Способ оценки величины поверхностного заряда статического электричества

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН р(я 1 а 01 В 29 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИ,Д;ВЛ,ОРСИНИ мерительно ОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 617741, кл. 6 01 й 19/16, 1972,2 Полонин П.А. Электризуемостьхимического волокна и борьба с ней.М., Гизщегпром, 1959, с. 42-47.(54) (57) 1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДА СТАТИЧЕСКОГОЭЛЕКТРИЧЕСТВА, основанный на измерении индуцированного на датчике напряжения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности,предварительно для одного и того жепроизвольно выбранного заряда строятградуировочное семейство кривых зависимости уровня измеренного напряже-.ния Ои от расстояния )( датчика донаэлектризованной поверхности при 801018052 различных величинах распределенной емкости Си последней, путем мно гократного повторения измерительного процесса при укаэанных перемещениях датчика воспроизводят реальную кривую данного семейства, соответ" ствующую исходным условиям измерения, посредством сопоставления по" лученной кривой с ближайшей из градуировочного семейства выявляют истинное значение емкости Си и рассчитывают искомую величину заряда Ци для заданной точки наэлектризованной поверхностипо формулеЦКЦС где) п Х ЯД 5055 - площадь датчика;С - входная емкость иэго прибора;о в электрическая постоянн1018052 2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я 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, поверх постной плотности заряда, объемной и удельной весовой плотностей, напряженности и т.п.Известен способ измерения электры. ческого заряда, основанный на опре- (0 делении степени деформации под действием внешнего электрического поля капли или пузырька, размещенных в замкнутом объеме, заполненном жидкостью другой фазы ) 1). (5Недостаток данного способа связан с ограниченным диапазоном измере- ния, обусловленным малой деформацией капли (пузырька) в случае контроля незначительных по величине заря 20Наиболее 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 поверхности21,30Недостаток 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. 40Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки величины поверхностного заряда статического электричества, основанному на измерении индуцированного на дат чике напряжения, предварительно для одного и того же произвольно выбран" ного заряда строят градуировочное семейство кривых зависимости уровня измеРенного напряженияот расстоя 3. Способ по пп.1 и 2, о,т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения итогового расчета величинызаряда й , предварительно строятсемейство кривых зависимостей К (М )для различных значений емкостиСя ния Х датчика до наэлектризованнойповерхности при различных величинахраспределенной емкости С последней,путем многократного повторения измерительного процесса при указанныхперемещениях датчика воспроизводятреальную кривую данного семейства,соответствующую исходным условиямизмерения, посредством сопоставления полученной кривой с ближайшей.из градуировочного семейства выявляют истинное значение емкости С ирассчитывают искомую величину заряда Яи для заданной точки наэлектри-,зованной поверхности по формулеОп=)(Оъ,СпЖ Е 6,где . 6 о5 " площадь, датчикамиСд - входная емкость измерительного прибора 11 р - электрическая постоянная.Выявление истинного значения емкости С облегчается за счет того,что при многократном повторении измерительного процесса расстояние отдатчика до наэлектризованной поверх"ности изменяют с одинаковой кратностью.Итоговый расчет величины зарядаЯд упрощается, если предварительностроят семейство кривых зависимостиК 1 Х) для различных значений емкости СиНа фиг. 1 представлена схема устройства для измерения величины поверхностного заряда Яи статическогоэлектричества; на фиг. 2 - градуировочное семейство кривых зависимостиуровня измеренного напряжения 0 отрасстояния Х датчика до наэлектризованной поверхности при различныхвеличинах распределенной емкости япоследней,Предложенный способ реализуетсяследующим образом.Вблизи наэлектриэоваичой поверхности 1 (фиг.1) величина поверхностного зарядакоторой надлежит оценке, устанавлйвается датчик 2. К вы4 1018052 ВНИИПИ Заказ 353 Тираж 710 Подпис филиал ППП "Патент , г.ужгород,ул.Проек 44 Утная,4 ходу датчика 2 подключается измерительный прибор 3 (например, электро- метрический вольтметр)Поверхность 1 характеризуется распределенной емкостью С и напряжением 0. Измерительный прибор имеет входную емкость С , а напряжение 0 и на его зажимах образуется в результате индуцирования (по закону электростатической индукцИи под действием напряженности Е) напряжения на датчике 2, точнее перераспределения заряда между емкостью Сн и параллельно соединенной с ней цепочкой из последовательно включенных собственной емкости дат" чика 2 и емкости С Нетрудно показать, что напряжение 0 связано с напряжением 0 следукщим соотношением:1 Ся о 5 рОдв К си вр 5) 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 О предварительно построить семейство .кривых зависимости 0 и(Х) при различных значениях емкостй С(Св СиСиз ), встречающихся на практике (Фиг. 2), Это семейство кривых принимается как градуировочное.При многократном повторении измерительного процесса и установкидатчика 2 на различных, в частностикратно изменяющихся расстояниях Х,Х, Х от наэлектризованной псверхности 1 записывают показания прибора 3 0 в, 0 и , 0 иэ. Полученные результаты укладываются на одну изкривых градуировочного семейства, со"ответствующую определенной распределенной емкостиСи . Далее, зная емкость Сю, вычисляют или находят позаранее построенным вспомогательным 15 кривым коэфФициент К, после чего поосновополагажщей Формуле рассчитыва"ют искомую величину заряда Як . Данный комплекс операций производитсядля каждой интересующей точки поверх О ности 1.В связи с тем, что в предложенномтехническом решении при оценке ве"личины заряда наэлектризованнойповерхности 1 в полной мере учиты ваетсЯ ее РаспРеделеннаЯ емкость Сн,точность подобной оценки оказывается существенно повьвиенной.При этом предлагаемый способ может быть использован в условиях 3 О очень малых емкостей заряженного тела (0,1-0,01 пф