静电实验讲稿

1、实验一 静电压的测量一实验目的1.了解非接触仪表测量静电压的原理。2.掌握非接触仪表测量静电压的方法二实验原理非接触式仪表的测量原理是基于静电感应或空气电离。前者是将仪器置于带电体附近，直接测量其表面电位（实际上，是对带电体表面电场的测量）。三实验仪器1实验仪器SIMCO FMX-003 Electrostatic Fieldmeter (静电场测量仪)2仪器说明FMX003 静电场测量仪上有四个按掣：ZERO调整零点 HOLD冻结 IB转换 POWER电源开关四实验内容测量四种介质的在一定环境下的表面静电压。五实验步骤1. 进行测量前，应把 FMX003 向着没有静电场的方向或指向天空。按下

2、红色的电源（POWER） 按掣，此时会有一声“Beep”响，指出 FMX003 在静电场测量模式，FMX003 前端两盏红色 LED灯会亮起， 同时显示板会显示电池状况。 这时， 显示结果应为 0 V， 并且没有图形显示出现。若果不是，请按下灰色的返零（ZERO）按掣，把背景结果归零。2. 当测量时，把 FMX003 向着测量对象， 逐渐把 FMX003 靠近， 直至两盏红色 LED 灯的投影重叠（即在标准测距 25mm 左右） ，这时，显示板会显示测量的数值和图形。（注意：在靠近测量对象中，若数值超出可测范围，则会响起连续的“Beep”声，显示数值会闪动。这时，应停止测量，否则会损坏内置的感

3、应器。 ）3. 若把绿色的冻结显示（HOLD）按掣按下，红色 LED 灯会关掉，显示板上的“HOLD”字出现，显示结果已冻结，方便移离测量对象作记录。再按下绿色的冻结显示（HOLD）按掣，可解除冻结显示状态。（注意：在“HOLD”状态下，返零（ZERO）按掣不会有效。 ）4. 在低电荷量（少于 1.49kV）时，每一单位为 0.1kV(100V)，在高电荷量（1.0kV-20.0kV）时，每一单位为 1kV（1000V）.5. 再次按下红色的电源（POWER）按掣，会关掉 FMX003。或者，在打开 FMX003 5 分钟后，它会响起 5 下 “Beep” 声， 然后自动关掉。 （注意： 若

4、FMX003 在冻结显示状态， 则关掉 FMX003不会解除冻结显示。 ）六实验内容对4块布料重复以上步骤5次，记录数据，表格自拟。七教案：1.讲解感应式静电电位计的测试原理2.测试条件的设定和测试方法3.注意事项重点：测试过程中仪器的保护实验二 电阻率测试（ZC-36）一实验目的1. 了解固体材料体积电阻率和表面电阻率的物理意义。2. 掌握用（超）高阻计测量固体材料体积电阻率和表面电阻率的方法。二实验原理体积电阻率： （8-1）体积电阻 绝缘材料试样厚度（cm）21.237（cm2）表面电阻率：=81.6 （8-2）表面电阻 测量电极直径5cm 保护电极内径5.4cm三实验仪器1. 实验仪器

5、ZC36型（超）高阻计（量程为1×1061×1017，1×10-51×10-14A，极性分“正”或“负”）2. 仪器说明仪器的外形如图2所示，面板上的各调节器名称及名称如下：图21指示表头 2倍率选择开关3测试电压选择开关，选择绝缘材料测试电压之用4“+”“-”极性开关，当旋钮指向“+”时，测量“+”的直流信号，指向“-”时，测量“-”的直流信号，指向“0”时，表头开路5放电测试开关，当旋钮指向“放电”位置时，测试电压加不到被测的试样上，当旋钮指向“测试”位置时，测试电压经接线柱“红色”加到被测试样上。6指示灯7电源开关8满度调整旋钮，调整表头指向满度9

