn)行計(jì)量，以避免測(cè)試結(jié)果的過大誤差。不同的測(cè)試方法、不同的帶電歷史、不同的測(cè)試電壓，將導(dǎo)致不同的測(cè)試結(jié)果，因此，給出測(cè)試結(jié)果時(shí)，必須同時(shí)標(biāo)明其測(cè)試方法和測(cè)試電壓等條件。63.靜電測(cè)試受各種環(huán)境條件的影響顯著靜電測(cè)試受到環(huán)境條件的影響較之普通的強(qiáng)電或弱電測(cè)試要大，而且顯著得多。用同樣的測(cè)試方法、同樣的測(cè)試儀器、在同一地點(diǎn)作同樣的測(cè)試時(shí)，如果環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、被測(cè)物品與環(huán)境的平衡時(shí)間等測(cè)試條件不同，則測(cè)試結(jié)果會(huì)有很大的差別，環(huán)境相對(duì)濕度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響尤其顯著。因此，測(cè)試報(bào)告中必須要注明溫、濕度等環(huán)境條件。7

靜電基本參量測(cè)試

防靜電設(shè)施與器具靜電性能測(cè)試

包裝材料靜電性能測(cè)試

人體靜電參數(shù)測(cè)試

織物與服裝靜電性能測(cè)試

靜電感度測(cè)試三、靜電測(cè)試的主要內(nèi)容9Q2-VQ3-V10Ⅰ、測(cè)試前應(yīng)先檢查儀表輸入系統(tǒng)的（包括儀表的輸入端和電纜）絕緣情況。觀察儀表輸入端帶電后的衰減情況。Ⅱ、當(dāng)測(cè)試儀表的輸入系統(tǒng)受潮或被污染時(shí)，應(yīng)使用蘸了酒精的紗布或脫脂棉等擦拭干凈，烘干后方能使用。Ⅲ、用絕緣電纜將儀表的高壓端與待測(cè)帶電體連接起來，其低壓端與儀表的外殼相連并良好接地，即可測(cè)出導(dǎo)體的靜電電位。Ⅳ、每次測(cè)試前必須先對(duì)測(cè)試儀表調(diào)零。測(cè)試方法和程序：11該類測(cè)試儀表不直接與帶電體接觸，而是運(yùn)用靜電感應(yīng)的原理，間接測(cè)試帶電體的靜電電位。由于這種測(cè)試不是直接同帶電體相接觸，因此也稱非接觸式測(cè)量。與接觸式測(cè)量相比，非接觸式測(cè)量結(jié)果受儀表輸入電容、輸入電阻的影響較小，但受測(cè)試距離、帶電體幾何尺寸的影響較大。測(cè)試數(shù)據(jù)一般只能供作參考，或相對(duì)比較。

（2）非接觸式測(cè)量

13靜電感應(yīng)原理：是將測(cè)試探頭靠近帶電體，利用探頭與被測(cè)帶電體之間產(chǎn)生的畸變電場(chǎng)測(cè)試帶電體的表面電位。

直接感應(yīng)式儀表測(cè)試原理CW

Cb

Rb

LT

被測(cè)帶電體14旋葉式靜電計(jì)原理圖C2

R2

A

BP

電動(dòng)機(jī)U2

U0

A

PB

15振動(dòng)電容式靜電計(jì)原理方框圖

探頭線圈阻抗變換器交流放大器相敏檢波器振蕩器電位顯示器17靜電電位動(dòng)態(tài)測(cè)試儀器應(yīng)具有以下特點(diǎn)：輸入電阻高、輸入電容小。動(dòng)態(tài)特性好。低通頻帶寬度不應(yīng)小于1kHz，保證測(cè)試波形不失真?？垢蓴_能力強(qiáng)，高電壓非線性失真小，無論被測(cè)電位信號(hào)幅值大小，均能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試。自動(dòng)或借助其它儀器，能夠顯示被測(cè)帶電體的帶電極性和起電放電的動(dòng)態(tài)波形。

