一種具有反饋回路的靜電電位測(cè)量系統(tǒng)

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

在一個(gè)長(zhǎng)矩形的金屬條上接通已知的電壓，將具有反饋回路的靜電電位測(cè)量系統(tǒng)的探頭放在距金屬條表面約的地方，進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)給金屬條接通電壓，保持探頭與金屬條表而的距離不變，沿著金屬條上下掃描，從LabVIEW設(shè)計(jì)的顯示界面中可以看到具有反饋回路的靜電電位測(cè)量系統(tǒng)得到的金屬條表面的電位值，如圖5所示。

圖4 數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)顯示模塊

圖5 靜電電位測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得電位值

5 結(jié)論

普通的靜電電位計(jì)和靜電電壓計(jì)在測(cè)是帶電物體表面的電位時(shí)，因?yàn)樘筋^對(duì)被測(cè)帶電物體表面電場(chǎng)的影響，使測(cè)定電極上實(shí)際的電位降低。因此，普通的靜電電位計(jì)和靜電電壓計(jì)不適宜測(cè)量帶電量少或表面積小的帶電物體表面的電位。

通過研究普通靜電電位計(jì)和靜電電壓計(jì)對(duì)帶電物體表面電場(chǎng)影響的原因，設(shè)計(jì)的具有反饋回路的靜電電位測(cè)量系統(tǒng)能夠解決這一問題。它將測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的帶電物體表面的電位值反饋到探頭的保護(hù)電極上，使保護(hù)電極與被測(cè)物體表面之間的電場(chǎng)為零。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是避免保護(hù)電極在測(cè)量過程中對(duì)被測(cè)帶電物體本身電位的影響，使探頭可以與被測(cè)物體更接近，在測(cè)定電極上感應(yīng)的電位就更加準(zhǔn)確的反映被測(cè)物體的局部表面的電位值。同時(shí)，反饋回路還能減小測(cè)定電極上產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)調(diào)制器是否穩(wěn)定工作的依賴程度，保證了測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

利用IN公司的PXI6254數(shù)據(jù)采集卡并結(jié)合LabVIEW的開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)顯示和采集系統(tǒng)，并對(duì)接通已知電壓的金屬條進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的具有反饋回路的靜電電位測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于表面電位低的帶電物體測(cè)量的準(zhǔn)確度較高。

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