一种静电测量电路与系统技术方案

技术编号:20360646 阅读:60 留言:0更新日期:2019-02-16 15:34
本发明专利技术涉及一种静电测量电路与系统,属于静电测量技术领域,系统包括处理器、分压电路、三极管、电阻和电压检测装置,分压电路的输入端设有用于接触待测静电体的接触端,分压电路的输出端连接三极管的基极,三极管的发射极连接电源负极或地,三级管的集电极通过电阻连接电源正极,电压检测装置的检测端连接在电阻两端,电压检测装置的输出端连接处理器,该处理器用于根据电压检测装置输出的电阻端电压,结合已知的电阻端电压和待测静电体的实际静电电压的映射关系,计算得出待测静电体的实际静电电压。本发明专利技术的测量系统在测量时不会引发静电泄露,实现对静电场电压的精确测量,测量速度快、功耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种静电测量电路与系统
本专利技术属于静电测量
,具体涉及一种静电测量电路与系统。
技术介绍
石油、化工等存在较高火灾危险性物品的生产中经常会产生静电电荷,这些静电电荷往往会因为材料绝缘性能好,周围环境相对湿度低而不易被泄放掉,久而久之将造成静电电荷大量聚集,从而形成极高的静电电位,容易导致火灾、爆炸、静电电击和生产设备故障等。因此,静电测量对研究静电机理与防止静电危害具有十分重要的意义和作用。目前,静电电压的测量通常是利用静电电压表,包括接触式和非接触式静电电压表,接触式测量是将被测静电体直接用电缆线连接在静电电压表的测量,电压表读数就是被测静电体相对于大地的电位;非接触式测量是基于空气绝缘介质中的电荷不能自由移动,不同部位的电位不同,利用静电感应空气电离原理进行的测量。接触式静电电压表是将静电感应探头直接接触静电体,测量其表面电位,非接触式静电电压表是利用静电感应原理测量带电体的对地电位。然而,现有利用静电电压表对待测静电体进行静电测量的准确率极低,接触式静电电压表在测量过程中,静电探头在接触待测静电体瞬间会破坏静电现场,造成静电泄露,无法避免地导致测量失真,不能真实反映原本静电现场情况。市场上销售的非接触式静电测量仪,在静电测量过程中,仪表显示的数值,要通过测量距离,依据仪表的说明书中给出的转换系数进行换算,才能得出被测静电体的静电电压数值,这样的测量方法、模式,会因为测量距离的误差,导致得出的待测静电体的静电电压数值不够准确,同时测量工作比较繁琐,导致测量效率低下。公告号为CN203965527U、名称为《一种静电测量仪》的中国专利,提出一种具备输出开关控制的静电电压测量装置,用以解决静电探头测量准确率低、工作不稳定的问题。该方案提供一种测量准确且成本低的静电测量仪,包括电容式驻极体话筒、信号采样音频滤波放大电路、单片机微信号运放处理显示电路、电源电路和静电开关,其结构要点为:电容式驻极体话筒的顶层金属质信号接收面为静电感应极,电容式驻极体话筒的耦合电极为静电感应信号输出端口,静电感应信号输出端口分别与电阻R一端、信号采样音频滤波放大电路输入端相连;信号采样音频滤波放大电路的输出端与单片机微信号运放处理显示电路的信号输入端口相连,单片机微信号运放处理显示电路的控制信号输出端口与静电开关的开关控制信号输入端口相连。信号采样音频滤波放大电路可将电容式驻极体话筒输出的声音交流杂波滤除,实现准确可靠的静电测量。该静电测量仪利用的静电测量方法属于接触式静电测量,利用的是等电位原理,虽然利用信号采样音频滤波放大电路对静电感应出的电流进行噪声滤波处理,但测量时不可避免破坏原始静电现场,且滤波放大电路亦会造成测量静电衰耗,无法真实反映原始静电电压值。不能从根本上实现待测静电体静电电压的准确测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种静电测量电路与系统,用于解决现有静电测量装置在对待测静电体进行测量时破坏原始静电现场导致测量待测静电体的静电电压值准确度低的问题。为解决上述技术问题,本专利技术提出一种静电测量电路,包括全控型开关管,全控型开关管的基极连接用于接触待测静电体的静电探头,全控型开关管的发射极和集电极串设在供电回路上,该供电回路上还串设有分压电阻,分压电阻的两端并联有用于检测分压电阻的电压检测装置,通过检测分压电阻的电压得到待测静电体的静电电压。本专利技术利用全控型开关管的基极与发射极、集电极之间的完全绝缘隔离特性,能在不改变静电现场的情况下(即测量时不会引发静电泄露)实现对静电场电压的精确测量,由于全控型开关管的工作特性是基于器件内部电子和空穴的高速迁移,且发射极、集电极的输出端能直接反映输入的静电电压值,不需要后续复杂计算,因此能实现快速测量且功耗极低。为防止静电探头接触待测静电体的静电电压过高,导致全控型开关管的损坏,通过分压电路对待测静电体的静电电压进行分压,静电探头通过分压电路连接全控型开关管的基极,将输入待测静电体的静电电压调理成适合全控型开关管的基极能够检测的电压。具体的,分压电路包括串联的第一分压支路和第二分压支路,第一分压支路上串设有分压元件,第二分压支路上串设有分压元件,第一分压支路的两端分别连接静电探头和全控型开关管的基极,第二分压支路的两端分别连接全控型开关管的基极和发射极。分压元件可以为电容分压元件、电感分压元件或电阻分压元件,优选为电容分压元件。为使静电测量电路进行一次测量之后继续进行下一次测量,该静电测量电路还包括复位开关,复位开关并联在分压电路两端;作为其他实施方式,复位开关的一端连接全控型开关管的发射极,另一端连接全控型开关管的基极,保证在进行一次测量之后启动复位开关,再进行下一次测量。为实现待测静电体的静电电压的测量,全控型开关管为IGBT或MOS管。为解决上述技术问题,本专利技术还提出静电测量系统,包括处理器和全控型开关管,全控型开关管的基极连接用于接触待测静电体的静电探头,全控型开关管的发射极和集电极串设在供电回路上,该供电回路上还串设有分压电阻,分压电阻的两端并联有用于检测分压电阻的电压检测装置,电压检测装置的输出端连接处理器,该处理器用于根据电压检测装置输出的电阻端电压,结合已知的电阻端电压和待测静电体的实际静电电压的映射关系,计算得出待测静电体的实际静电电压。全控型开关管优选为IGBT或MOS管。本专利技术的静电测量系统利用IGBT或MOS管的基极和发射极之间的偏置电压影响发射极和集电极之间的电阻变化特性,实现对待测静电体的静电电压的测量。由于利用了IGBT或MOS管的半导体器件基极与发射极、集电极之间的完全绝缘隔离特性,能在不改变静电现场的情况下(即测量时不会引发静电泄露)实现对静电场电压(静电电压)的精确测量,由于IGBT或MOS管的工作特性是基于器件内部电子和空穴的高速迁移,且发射极、集电极的输出端能直接反映输入静电电压值,不需要后续复杂计算,因此能实现快速测量且功耗极低,且本专利技术的静电测量系统工作性能稳定,灵敏度高,结构简单,操作方便,成本低,用途广。为防止静电探头接触待测静电体的静电电压过高,导致全控型开关管的损坏,通过分压电路对待测静电体的静电电压进行分压,静电探头通过分压电路连接全控型开关管的基极,将输入待测静电体的静电电压调理成适合全控型开关管的基极能够检测的电压。具体的,分压电路包括串联的第一分压支路和第二分压支路,第一分压支路上串设有分压元件,第二分压支路上串设有分压元件,第一分压支路的两端分别连接静电探头和全控型开关管的基极,第二分压支路的两端分别连接全控型开关管的基极和发射极。分压元件可以为电容分压元件、电感分压元件或电阻分压元件,优选为电容分压元件。为使静电测量电路进行一次测量之后继续进行下一次测量,该静电测量电路还包括复位开关,复位开关并联在分压电路两端;作为其他实施方式,复位开关的一端连接全控型开关管的发射极,另一端连接全控型开关管的基极,保证在进行一次测量之后启动复位开关,再进行下一次测量。附图说明图1是本专利技术的一种静电测量电路示意图;图2是本专利技术的另一种静电测量电路示意图;图3是本专利技术的一种静电测量方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。静电测量电路的实施例一:如图1所示的静电测量电路,包括分压本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种静电测量电路,其特征在于,包括全控型开关管,全控型开关管的基极连接用于接触待测静电体的静电探头,全控型开关管的发射极和集电极串设在供电回路上,该供电回路上还串设有分压电阻,分压电阻的两端并联有用于检测分压电阻的电压检测装置,通过检测分压电阻的电压得到待测静电体的静电电压。

