Способ оценки величины поверхностного заряда статического электричества

 

1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫ ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДА СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, основанный на измерении индуцированного на датчике напряжения , отличающийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно для одного и того же произвольно выбранного заряда строят градуировочное семейство кривых зависимости уровня измеренного напряжения ии от расстояния Х датчика до наэлектризованной поверхности при : различных величинах распределенной емкости С последней, путем мно гократного повторения измерительного процесса при указанных перемещениях датчика воспроизводят реальную кривую данного семейства, соответствующую исходным условиям измерения , посредством сопоставления полученной кривой с ближайшей из градуировочного семейства выявляют истинное значение емкости Си и рассчитывают искомую величину заряда Qy, для заданной точки наэлектризованной поверхностипо формуле I Qn-KUU I k - . где €oS (Л 1 S - площадь датчика; входная емкость измерительного прибора; 0 электрическая постоянная.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ соцИАлистических

РЕСПИГИ ЛИК

„.SU„„1018052 A

9(а11 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСИОЫМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц„- КЦ„„C„

< CX д9. о5 где

С п

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3386796/18-21 (22) 27.01.82 (46) 15.05.83. Бюл. Р 18 (72) В.Н. Шихов (53) 621.317.32(088.0) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 617741, кл. G 01 и 19/16, 1972.

2. Полонин П.A. Электризуемость химического волокна и борьба с ней.

M. Гизщегпром, 1959, с. 42-47. (54) (57) 1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫ

ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДА СТАТИЧЕСКОГО

ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, основанный на измерении индуцированного на датчике напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно для одного и того же произвольно выбранного заряда строят градуировочное семейство кривых зависимости уровня измеренного напряже-. ния U от расстояния )(датчика до наэлектризованной поверхности при различных величинах распределенной емкости С> последней, путем многократного повторения измерительного процесса при укаэанных перемещениях датчика воспроизводят реальную кривую данного семейства, соответствующую исходным условиям измерения, посредством сопоставления полученной кривой с ближайшей из градуировочного семейства выявляют истинное значение емкости Си и рассчитывают искомую величину заряда

g> для заданной точки наэлектризованной поверхности по формуле площадь датчика; входная емкость иэмерительного прибора; электрическая постоянная.

1018052

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения выявления истинного значения емкости С„, при многократном повторении измерительного процесса расстояние от датчика до наэлектризованной поверхности изменяют с одинаковой кратностью.

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и прецназначено для использования при контроле различных характеристик электростатического поля, в частности, поверхностной плотности заряда, объемной и удельной весовой плотностей, напряженности и т.п.

Известен способ измерения электрического заряда, основанный на опре- 10 делении степени деформации под действием внешнего электрического поля капли или пузырька, размещенных в замкнутом объеме, заполненном жидкостью другой фазы t 11. 15

Недостаток данного способа связан с ограниченным диапазоном измере- ния, обусловленным малой деформацией капли (пузырька) в случае контроля незначительных по величине зарядов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки величины поверхностного заряда статического электричества, основанный на измерении индуцированного на датчике напряжения и предусматривающий, в частности, установку датчика на одном и том же неизменном расстоянии до наэлектризованной поверхности f 2), ЗО

Недостаток известного способа определяется низкой точностью,поскольку при его практическом использовании не учитывается распределенная емкость наэлектризованной поверхности.

Цель изобретения — повышение точности оценки величины поверхностного заряда статического электричества и равным образом других его аналогичных характеристик. 40

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки величины поверхностного заряда статического электричества, основанному на измерении индуцированного на дат- 45 чике напряжения, предварительно для одного и того же произвольно выбран" нorо заряда строят градуировочное семейство кривых зависимости уровня измеренного напряжения U îò расстоя- $0

3. Способ rro пп. 1 и 2, о,т л и ч ающи и с я тем, что, с целью упрощения итогового расчета величины заряда 8„ предварительно строят семейство кривых зависимостей K.(1() для различных значений емкости Ся ния Х датчика до наэлектризованной поверхности при различных величинах распределенной емкости Cä последней, путем многократного повторения измерительного процесса при указанных перемещениях датчика воспроизводят реальную кривую данного семейства, соответствующую исходным условиям измерения, посредством сопоставления полученной кривой с ближайшей .из градуировочного семейства выявляют истинное значение емкости С„ и рассчитывают искомую величину заряда Qg для заданной точки наэлектри-, зованной поверхности по формуле

Qn=- )(()Ю 1

С п> Е 6, где . об площадь, датчика

Cg - входная емкость измерительного прибора1 р — электрическая постоянная.

Выявление истинного значения емкости CÄ облегчается за счет того, что при многократном повторении измерительного процесса расстояние от датчика до наэлектризованной поверхности изменяют с одинаковой кратностью.

Итоговый расчет величины заряда

Q> упрощается, если предварительно строят семейство кривых зависимости

К (X) для различных значений емкости Си

На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения величины поверхностного заряда Q статического электричества; на фиг. 2 - градуировочное семейство кривых зависимости уровня измеренного напряжения 0к от расстояния Х датчика до наэлектризованной поверхности при различных величинах распределенной емкости я последней.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Вблизи наэлектриэоваичой поверхности 1 (фиг.l), величина поверхностного заряда()„которой надлежит оценке, устанавлйвается датчик 2. К вы4

1018052 Ht

42 и х

Фи1. 2 ходу датчика 2 подключается измерительный прибор 3 (например, электрометрический вольтметр) ° Поверхность

1 характеризуется распределенной емКостью С„ и напряжением UÄ. Измерительный прибор имеет входную емкость

С„, а напряжение 0и на его зажимах образуется в результате индуцирования (no закону электростатической индукции под действием напряженности

Е) напряжения на датчике 2, точнее перераспределения заряда между емкостью С> и параллельно соединенной с ней цепочкой из последовательно включенных собственной емкости датчика 2 и емкости С„ .. Нетрудно показать, что напряжение U„ связано с напряжением U> следукщим соотношением:

1 Св о

C в (р )

Вследствие того, что, как видно иэ приведенного соотношения, напряжение 0„, является функцией емкости

С„ и расстояния Х, можно для одного и того же произвольно выбранного заряда Q предварительно построить семейство .кривых зависимости U (Х) при различных значениях емкостй

С„(Св„, Ся, Сиз ), встречающихся на практике (фиг. 2). Это семейство кривых принимается как градунровочное.

При многократном повторении изме-. рительного процесса и установки датчика 2 на различных, в частности,, кратно изменяющихся расстояниях Х, Х« Х от наэлектризованной псверхности l записывают показания прибора 3 U+, U>z, 0> ° Полученные результаты укладываются на одну из кривых градуировочного семейства, соответствующую определенной распределенной емкости Си . Далее, зная емкость Се, вычисляют или находят по заранее построенным вспомогательным

15 кривым коэффициент К, после чего по основополагажщей формуле рассчитыва" ют искомую величину заряда 9к . Данный комплекс операций производится для каждой интересующей точки поверх2Ц ности 1.

В связи с тем, что в предложенном техническом решении при оценке величины заряда наэлектризованной поверхности 1 в полной мере учиты2 вается ее распределениая емкость СК, . точность подобной оценки оказывается существенно повьеменной.

При этом предлагаемый способ может быть использован в условиях

3О очень малых емкостей заряженного тела (0,1-0,01. пФ !

ВНИИПИ Заказ 3531/44

Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент",, r.Ólãoðîä,óë. Ïðîåêòíàÿ,4