（3）動(dòng)態(tài)測(cè)試18我院1988年提出了“信號(hào)自屏蔽-電荷耦合”的靜電電位測(cè)試原理，并研制了ZPD-1靜電電位動(dòng)態(tài)測(cè)試儀；2004年提出了“分布電容集總化”的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了靜電分壓器的高壓臂——圓柱狀靜電高壓測(cè)試傳感器，研制了JDY-3A靜電電位動(dòng)態(tài)測(cè)試儀。19靜電電壓表帶電體Cb2靜電電量測(cè)試21電壓比較法交流電壓源測(cè)量電路22電橋法

234電阻與電阻率的測(cè)試電阻測(cè)試包括絕緣電阻、接地電阻、靜電接地電阻和靜電泄漏電阻的測(cè)試；電阻率測(cè)試包括表面電阻率和體電阻率的測(cè)試。25

伏安法根據(jù)歐姆定律測(cè)量電阻：

直流穩(wěn)壓電源Rx伏安法測(cè)試電阻原理圖V

A

K26搖表法搖表測(cè)量的實(shí)質(zhì)是給被測(cè)電阻加上直流脈動(dòng)電壓，通過與標(biāo)準(zhǔn)電阻比較，測(cè)量通過它的泄漏電流的相對(duì)值，并在表盤上給出換算得出的電阻值。R2為保護(hù)電阻27a.環(huán)境溫濕度一般材料的電阻值隨環(huán)境溫濕度升高而減小。表面電阻對(duì)環(huán)境濕度敏感，而體電阻則對(duì)溫度比較敏感。

（2）影響電阻測(cè)試的因素b.測(cè)試電壓（電場(chǎng)強(qiáng)度）超過一定電壓后，由于離子化運(yùn)動(dòng)加劇，電導(dǎo)電流的增加遠(yuǎn)比測(cè)試電壓增加的快，材料呈現(xiàn)的電阻值迅速降低。29e.外界干擾高絕緣材料加上直流電壓后，通過試樣的電流是很微小的，極易受到外界干擾的影響，造成較大的測(cè)試誤差。d.測(cè)試設(shè)備的泄漏線路中絕緣電阻不高的連線，往往會(huì)不適當(dāng)?shù)嘏c被測(cè)試樣、取樣電阻等并聯(lián)，對(duì)測(cè)量結(jié)果可能帶來較大的影響。

30為詳細(xì)評(píng)價(jià)材料的導(dǎo)電性質(zhì)，把電壓U與表面泄漏電流Is的比值稱作表面電阻Rs，而把電壓U與體內(nèi)電導(dǎo)電流Iv的比值稱作體積電阻Rv，即：

（3）固體材料電阻及電阻率測(cè)試表面電阻率定義為單位寬度、單位長(zhǎng)度材料的表面電阻值，即正方形材料兩對(duì)邊間的表面電阻值，單位為歐姆（），其數(shù)值大小與正方形的幾何尺寸無關(guān)。31體電阻率定義為單位橫截面單位長(zhǎng)度上材料的體積電阻值，單位為歐姆·米。材料導(dǎo)電時(shí)，表面電阻和體積電阻同時(shí)起作用，二者是并聯(lián)關(guān)系，測(cè)量體積電阻時(shí)要排除表面電阻的影響，測(cè)量表面電阻時(shí)也要排除體積電阻的影響。這樣就要選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法、電極結(jié)構(gòu)和形狀，采用三電極系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試可以解決這一問題。32CACMB平板試樣三電極系統(tǒng)主電極A的直徑為50±0.1mm；對(duì)電極B的直徑大于70mm；環(huán)電極C的內(nèi)徑54±0.1mm、徑向?qū)挾炔恍∮?0mm；試樣M直徑為100±2mm、厚度t建議為2±0.1mm或4±0.1mm。

33直流電源GABC34厚度以mm為單位，體電阻率單位·m直流電源GABC35三電極系統(tǒng)對(duì)被測(cè)材料的表面平整度要求高，往往需要制作試樣才能測(cè)試，既費(fèi)力又費(fèi)時(shí)，不能對(duì)被測(cè)材料進(jìn)行無損測(cè)試。而實(shí)際應(yīng)用中，材料表面的電荷不僅僅通過表面進(jìn)行泄漏，而是表面泄漏與體泄漏均起作用。為此，發(fā)展了評(píng)價(jià)制品電阻性能的二電極測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)用最廣的是平行電極測(cè)試系統(tǒng)。該電極長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩電極之間的距離為d，一般要求L=（3～7）d，若用高阻計(jì)測(cè)得試品在平行電極之間的電阻，則試品的電阻率為：

