[实用新型]一种适用于微牛级推力测量的增强型静电梳

说明书

本实用新型涉及一种静电梳，包括两个相对设置的第一电极板和第二电极板，在所述第一电极板和第二电极板上均间隔设置有多个导电梳齿，所述导电梳齿沿着垂直于电极板的方向延伸，所述第一电极板上的导电梳齿与第二电极板上的导电梳齿相对设置：在第一电极板上设置的导电梳齿，在其垂直于第一电极板的方向上，在第二电极板上布置相对的导电梳齿，相对设置的导电梳齿之间具有间隙。

技术领域

本实用新型涉及一种亚微力测量领域，尤其是涉及一种适用于微牛级推力测量的增强型静电梳。

背景技术

空间引力波探测，相对论等效原理验证，重力场测量，多颗微、纳航天器以特定的方式在空间轨道上飞行，协同工作、集群、编队、星座以及轨道维持、姿态调整和无拖曳控制等任务都需依靠微推力器。这些微推进技术所产生的推力一般从几微牛到百微牛量级，分辨率要求达亚微牛量级，这就对微推力器的推力测量提出了新的挑战。

在亚微力测量装置中，核心部件为产生亚微牛顿量级力值的力源装置，根据不同测量装置所采用的力源形式的不同可以分为电容式测量装置、电感式测量装置、电阻式测量装置等，目前主要采用电容式力源装置实现对亚微力的测量。其基本原理是利用亚微力测量装置中电容式力源生成的静电力与待测亚微力之间的平衡来实现力的测量。通过控制电容式力源两极板之间的加载电压，从而改变亚微力测量装置中力源输出的亚微牛顿量级的静电力使其与待测亚微力达到平衡，根据力的平衡原理，待测亚微力与测量装置中力源输出的亚微力大小相等、方向相反、且作用于同一条直线上，此时根据亚微力测量装置中力源输出的平衡静电力的大小即可得到待测力值。

在现有的电容式力源产生装置中，参见图1，包括两个相对设置的第一电极板1和第二电极板2，以及直流电源3，直流电源的正极连接第一电极板，负极接地，第二电极板2接地，在所述第一电极板和第二电极板上均间隔设置有多个导电梳齿4，所述导电梳齿4沿着垂直于电极板的方向延伸，第一电极板和第二电极板的导电梳齿交错布置，导电梳齿的末端距离对面的电极板留有间隙。静电梳主要利用平行板电容间异性电荷产生的静电力，通过精确控制极板之间的电压控制所产生的静电力，应用于微牛级推力测量装置中，标定测量装置的测力精度及范围。在现有技术中，静电梳两极板间施加0～1000V电压时，产生的静电力约为0～0.7毫牛。当进一步提高静电梳极板电压时，电极之间的空气容易被击穿，限制了静电梳产生更大静电力。在有限的极板电压下，提高静电梳产生静电力的上限，对于推力测量装置具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种能够在相同电压情况下，产生更大静电力的增强型静电梳。

所述静电梳包括两个相对设置的第一电极板和第二电极板，在所述第一电极板和第二电极板上均间隔设置有多个导电梳齿，所述导电梳齿沿着垂直于电极板的方向延伸，所述第一电极板上的导电梳齿与第二电极板上的导电梳齿相对设置，在第一电极板上设置的导电梳齿，在其垂直于第一电极板的方向上，在第二电极板上布置相对的导电梳齿，相对设置的导电梳齿之间具有间隙。

进一步地，相对设置的导电梳齿之间的间隙是相同的，所述间隙优选为1.5mm。

进一步地，第一电极板的导电梳齿的布置方式为，沿着电极板平行的方向依次设置导电梳齿，其中奇数位的导电梳齿具有第一高度，偶数位的导电梳齿具有第二高度；第二电极板的导电梳齿的布置方式为，沿着电极板平行的方向依次设置导电梳齿，其中偶数位的导电梳齿具有第一高度，奇数位的导电梳齿具有第二高度；所述第一高度和第二高度为垂直于电极板的方向的长度，所述第一高度和第二高度不同。

进一步地，所述第一电极板和第二电极板的外侧设置有绝缘板。

进一步地，还具有直流电源，所述直流电源的正极与第一电极板连接，所述直流电源的负极以及第二电极板接地。

进一步地，所述第一高度与第二高度的最大值大于电极板之间距离的1/2。