一种静电场测试仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种静电场测试仪，属于静电场测试领域，包括壳体，壳体内部设置有电路板，壳体上设置有与电路板连接的检测指示灯、灵敏度指示灯、响应时间指示灯、外接显示接口、外部接地接口、天线、计量表、极性选择开关Ⅰ、极性选择开关Ⅱ和模式开关；所述外接显示接口与外部显示设备连接；外部接地接口与外部接地端连接。本实用新型专利技术手持式静电场测试仪，采用基本电子元件制作电路，简单焊接组装，体积小巧轻便，器材成本低廉，作为电磁学实验测量仪器。依据静电感应现象，电场探头靠近带电体，探头积累电荷，电流表指针偏转，表征电场强度相对大小。

【技术实现步骤摘要】
一种静电场测试仪
本技术涉及静电场测试实验装置领域，特别是涉及一种静电场测试仪。
技术介绍
由于物品相互之间的摩擦、挤压、感应等使物体表面积存有不同性质的电荷。当这些电荷各界达到一定程度时，就会产生静电吸附和放电现象。静电荷的积聚和放电对工业生产会造成很大的影响和破坏。所以，需要检测设备对这些静电荷电场进行检测。现有的静电检测装置，一般是直接安装于设备上的，仅对特定的设备进行静电检测作业。现有的静电测试设备，特别是对于高校的实验设备，都是比较缺少。在工业上应用比较多，但是根据高校的学生和老师的需求，既要方便也要安全等，从而使得学生能够更好的感知静电测试及静电存在，使得学生更好的进行学习。
技术实现思路
本技术提供一种静电场测试仪，解决现有静电场不能直观感知，不能用设备检测等的问题。本技术通过以下技术方案解决上述问题：一种静电场测试仪，包括壳体，壳体内部设置有电路板，壳体上设置有与电路板连接的检测指示灯、灵敏度指示灯、响应时间指示灯、外接显示接口、外部接地接口、天线、计量表、极性选择开关Ⅰ、极性选择开关Ⅱ和模式开关；所述外接显示接口与外部显示设备连接；外部接地接口与外部接地端连接。所述电路板包括天线、双掷双开关S2、双掷双开关S3、双掷开关S1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、和晶体管Q1、Q2、Q3；所述天线的输出端与双掷双开关S2连接，所述双掷双开关S2与接地端连接；双掷双开关S3一端经电容C1与接地端连接，双掷双开关S3另一端经电容C2与接地端连接；所述双掷双开关S3与电阻R1和双掷双开关S2连接，所述电阻R1分别与电阻R2和晶体管Q1的基极连接；所述电阻R6与电阻R2连接；所述晶体管Q1的集电极经电阻R4和电阻R2接地；所述晶体管Q1的发射极与晶体管Q2基极连接；所述晶体管Q2发射极接地；所述晶体管Q2的集电极与晶体管Q3基极连接；所述晶体管Q3发射极接地；所述晶体管Q3的集电极经双掷开关S1与电源连接。所述晶体管Q1和Q2为NPN晶体管，使用型号为PN2222A型晶体管，晶体管Q3为PNP晶体管，使用型号为PN2907A型晶体管。本技术的优点与效果是：本技术手持式静电场测试仪，采用基本电子元件制作电路，简单焊接组装，体积小巧轻便，器材成本低廉，作为电磁学实验测量仪器。依据静电感应现象，电场探头靠近带电体，探头积累电荷，电流表指针偏转，表征电场强度相对大小。电路在PN2222A型晶体管和PN2907A型晶体管之间切换，实现不同电荷极性检测。设计外接收缩式天线，具备良好防护和绝缘。采用9伏电池供电，金属外壳封装探测电路，通过人体或者接地导线产生静电屏蔽，在湿度小于60％环境保存和使用。利用静电场测试仪，进行起电机电场测量、物体摩擦起电现象、金属网罩静电屏蔽实验、电荷守恒实验，表明产品的科学性和实用性。附图说明图1是本技术仪器结构示意图；图2是本技术电路板原理图；图3是本技术范式起电机结构示意图；图4是本技术球状导体电场分布图；图5是本技术金属与物体摩擦起电图；图6是本技术双金属管与物体摩擦起电图图7是本技术金属聚四氟乙烯贴膜管与物体摩擦起电图。图中标号：1检测指示灯、2灵敏度指示灯、3响应时间指示灯、4外接显示接口、5外部接地接口、6天线、7计量表、8极性选择开关Ⅰ、9极性选择开关Ⅱ、10模式开关、301空心金属管、302摩擦材料、303负电荷、304正电荷、305空心金属管、306空心金属管外表面、307摩擦材料、308负电荷、309正电荷、310金属管Ⅰ、311聚四氟乙烯、312摩擦物体、313金属管Ⅱ。具体实施方式以下结合实施例对本技术作进一步说明。一种静电场测试仪，包括壳体，壳体内部设置有电路板。壳体上设置有与电路板连接的检测指示灯1、灵敏度指示灯2、响应时间指示灯3、外接显示接口4、外部接地接口5、天线6、计量表7、极性选择开关Ⅰ8、极性选择开关Ⅱ9和模式开关10；所述外接显示接口4与外部显示设备连接；外部接地接口5与外部接地端连接。