36無論是三電極測(cè)試系統(tǒng)還是二電極測(cè)試系統(tǒng)，在輕微壓力下，測(cè)試電極與被測(cè)試品之間的接觸是很不好的，在測(cè)試導(dǎo)電或防靜電材料的電阻時(shí)，接觸電阻值對(duì)測(cè)試結(jié)果影響很大。采用四電極測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，可消除這一影響。

穩(wěn)壓或穩(wěn)流電源試品電流電極電流電極電壓電極靜電電壓表37為了測(cè)量被測(cè)點(diǎn)與大地之間的總電阻，必須在被測(cè)對(duì)象一方和大地一方分別裝設(shè)適當(dāng)形式的測(cè)量電極，或使用與被測(cè)表面緊密接觸的標(biāo)準(zhǔn)活動(dòng)電極作為測(cè)量靜電泄漏電阻的電極。在大地一方，一般以接地體作為測(cè)量電極。靜電泄漏電阻的測(cè)試方法與測(cè)試高阻的方法相同。測(cè)試電壓一般取10V、100V，測(cè)試開始后1min讀取測(cè)量值。

（4）靜電泄漏電阻的測(cè)試

63.5±138（5）接地電阻的測(cè)試測(cè)量接地電阻的目的是為了檢查接地設(shè)施是否可靠接地，接地體附近的土壤流散電阻是否滿足要求。接地電阻測(cè)量?jī)x有E、P、C三個(gè)接線柱，測(cè)量時(shí)分別接于被測(cè)接地體和輔助電壓極、電流極上。電壓極、電流極要與被測(cè)接地體埋設(shè)在同一深度的一條直線上，并且使電壓極與被測(cè)接地體、電流極之間的距離均以10～20m為宜。

EP

C電壓極

電流極

被測(cè)接地體

接地電阻測(cè)量?jī)x

39（6）靜電接地電阻的測(cè)試靜電接地電阻是評(píng)價(jià)靜電接地系統(tǒng)良好程度的主要技術(shù)指標(biāo)，其測(cè)量方法依接地方式的不同而變化。對(duì)直接靜電接地，一般采用接地電阻的測(cè)量方法，測(cè)量被接地物體上接地極與大地之間的電阻。對(duì)間接靜電接地，一般采用靜電泄漏電阻的測(cè)量方法，測(cè)量被接地物體上某點(diǎn)與接地線之間的電阻。405防靜電織物靜電性能測(cè)試

織物抗靜電性能的優(yōu)劣需通過適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法來評(píng)價(jià)，采用不同的測(cè)試方法和儀器得到不同的測(cè)試指標(biāo)，反映了織物抗靜電性能的不同方面。國(guó)際上常用的測(cè)試方法有:半衰期（A法）摩擦帶電電壓（B法）電荷面密度（C法）極間等效電阻（D法）摩擦電位衰減測(cè)試方法41測(cè)試樣品與要求