6、“0、”调整旋钮，调整表头指向“0、”处。10“输入短路”开关，当开关拨向“短路”位置时，被测信号被短路，表头也就没有指示。11高压端钮（红色），测试电压由这里引出。12接地端钮13输入端钮，被测信号从这里引入四实验材料 橡胶1块（100mm×100mm）、普通织物1块（100mm×100mm）、防静电织物1块（100mm×100mm）五实验步骤1. 使用前准备：（1）使用前面板上的开关位置如下：测试电压开关置于“10V”处，倍率开关置于最低档位置（1×102及1×10-1A），“放电测试”开关置于“放电”位置，电源开关置于“断”的位置，输入短

7、路开关置于“短路”位置，极性开关置于“0”位置。（2）检查测试环境的温度和湿度是否在允许范围内，尤其当环境湿度高于80%以上时，对测量较高的绝缘电阻（1011）及10-8A时微电流可能会导致大的误差。检查交流电源电压是否符合220V允差±10%，将仪器接地端用导线妥善接地（3）将仪器接通电源，合上电源开关，指示灯发亮，并有蜂鸣声，如发现指示灯不亮，立即切断电源，待查明原因后方可使用。（4）接通电源预热30分钟，将极性开关置于“+”处（一般测试均置于“+”处，只有在测试负极性微电流时才置于“-”处）此处可能发现指示仪表的指针会离开“”及“0”处，这时可慢慢调节“”及“0”电位器，使指针

8、置于“”及“0”处，直至不再变动。（5）将倍率选择开关由×102、×10-1位置转至“满度”位置（这时输入短路开关应拨向开路），这时指针将从“”位置指向“满度”，如果不到或超过“满度”，则可调节“满度”电位器，使之调到“满度”，然后再把倍率开关拨到×102、×10-1处，使指针仍指于“”及“0”处，这样反复多次即把仪器灵敏度调好。在测试中应经常检查满度及“”，以保证仪器的测试精度。2. 测试步骤：a.高阻测量（1）将被测试样，用测量电缆线和导线接至Rx测试端钮和高压接线柱（2）将测试电压选择开关置于所需要的测试电压档（3）将“放电测试”开关置于测试档，短

9、路开关仍置于“短路”档对试样经一定时间的充电后（视试样容量大小而定，一般为15s，电容量大时，可适当延长充电时间），即可将输入短路开关打开，进行读数，若发现指针很快打出满度，则立即将输入短路开关拨到“短路”，“放电测试”开关拨到放电位置，待查明原因进行测试。（4）当输入短路开关打开后，如发现表头无读数，或指示很小，可将倍率开关升高一档，并重复2、3的操作步骤，这样逐档升高，倍率开关直至读数清晰为止（尽量取在仪表刻度上110的那段刻度）（5）将仪表上的读数（单位为兆欧）乘以倍率开关所指示的倍率及测试电压开关所指的系数（10V为0.01、100V为0.1、250V为0.25、500V为0.5、10

10、00V为1）即被测试样的绝缘电阻值。（6）在测试绝缘电阻时，如发现指针有不断上升的现象，这是由介质的吸收现象所致，若在很长时间内未能稳定，则一般情况下是取其合上测试开关后一分钟时的读数，作为试样的绝缘电阻值。（7）一个试验测试完毕，即将“放电测试”开关拨到“放电”位置，输入短路开关拨到“短路”位置，取出试样，对电容量较大的试样（约在0.01F以上者）需经一分钟左右的放电，方能取出试样，否则测试者将受到电容器残余电荷的袭击。（8）然后进入下一个试样的测试，具体操作步骤如前。（9）仪器使用完毕后，应先切断电源，并将面板上各开关恢复到测试前的位置，拆除所有接线，将仪器放在保管处。（10）在用三电极系

11、统测试绝缘电阻的体积电阻（Rv）和表面电阻（Rs）时可按照图3接线，三电极其主要尺寸依据中华人民共和国国家标准GB1410-78电工绝缘材料通用电性能试验方法的规定制成。 图3（a） 图3（b） 1测量电极 2高压电极 3保护电极 4被测试样（体积电阻（Rv）表面电阻（Rs）转换开关：为了操作简便无误，故采用转换开关，当旋钮指在Rv处时，高压电极加上测试电压，保护电极接地。当旋钮指在Rs处时，保护电极加上测试电压，高压电极接地。）b.微电流测试（1）将被测讯号源用测量电缆线和导线接Ix测试端和接地端。（2）将输入短路开关拨到“输入短路”用“0”电位器调至“0”（3）将极性开关置于被测微电流讯号