【技术特征摘要】
1.一种静电测量电路,其特征在于,包括全控型开关管,全控型开关管的基极连接用于接触待测静电体的静电探头,全控型开关管的发射极和集电极串设在供电回路上,该供电回路上还串设有分压电阻,分压电阻的两端并联有用于检测分压电阻的电压检测装置,通过检测分压电阻的电压得到待测静电体的静电电压。2.根据权利要求1所述的静电测量电路,其特征在于,所述静电探头通过分压电路连接全控型开关管的基极。3.根据权利要求2所述的静电测量电路,其特征在于,所述分压电路包括串联的第一分压支路和第二分压支路,第一分压支路上串设有分压元件,第二分压支路上串设有分压元件,第一分压支路的两端分别连接静电探头和全控型开关管的基极,第二分压支路的两端分别连接全控型开关管的基极和发射极。4.根据权利要求2或3所述的静电测量电路,其特征在于,还包括并联在分压电路两端的复位开关。5.根据权利要求2或3所述的静电测量电路,其特征在于,还包括复位开关,复位开关的一端连接全控型开关管的发射极,另一端连接全控型开关管的基极。6.根据权利要求1-3任一项所述的静电测量电路,其特征在于,全控型开关管为IGBT或M...

【专利技术属性】
技术研发人员:邢玉龙汪强郑晓庆王兴安周晓娟张改杰赵维毅李永亮刘贺
申请(专利权)人:许继集团有限公司许继电气股份有限公司许昌许继软件技术有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1