CN215575614U

CN215575614U - 一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板

Info

Publication number: CN215575614U
Application number: CN202123234612.1U
Authority: CN
Inventors: 张俊乐; 张黎辉; 王丽; 郑汉军; 王辉; 汤元会; 何永全; 杨刚炜; 李博
Original assignee: SHAANXI INSTITUTE OF METROLOGY SCIENCE
Current assignee: SHAANXI INSTITUTE OF METROLOGY SCIENCE
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2031-12-22

Abstract

本实用新型涉及计量技术领域，具体涉及一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，包括：圆形底板为平面结构；环形顶板为平面结构，所述环形顶板的外直径与圆形底板的直径相同；环形侧壁环绕连接于圆形底板和环形顶板之间，环形侧壁为向外凸出的弧面结构；圆形底板、环形顶板以及环形侧壁一体成型；圆形底板上设有用于连接高压引接线的第一连接件。本实用新型的优点在于校准非接触式静电测量仪时，其精确度有了极大地改善，将电极板设置了圆形，边缘为光滑的弧形，可有效减弱极板锋利边缘对实验电场的影响，提高测量的精确度，通过大量试验得到了电极板尺寸的最佳范围值，为非接触式静电测量仪校准工作带来了极大的便利。

Description

一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板

技术领域

本实用新型涉及计量技术领域，具体涉及一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板。

背景技术

静电是一种电能，它存留于物体表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，它可能引发粉尘爆炸、火灾及大规模集成电路击穿失效，是许多工业领域及航空航天、电子、军事装备等方面潜在的主要危险因素。静电的产生一般是很难完全消除的，为了保证安全生产及产品质量，必须对可能产生的静电危害进行有效地控制。在生产安全、消防、电子工业集成电路生产和封装，航空航天器等军事装备的测控等方面都需要测量静电，在有关静电的科研工作以及利用静电的生产工艺过程中，也需要测量静电的参数，因此静电测量对于研究静电和防护静电危害是十分重要的。

非接触式测量是指测量仪器与被测物体之间没有接触，对被测物体的电位进行的测量，由于静电荷未被带走，故测量的重复性好，它不但能测量金属体的静电，也能测量绝缘体的静电，因而非接触式静电测量仪在石油、化工、国防、航天航空、电子工业、纺织、造纸、橡胶、印刷、计算机等部门的科研和生产中得到了广泛应用，而这些非接触式静电测量仪都需要定期进行校准。

在对这种非接触式静电测量仪校准时，需要一个高压电极板在局部区域内产生均匀电场，电极板上的电压由标准高压电源提供；高压电极板的平面尺寸不能太小，以减弱边界效应引入的影响；高压电极板的平面尺寸不宜过大，以满足非接触式静电测量仪校准装置的整机装配效果；因此，高压电极板的形状、大小、固定方式等因素都会影响测量的精确度，常规的单层平板式电极板在非接触式静电测量仪校准装置中的使用安全性及测量精准度方面都略有不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，可以解决现有技术中，用于非接触式静电测量仪校准的电极板在使用安全性以及测量的精准度方面都略有不足的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，包括：

圆形底板，为平面结构；

环形顶板，为平面结构，所述环形顶板的外直径与所述圆形底板的直径相同；

环形侧壁，环绕连接于圆形底板和环形顶板之间，所述环形侧壁为向外凸出的弧面结构；

所述圆形底板、环形顶板以及环形侧壁一体成型；

所述圆形底板上设有用于连接高压引接线的第一连接件。

较佳地，所述环形顶板上设有第二连接件。

较佳地，所述第二连接件包括：

多个连接孔，呈环形阵列均匀开设在环形顶板上，所述连接孔用于连接绝缘支架固定环形顶板。

较佳地，所述第一连接件为螺杆，所述螺杆与圆形底板顶面垂直。

较佳地，所述圆形底板的直径为50cm-60cm，所述环形侧壁的高度为4cm-6cm。

较佳地，所述圆形底板的直径为55cm。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其有益效果是：

用于校准非接触式静电测量仪时，其精确度有了极大地改善，将整体的电极板设为圆形方便将其安装在试验机柜内，边缘为光滑的弧形，可有效减弱极板锋利边缘对实验电场的影响，提高测量的精确度，通过大量的试验得到了电极板尺寸的最佳范围值，避免边界效应产生的相对示值误差影响精确度，满足非接触式静电测量仪校准规范的实验要求，从而为非接触式静电测量仪的校准工作带来极大便利，对非接触式静电测量仪的量值溯源工作很有意义。

附图说明

图1为本实用新型结构的剖视图；

图2为本实用新型的俯视示意图；

图3为本实用新型的试验示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，下面结合图1到图3的结构示意图，对本实用新型进行说明，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例

如图1所示，本实用新型提供的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，包括：圆形底板1、环形顶板2、环形侧壁3。圆形底板1为平面结构；环形顶板2为平面结构，所述环形顶板2的外直径与所述圆形底板1的直径相同；环形侧壁3环绕连接于圆形底板1和环形顶板2之间，所述环形侧壁3为向外凸出的弧面结构，环形侧壁3的两端也就是上下两条边分别与圆形底板1的周向、环形顶板2的外周向连接；所述圆形底板1、环形顶板2以及环形侧壁3一体成型，整体为电极板，形成一个中空的类似于钵盂的形状，也便于接入高压电源，环形侧壁3为光滑的弧形环绕在圆形底板1和环形顶板2之间，且与其连接处也设有弧形倒角，使电极板的边缘更光滑；所述圆形底板1上设有用于连接高压引接线的第一连接件11，高压引接线连接高压电源。将电极板设为圆形以及边缘侧壁为光滑的弧形是为了避免尖锐的边缘引入的不确定度影响测量的精确度，当第一连接件11与高压电源连接好时，可以在电极板中心也就是靠近圆形底板1表面处，形成平行于法线方向的均匀静电场（法线是指垂直于圆形底板1顶面或底面的虚线），方便对非接触式静电测量仪进行校准。