12、相应的极性“+”或“-”（4）输入短路开关拨到开路，倍率开关自×10-1A起逐档改变倍率直至读数清晰（5）将仪表上读数乘上倍率指示，即为微电流值。例如读数为6.8×10-6倍率为×10-5，数值为6.8×10-11A（6）仪器进行下一次测试，具体操作步骤如前。（7）仪器使用完毕，应先切断电源，并将面板上各开关恢复到测试前的位置，拆除所有接线，将仪器安放在保管处。六实验内容按照“实验步骤”测量一种织物的体积电阻和表面电阻的测试，每块样品测试5次，求平均值，后按照公式8-1，8-2计算出体积电阻率和表面电阻率。七注意事项（1）接到Rx、Ix的测试导线必须用高

13、绝缘的屏蔽线（绝缘电阻1014），导线长度不应超过1.5m（2）本仪器一般情况下不能用来测量一端接地的试样的绝缘电阻，在测试时，试样应放在高绝缘的垫板上，以防止漏电影响测试结果（3）测试电机、电器等电工产品时，应尽量将面积较大的或外露的电极部分接至仪器Rx的高压端，以免外界干扰。（4）对电缆产品，如有外金属护套可将这部分作为一电极，接至仪器Rx的高压端，而将线芯接至输入端，对无外套护套的电缆，则可任意连接，但试样必须放在金属屏蔽罩内，罩壳外接地。（5）测试高阻值兆欧电阻时，一般测试电压不超过100V（对能承受高压的电阻除外）。（6）当被测电阻绝缘高于1010时，应将试样置于屏蔽箱内，箱外壳接地

14、。（7）测试时，人体不能触及Rx的高压端及其联接物，防止高压触电危险，同时不能碰地，否则引起高压短路。（8）测微电流时，“放电测试”开关置于“放电”位置，防止人体误触及高压端引起危险。（9）被测微电流源应妥善接地，以免外界干扰。（10）测绝缘电阻时，同一样品不能连续进行测试，因加在被测样品上的电荷会越积越大，使测试有误差，如进行第二次测试，必须要经过一段时间的充分放电，才能进行正常测试。八教案：1.讲解接触式高阻计的测试原理2.测试样品的尺寸设定和测试方法3.三电极与测试器的接入3.注意事项，测试过程切勿超量程。一旦发现超量程，将放电测试开关拨至“放电”重点：ZC-36高阻计的使用方法实验三

15、静电荷量的测定一实验目的1.了解法拉第筒的测量原理。2.掌握测量样品表面静电荷量的方法。二实验原理把按照规定方法摩擦后的样品投入法拉第筒，由于静电感应，内筒外壁对接地外筒之间的静电位迅速上升（相当于对内、外筒构成的电容器进行充电），并达到稳定值U；设测量系统的总电容为C，则内筒外壁带有电量。QCU因为带电体的电力线基本上被封闭在内筒，所以这电量也就是待测样品的带电量。也可以将法拉第筒与电量计连接、直接读出带电量。三实验仪器1实验仪器BD-11型库仑仪（数字电量计）、法拉第筒、滚筒摩擦机2仪器说明BD-11型库伦仪（数字电量计），仪器面板如图7所示。（1）输入端（input）：测量样品的带电量时

16、，将本仪器的输入端与法拉第筒相连（仪器输入线的内芯线与法拉第筒内筒相连，外芯屏蔽线与外筒相连并接地）。（2）调零旋钮（zero）与零位检查开关（zero check）：用于测量前调整零位，先把零位检查开关拨向右边，使输入端和仪表内部的电容器放电，调整调零2旋钮使得显示结果为“0 0 0”然后再把零位检查开关拨回左边即可进行测量。（3）复零开关（rezero）：按下此开关时，仪表输入端和内部电容器短路，也就是说此开关与零位检查开关均能使电容器短路放电。在每换一个量程或每次测量后需要复零时，按下此按键，通过复零则可进行下一次测量而不必把被测样品从法拉第筒内取出。四实验内容防静电服1件、学生自带大块

