[实用新型]一种具有虚拟仪器技术的静电动态电位的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及静电测试技术领域，具体涉及一种静电动态电位测量装置。

背景技术

静电放电(electrostatic discharge，简称ESD)是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的现象。其产生的内因取决于物质的导电特性，体电阻率位于10¹¹～10¹⁵Ω.cm范围内的物质最容易产生静电；外因则是多种多样，如物体间的摩擦、电场感应、介质极化、带电微粒附着等等。

ESD造成的故障和危害通称静电灾害。与常规电能量相比，静电能量比较小，往往被人们所忽视，但在静电放电过程中，瞬态大电流集中注入，易引起火灾、爆炸、人体电击等事故。自20世纪中期以来，随着工业生产的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用，ESD灾害日益严重，逐渐成为火工、化工、石油、粉末加工、燃气等行业引起火灾、爆炸等事故的主要诱发因素之一，也是亚麻、化纤等纺织行业加工过程中的质量及安全事故隐患之一，更是造成人体电击危害的重要原因之一。在微电子技术领域，由于ESD危害每年损失上百亿美元；在弹药、火工品及易燃易爆气体、粉尘存在的“静电危险场所”，因ESD危害造成许多燃烧、爆炸等恶性事故；在航天、航空方面，ESD危害曾使机毁人亡、火箭发射失败、卫星发生故障。因此，静电灾害防护研究是各个行业面临的重点安全技术之一。

静电灾害防护研究即静电安全工程学包括静电起/放电机理、静电作用机理、ESD模型、静电测试技术、静电防护设计等方面。其中静电测试技术地位特殊，它承担着探测“危险静电源”与评价材料静电性能的任务，无论是静电机理研究还是静电防护设计都依赖于它。换句话说，静电测试是研究和实施静电防护工程的技术基础，直接制约着静电防护理论与技术的发展。

静电测试的对象包括电位、电量、电容、电阻率、泄漏电阻、电荷衰减时间等参数。其中，对于静电防护措施的效能检验以及静电事故分析来说，最重要、最直观的判断依据就是静电电位的高低。因此，静电电压表的研制一直是静电测试的主攻方向。目前，根据工作方式来分，静电电压表分为接触式和非接触式两种；根据信号特性来分，静电电压表又可分为静电静态电位和静电动态电位两种。

接触式就是使被测物体与静电电压表直接接触，利用等电位原理进行测量。该类仪器仅适用于静电导体带电电位的测量，对于更容易产生静电的绝缘体则无能为力，其代表性产品为Q-V系列静电电压表。非接触式就是不与被测物体接触，运用静电感应或空气电离的原理，间接测量带电体的静电电位。该类仪器适用于测量导体、绝缘体及人体等的静电电位。根据工作原理的不同，该类仪表分为直接感应式、交流调制式和空气电离式等三类。与接触式测量相比，非接触测量结果受仪表输入电容、输入电阻的影响较小，但受测试距离、带电体几何尺寸的影响较大。

在现代静电安全工程中，静电灾害概率的大小，不仅决定于危险静电源的静态电位的高低，而且与静电的动态电位更为关联。在危险货物搬运、堆码、车辆运输等作业过程中，静电的动态电位尤其关键，必须把其峰值电位控制在安全电位以下。因此，研制静电动态电位测试设备，准确测量不同环境条件下危险静电源的动态电位值，对于制定静电灾害的防护技术措施和进行静电安全管理工作是至关重要的。