进一步的，环形顶板2上设有第二连接件，是为了便于将整个电极板安装在试验机柜内，可以固定住整个电极板。

进一步的，如图2所示，所述第二连接件包括：多个连接孔21呈环形阵列均匀开设在环形顶板2上，所述连接孔21用于连接绝缘支架固定环形顶板2。绝缘支架优选为绝缘子，可根据电压限值进行选型，安装方式安全可靠。在进行校准测量时用绝缘支架固定住高压电极板的位置，避免造成误差。

进一步的，所述第一连接件11为螺杆，所述螺杆的中心线与圆形底板1顶面的中心线垂直。螺杆的周向设有螺纹，与高压引接线连接时可以更牢固地连接，不会滑脱。螺杆的有效长度大于2cm。便于有效连接高压电源的输出引线，以免整个电极板掉落。

进一步的，所述圆形底板1的直径为50cm-60cm，则环形顶板2的外直径也为50cm-60cm，所述环形侧壁3的高度为4cm-6cm，也就是整个电极板的厚度在4cm-6cm范围内，适合安装在试验机柜内。圆形底板1的直径在此范围内的高压电极板的边界效应影响较小，且适合安装在试验机柜内。

进一步的，所述圆形底板1的直径为55cm，则环形顶板2的外直径也为55cm。试验时加工直径35cm－65cm圆形电极板若干，用性能稳定的非接触式静电电压表为实验对象，按照校准规范标准电极板试验方法进行多次试验，积累数据，判断并确定能够满足测试电压的最小电极板尺寸，从而得到高压电极板最佳的直径为55cm。该尺寸电极板的边界效应影响能够满足非接触式静电测量仪校准规范的实验要求。

电极板的尺寸应足够大，却又不宜过大。尺寸不够，其边界效应会对实验电场有影响，尺寸过大，则安装使用时非常不便。因此，为了得到满足校准实验要求的最小电极板尺寸，在试验时加工直径35cm－65cm圆形电极板若干，用性能稳定的非接触式静电电压表为实验对象，按照JJF 1517-2015非接触式静电电压测量仪校准规范的标准电极板试验方法进行试验，对不同测试电压、不同测试距离进行多次实验数据积累，判断并确定能够满足测试电压校准实验的最小电极板尺寸。

通过试验判断标准电极板的尺寸是否满足要求。标准电极板的尺寸应该足够大，以减少边界效应引入的不确定度影响。测量距离越大，标准电极板的尺寸也应越大。对不同的被测对象以及不同的测量距离，标准电极板的尺寸要求也不一样。通过试验可确定边界效应产生的相对示值误差影响量。

试验步骤如下：

1、将被校静电电压表置于规定的测试距离处，并对准标准电极板的中心；

2、调节直流高压电源输出使标准电极板的电压为被校静电电压表满量程的1/10，但不应小于1 000 V，记录读数U₁；

3、保持标准电极板电压不变，沿平行于电极平面的方向，向边沿平行移动被校静电电压表，或者相对于被校静电电压表移动标准电极板，移动的距离为被校静电电压表的前端宽度的一半，见图3，并记录读数U₂；

4、比较中心位置与偏心位置两种状态下，被校静电电压表的读数之差|U₁-U₂|。

如果被校静电电压表的读数之差|U₁-U₂|小于被校静电电压表允许误差极限的1/5，则平面尺寸满足要求。正负极性各做一次，取偏差大者作为结果。对于型号相同或结构原理相同的被校静电电压表，不必每次校准都做平板电极试验。用读数的相对变化量表示边界效应产生的相对示值误差，按如下公式计算：

为边界效应产生的相对示值误差，%；

U ₁为在中心位置状态下被校静电表示值，V；

U ₂为在偏心位置状态下被校静电表示值，V。

本实用新型的优点在于，用于校准非接触式静电测量仪时，其精确度有了极大地改善，将整体的电极板设为圆形方便将其安装在试验机柜内，边缘为光滑的弧形，可有效减弱极板锋利边缘对实验电场的影响，提高测量的精确度，通过大量的试验得到了电极板尺寸的最佳范围值，避免边界效应产生的相对示值误差影响精确度，满足非接触式静电测量仪校准规范的实验要求，从而为非接触式静电测量仪的校准工作带来极大便利，对非接触式静电测量仪的量值溯源工作很有意义。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其特征在于，包括：

圆形底板（1），为平面结构；

环形顶板（2），为平面结构，所述环形顶板（2）的外直径与所述圆形底板（1）的直径相同；

环形侧壁（3），环绕连接于圆形底板（1）和环形顶板（2）之间，所述环形侧壁（3）为向外凸出的弧面结构；

所述圆形底板（1）、环形顶板（2）以及环形侧壁（3）一体成型；

所述圆形底板（1）上设有用于连接高压引接线的第一连接件（11）。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其特征在于，所述环形顶板（2）上设有第二连接件。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其特征在于，所述第二连接件包括：

多个连接孔（21），呈环形阵列均匀开设在环形顶板（2）上，所述连接孔（21）用于连接绝缘支架固定环形顶板（2）。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其特征在于，所述第一连接件（11）为螺杆，所述螺杆与圆形底板（1）顶面垂直。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其特征在于，所述圆形底板（1）的直径为50cm-60cm，所述环形侧壁（3）的高度为4cm-6cm。

6.根据权利要求5所述的一种非接触式静电测量仪校准用高压电极板，其特征在于，所述圆形底板（1）的直径为55cm。