17、织物1件五实验步骤及内容（1）将样品在滚筒摩擦机中运转15分钟，立即投入法拉第筒内（注意，试样距离人体，金属等物体30cm以上），读取仪表指示的样品带电量。（2）重复（1）步骤5次，取5次测量的算术平均值作为最终值。表格自拟。六教案1.讲解静电电量计的使用方法2.样品的起电方法3.法拉第筒与测试仪的接入4.测量过程中应注意的事项重点：样品在摩擦起电机和法拉第筒移送过程中防止电荷泄漏的方法实验四 静电半衰期的测量一实验目的1.了解静电半衰期的物理意义；2掌握静电半衰期的测试方法。二实验原理 织物带电严重与否一方面决定于高压放电后起静电压的高低，另一方面和此静电压保持时间有关。织物上的静电逸失速度

18、用静电半衰期表示，是测试织物静电性能的重要考核指标。三实验仪器1.实验仪器LFY-401织物感应式静电测试仪2仪器说明LFY-401织物感应式静电测试仪，仪器面板如图8所示。图8（a）图8（b）1指示表：（从左到右）半衰期指示表、静电值指示表2倍率选择指示灯： （从左到右）0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.83（从左到右）：SET设置（出厂前已经设置好，勿动）；D1、D2选择键；NET复位键；ZERO清零键四实验材料防静电织物1块（60mm×80mm）、其他普通织物两块（60mm×80mm）五实验步骤及内容1.定时法（1）将静电测试头和高压放电头分

19、别向两边拨向转盘的左右侧。用左手轻扶转盘凸台，右手顺时针旋松试样转盘螺母。将预先处理好的试样夹入试样转盘的任意一个夹样块上，然后用左手轻扶转盘凸台，右手逆时针旋紧试样转盘螺母，夹紧试样。再将高压放电头与静电测试头拨到转盘上方，正对样盘内的试样。（2）将定时、定压选择开关按向“定时”侧，并将衰减时间定时器根据所测试样静电衰减的快慢预设上一定时间。（对于静电衰减快的试样，要将数值设小一点；而对于静电衰减慢的试样，则要将数值设大一点。）（3）打开电机绿色启动按钮，电机“开”，待转盘稳定后，按下高压放电的绿色按钮，高压“开”，开始放电。加压时间继电器开始计时。此时，静电电压表左上侧液晶显示屏上电压值一

20、直在增加，待30秒后，自动停止放电，加压停止。加压30秒的峰值电压（左上侧液晶显示屏30秒时的数值）显示在静电电压表右上侧的液晶屏上。加压停止时，衰减时间继电器立即开始计时，静电开始释放，静电电压表左上侧的液晶屏上的电压值一直在减少，当达到预设的衰减时间，音乐蜂鸣器响，左上侧液晶显示屏上的电压值锁定不变。记录下左上侧的液晶屏上最后的电压值，此值为衰减后电压。记录下右上侧液晶屏上的电压值，此为感应的峰值静电压。（4） 按一下清除按钮，同时用手指按住静电电压表上的“复位”键3-5秒，待蜂鸣声停止后松开。（5） 一次实验结束。（6）按上述试验步骤作完三组（每组1块试样）实验后，关闭两箱体电源，取三组平均值，作为试验结果。2. 定压法（1）将静电测试头和高压放电头分别向两边拨向转盘的左右侧。用左手轻扶转盘凸台，右手顺时针旋松试样转盘螺母。将预先处理好的试样夹入试样转盘的任意一个夹样块上，然后用左手轻扶转盘凸台，右手逆时针旋紧试样转盘螺母，夹紧试样。再将高压放电头与静电测试头拨到转盘上方，正对样盘内的试样。（2）