如图2所示，电路板包括天线、双掷双开关S2、双掷双开关S3、双掷开关S1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、和晶体管Q1、Q2、Q3；所述天线的输出端与双掷双开关S2连接，所述双掷双开关S2与接地端连接；双掷双开关S3一端经电容C1与接地端连接，双掷双开关S3另一端经电容C2与接地端连接；所述双掷双开关S3与电阻R1和双掷双开关S2连接，所述电阻R1分别与电阻R2和晶体管Q1的基极连接；所述电阻R6与电阻R2连接；所述晶体管Q1的集电极经电阻R4和电阻R2接地；所述晶体管Q1的发射极与晶体管Q2基极连接；所述晶体管Q2发射极接地；所述晶体管Q2的集电极与晶体管Q3基极连接；所述晶体管Q3发射极接地；所述晶体管Q3的集电极经双掷开关S1与电源连接。为了实现静电场测试仪对于不同电荷极性的检测，本技术通过电路在PN2222A型晶体管和PN2907A型晶体管之间切换来实现。以下为两种晶体管规格与参数的详细说明。(1)PN2222A型晶体管：晶体管极性NPN最大集电极电流0.6000A最大集电极发射极电压30V最小直流放大倍数60(2)、PN2907A型晶体管：晶体管极性PNP最大集电极电流0.8000A最大集电极发射极电压60V最小直流放大倍数50本技术静电场测试仪的电场传感探头采用外接收缩式天线，天线探头具备良好的防护和绝缘设计。如果将电场探头放置在主机内部，主机电子元器件对电场造成较大干扰，引起测量误差。本技术体积为16厘米×8厘米×4厘米，采用9伏特电池供电，用金属外壳将探测电路封装，通过人体或者接地导线产生静电屏蔽，外部电场不会影响金属盒内部的电场和电势分布。使用本产品时将探头对准带电体，测量过程由远至近，避免电场过强而损坏电路元件。空气湿度影响测量结果的准确度，仪器在湿度小于60％的环境下保存和使用。起电机的静电场测量范德格拉夫起电机是电磁学实验常见的静电高压装置，金属球壳产生很高的电压与电场。结构和原理如图3所示，高压直流电源通过放电针尖端放电，把电荷转移给橡胶传送带，传送带把电荷传送到金属球内部，金属球内部的集电针收集电荷，输送到金属球外表面上。根据工作条件和实验目的不同，范氏起电机球壳表面能够积累大量正电荷或负电荷，可以作为正离子加速电源，或者是高穿透性X射线发生器。利用手持式静电场测试仪，可以快速确定金属球壳表面电荷类型。操作方法：如图3所示，接通范氏起电机电源开关，拉伸测试仪天线6，由远到近靠近起电机金属球壳，调整测试仪极性开关8、9，观察微安表7指针变化情况。在测试距离较远的情况下，可以把导体球壳看为一个点电荷。如图4所示，根据静电场理论，球状带电体的电势分布由场强和电势的关系，电场强度分布r。为球状带电体的半径，r为空间某点到球状带电体中心的距离，U。为带电体的电势。操作方法：接通范氏起电机电源开关，起电机工作一段时间后，金属球壳表面的电势U。达到稳定状态。手持测试仪，选择不同距离r，记录微安电流表读数I，描绘实验曲线。韦氏感应起电机能积累较多电荷，左右两个莱顿瓶集聚异种电荷，作为电源的正负极。韦氏起电机放电球正、负极性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电场测试仪，包括壳体，壳体内部设置有电路板，其特征在于，壳体上设置有与电路板连接的检测指示灯(1)、灵敏度指示灯(2)、响应时间指示灯(3)、外接显示接口(4)、外部接地接口(5)、天线(6)、计量表(7)、极性选择开关Ⅰ(8)、极性选择开关Ⅱ(9)和模式开关(10)；所述外接显示接口(4)与外部显示设备连接；外部接地接口(5)与外部接地端连接。

【技术特征摘要】
2017.12.18 CN 20172176893831.一种静电场测试仪，包括壳体，壳体内部设置有电路板，其特征在于，壳体上设置有与电路板连接的检测指示灯(1)、灵敏度指示灯(2)、响应时间指示灯(3)、外接显示接口(4)、外部接地接口(5)、天线(6)、计量表(7)、极性选择开关Ⅰ(8)、极性选择开关Ⅱ(9)和模式开关(10)；所述外接显示接口(4)与外部显示设备连接；外部接地接口(5)与外部接地端连接。2.根据权利要求1所述的一种静电场测试仪，其特征在于：所述电路板包括天线、双掷双开关S2、双掷双开关S3、双掷开关S1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、和晶体管Q1、Q2、Q3；所述天线的输出端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀俊，黄文，龚义宸，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：新型
国别省市：广西,45