静电测量

[拼音]：jingdian celiang

[外文]：electrostatic measurement

用适当的仪器和方法对静电电位或静电电荷进行的测量。化工、石油等生产部门的生产中常会产生静电电荷。这些电荷有时因材料绝缘性能良好，周围环境相对湿度较低等而不易泄漏，这将造成静电电荷的大量积聚，形成极高的静电电位，并导致爆炸、火灾、静电电击或生产故障（见静电防护）等。因此，静电测量对研究静电机理和防止静电产生危害是十分重要的。静电测量分为

静电电位测量

和

静电电荷测量

。

静电电位测量

对带电体（金属物体、绝缘体或液体）表面静电电位的测量。分接触测量和非接触测量两类。

（1）接触测量：仪表与被测带电体直接连接（图1）。图1中C1是带电体对地的电容，C2是仪表的输入电容。测量过程中，带电体的电荷不能有明显的泄漏，为此要求测量仪表有很高的输入电阻，通常为1012～1014欧以上。测量仪表的输入电容C2也不能太大，否则C2的充电将使被测静电电位明显下降。

（2）非接触测量:仪表与靠近被测带电体的探测电极连接（图2）。图2中C3是探测电极与带电体间的电容。非接触测量除要求仪表具有高输入电阻、低输入电容外，还要求C3>>C2，这样仪表读数才接近被测带电体表面的电位。

用于

静电电位测量

的仪表有象限式静电电压表（见静电系电表）、集电式静电计、振簧式静电计等。象限式静电电压表是利用静电力的作用来测量静电电位的仪表。相对湿度较高时，它的输入电阻略低。集电式静电计是利用放射性元素使周围空气产生电离作用来测量静电电位的仪表。振簧式静电计是一种带有振动电极的非接触式仪表。当振动电极按正弦规律振动时，此电极与带有恒定电位的带电体表面构成的电容器的电容量也将作周期性变化，因而在振动电极上产生交流电压，经放大、检波后即可得知带电体表面的电位。振簧式静电计的输入阻抗高，稳定性好，是较先进的静电测试仪表。

静电电荷测量

有法拉第笼法和电容探针法两种。

（1）法拉第笼法：用于测量带电体上的总电荷。使用的装置为法拉第笼和静电电压表。法拉第笼 (见图)是两个相互绝缘的金属圆筒，它们分别和静电电压表及并联电容器的相应端钮连接，外圆筒接地。测量时，将待测带电体放入内圆筒内。由于静电感应，内圆筒电位迅速上升至U0，若内、外圆筒间电容(包括并联电容及静电电压表输入电容)为C，则带电体上电荷为CU0。并联电容器的电容量一般在100皮法至10微法之间，可用来改变电荷的测量范围。并联电容器的绝缘电阻应很高，通常采用聚苯乙烯或空气作为介质。

（2）电容探针法：用于测量带电体上电荷的分布情况，使用的装置为探测电极和静电电压表。由于探测电极有效面积很小，因此可用来测量带电体上的电荷分布。测量装置的等效电路(图3)中， C1为待测带电体与地之间的电容，C2为探针尖端与样品表面之间的电容，C3为静电电压表的输入电容。设A为带电体表面与探针相对应的面积，则根据静电电压表的读数U3，可得带电体表面电荷面密度为(C1+C3+C1C3/C3)U3/A。

参考书目

周锡忠编：《静电实验》，上海科学技术出版社，上海，1984。