静电测试原理与技术

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1、静电测试原理与技术静电测试的目的：为静电防护工程设计和改善产品自身抗静电性能设计提供数据和依据。在实际运行条件下，判断人体、设备、工装器具等是否可能成为静电放电危害源。检测静电防护器材（器具、工具、设备、材料）的性能和质量。评价静电防护措施的效果。当发生静电放电危害后进行模拟测试，分析事故原因，为采取有针对性的措施提供依据。评价静电敏感电子产品的设计和制造质量。静电测试的主要内容静电基本参量测试技术防静电系统静电性能测试技术包装材料静电性能测试技术人体静电参数测试技术静电测试的特点静电测试与一般

2、的强电或弱电测试相比，具有自身的特点，只有把握这些特点，才能选择好适宜的测试仪器，制定出合适的试验方法和程序，得出准确的结果。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）。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

3、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。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、

4、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。一、静电基本参量测试技术静电电位测量1、接触式测量测试原理利用等电位原理进行测试，把被测带电体用绝缘电缆直接连在输入阻抗为1012Ω以上静电电压表的测量电极上，由静电电压表头直接读出被测带电体的对地电压，也称为接触式测量。此测试方法仅适用于对静电导体带电电位的测试，测试误差相对比较小，测量准确度可以

5、优于2％，但对于某类测试探头无法接触的场合此类方法不便使用。测试仪器接触式静电电压表（或简称静电伏特计）是利用静电力矩来进行测试的。接触式静电计等效电路U低于带电体的实际电压U0。为减小测试误差，应该使C《C0，即尽可能地减小仪表的输入电容。例如，量程在3kV以下的静电电压表，其输入电容C值都不大于30pF。随测试时间t的增加，表头读数按指数规律衰减。为了减小由此造成的测量误差，应尽量提高仪表的输入电阻R，一般静电压表的输入电阻选择在1012Ω以上。2、非接触式测量测试原理运用静电感应静电感应原

6、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，实质上是对带电体表面电场的测试；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，所使用的测试仪表，又称非接触式测试仪表。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，测量准确度可优于15％，但受测试距离、带电体几何尺寸的影响较大。测试仪器根据工作原理的不同，该类仪表主要分为静电感应型和电离型两种。直接感应式仪表测试原理CWCbRbLT被测带电体Ｕb＝即使被测电位U不变，测试值Ｕ

7、b仍随时间以指数规律衰减，时间常数为RbCb。为减小测试误差，要求Rb或Cb充分大，但Cb增大将导致测试灵敏度降低，反而使测试发生困难，因而要求该类仪表具有很高的输入电阻，这一点同接触式测试仪表是一致的。即使如此，也只能减缓衰减速度，不能从根本上解决问题，故该类仪表不能用作固定接入的监测仪表。振动电容式静电计振动电容式静电表也称振簧式静电计，主要由测试探头、交流放大器、振荡器、相敏检波器和指示器组成。与直接感应式仪表不同，其探头电极是一个可振动的金属片，在振荡器的驱动下，探头电极与被测带电体之间

8、的电容周期性变化，被测带电体在探头电极上感应出一个周期性变化的电位信号。因为此信号非常微弱，故采用高阻输入的阻抗变换器来接受信号，再经交流放大和相敏检波后由直流表显示被测电位，而且还可以测试电位的极性。静电电量测量测量时，将带电体无摩擦的投入内筒，内筒内表面将感应出与带电体异面等值的电荷，内筒外表面和外筒内表面也会带上等值异面电荷。因此，内外筒间就有电位差产生。将外筒接地，电压表指示的内筒电位即两筒的电位差。在用精密万用电桥或其它电容测试仪器测得系统电容值C（为内外筒间的电容、电压表输入电容和装