a、測(cè)試樣品被測(cè)樣品應(yīng)在距布邊1/10幅寬內(nèi)、距布端1m以上的部位裁剪，不應(yīng)有影響測(cè)試的疵點(diǎn)。按每種測(cè)試方法的要求，沿經(jīng)向、緯向分別取樣2～3組（塊），制成測(cè)試樣品。b、樣品的洗滌（1）以2g/L的比例放入pH值小于9的中性或弱堿性洗滌劑。洗滌、脫水3次，浴比1：30。（2）用40℃左右的溫水洗滌5min，漂洗、脫水2min。42c.樣品的前處理洗滌后的樣品，自然涼干或在50℃下烘干；在測(cè)試溫濕度（一般溫度205℃、相對(duì)濕度30%～40%）環(huán)境中放置24小時(shí)以上，使被測(cè)試樣的溫濕度與測(cè)試環(huán)境達(dá)到平衡。處理后的樣品，不得被沾污。43半衰期測(cè)試方法利用電暈噴電、充電或摩擦帶電使被測(cè)試樣帶電，測(cè)試試樣表面電位隨時(shí)間的衰減規(guī)律，確定電荷衰減的半值時(shí)間。半衰期越小，防靜電性能越好，一般取半衰期值小于2s作為防靜電織物的技術(shù)指標(biāo)。該方法操作簡(jiǎn)便,數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好,可對(duì)被測(cè)織物實(shí)現(xiàn)非破壞性測(cè)試,測(cè)試電壓和極性均可人為地進(jìn)行控制。但一般情況下,織物電荷衰減不符合指數(shù)規(guī)律,因此半衰期值與測(cè)試電壓密切相關(guān)。44第一類噴電裝置和電位測(cè)量裝置固定不動(dòng)，被測(cè)材料運(yùn)動(dòng)，只能測(cè)試面積很小的試樣。轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)放大器示波器或記錄儀電機(jī)高壓直流電源探頭樣品針電極45第二類被測(cè)材料固定不動(dòng)，噴電裝置運(yùn)動(dòng)，因而既可以測(cè)量面積很小的試樣，又可以測(cè)量大面積的材料，且可以實(shí)現(xiàn)無損測(cè)試。46靜電衰減時(shí)間測(cè)試的存電法47在一定的張力條件下，使被測(cè)織物試樣與標(biāo)準(zhǔn)摩料布相互摩擦，模擬著裝者內(nèi)衣與外衣相互摩擦、剝離的帶電關(guān)系，以被測(cè)試樣表面達(dá)到的電位穩(wěn)定值評(píng)價(jià)被測(cè)織物的靜電性能。摩擦帶電電位測(cè)試方法帶電電位越低，織物的防靜電性能越好，一般取摩擦帶電電位值小于0.5kV作為防靜電織物的技術(shù)指標(biāo)。4817211583649101－標(biāo)準(zhǔn)布2－標(biāo)準(zhǔn)布夾3－樣品框4－樣品夾框5－金屬轉(zhuǎn)鼓6－測(cè)量電極7－負(fù)載8－電機(jī)9－放大器及記錄儀10－皮帶磨擦帶電電位測(cè)試裝置49法拉第筒及測(cè)試系統(tǒng)

測(cè)量用法拉第筒外筒直徑50～70cm，高85～100cm，內(nèi)筒直徑40～60cm，高75～95cm，電容器的泄漏電阻1×1012Ω以上，電容值應(yīng)與靜電電壓表量程相匹配，絕緣支架的絕緣電阻應(yīng)在1×1012Ω以上。

電荷面密度測(cè)試方法50摩擦裝置

a.摩擦布及摩擦棒：摩擦布（標(biāo)準(zhǔn)布）是450×500mm2的尼龍布料。取長(zhǎng)400mm、外徑30mm左右、外壁平滑的硬質(zhì)絕緣管，以摩擦布的長(zhǎng)邊方向?yàn)榫眇埛较?，在其上緊密纏繞5圈，制成摩擦棒。要求摩擦布的內(nèi)層用橡皮膏與棒粘牢、兩端拉緊塞入管內(nèi)，以固定在摩擦棒上。

b.墊板：把一塊尺寸為450×400mm2、與摩擦布料質(zhì)地相同的尼龍布料，用橡皮膏從四面裹在面積為320×300mm2、厚度為3mm的金屬墊板上，從背面用聚乙烯包皮線接地，制成墊板。51c.專用試驗(yàn)墊座：供試驗(yàn)時(shí)放置墊板之用。除了兩個(gè)絕緣柱用尼龍棒制作外，其它均采用木板制作。d.絕緣棒：用于固定被測(cè)試樣，長(zhǎng)度為500mm、直徑為20mm，利用有機(jī)玻璃、聚丙烯等高絕緣材料制成。52測(cè)試步驟

隨機(jī)采樣4塊（經(jīng)、緯各2塊），尺寸為250mm×350mm，將一端縫制為套狀。測(cè)試時(shí)，將絕緣棒插入縫好的套內(nèi)，放置于墊板上，勿使之產(chǎn)生皺折。26010250雙手握住纏有標(biāo)準(zhǔn)摩擦布的摩擦棒兩端，保持摩擦棒不轉(zhuǎn)動(dòng)，由前端向體側(cè)一方摩擦被測(cè)試品，約1秒摩擦一次，連續(xù)摩擦5次。53

握住絕緣棒的一端，使絕緣棒與墊板保持平行地把被測(cè)試樣與墊板剝離，使被測(cè)試品距人體或其他物體3