一种电子静电计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电子静电计。壳体上设置有电源开关、电源指示灯、正电荷指示灯、负电荷指示灯、正电荷检测天线和负电荷检测天线；壳体内的检测电路包括N沟道和P沟道绝缘栅场效应管以及三个电阻。第一、二电阻的一端和P沟道绝缘栅场效应管的源极通过电源开关接+3V电源；第一电阻另一端通过电源指示灯接N沟道绝缘栅场效应管的源极，第二电阻的另一端通过正电荷指示灯接N沟道绝缘栅场效应管的漏极，负电荷指示灯正极通过第三电阻接P沟道绝缘栅场效应管的漏极。正、负电荷检测天线分别接N沟道、P沟道绝缘栅场效应管的栅极。本实用新型专利技术采用非接触式测量，原理清晰、结构简单、操作方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种电子静电计


[0001]本技术属于检测仪器和物理实验用具
，具体涉及一种电子静电计。

技术介绍

[0002]物理教学中常用的静电检测计又称电势差计或指针验电器，它是基于同种电荷相互排斥的原理制成的机械结构。通常这样的装置无法探测较少的电荷，并且受环境温湿度影响大，从而无法达到理想的灵敏度。同时传统的静电计无法区分正负电荷，这也限制了它的应用场合。
[0003]202023211901.5号技术公开了一种新型静电计，涉及
，包括绝缘支架、安装于绝缘支架上的且具有可视的透明窗的金属壳、穿过金属壳顶部且一部分伸入金属壳内一部分露出金属壳外的金属杆、与金属杆转动连接的指针、以及位于金属杆顶部的金属球；金属杆与金属壳的交界处设有绝缘密封结构，金属壳的内部放置有干燥剂。201610526430.6号专利技术专利申请公开了一种用于中学静电实验的静电计，静电球通过绝缘端子设于机壳顶面，显示屏、电源开关及置零按钮设于机壳前面直板和平板，电荷采集模块采集静电球电荷并输入至小信号滤波调理模块，小信号滤波调理模块的信号输出至信号放大模块，信号放大模块的信号传输至中央处理模块，中央处理模块的显示信号输出至显示屏，电源模块提供各个模块的工作电源，电源开关串接于电源模块的供电回路，置零按钮串接于电荷采集模块的电荷采集回路，电源模块、电荷采集模块、小信号滤波调理模块、信号放大模块和中央处理模块设于机壳内。该静电计通过显示屏直观显示实验数据，采用外接端口传输实验数据，结构相对较为复杂。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种电子静电计，具有灵敏度高、能区别正负电荷、带有声光指示、制作简单等优点，适合在物理课堂的教学中推广，也适合学生的课外实验拓展。
[0005]本技术包括壳体和壳体内的检测电路。壳体上设置有电源开关、电源指示灯、正电荷指示灯、负电荷指示灯、正电荷检测天线和负电荷检测天线。检测电路包括N沟道绝缘栅场效应管、P沟道绝缘栅场效应管，以及三个电阻。第一电阻的一端、第二电阻的一端和P沟道绝缘栅场效应管的源极接电源开关的一端，电源开关的另一端接+3V电源。第一电阻的另一端接电源指示灯的正极，电源指示灯的负极接N沟道绝缘栅场效应管的源极并接地。第二电阻的另一端接正电荷指示灯的正极，正电荷指示灯的负极接N沟道绝缘栅场效应管的漏极。第三电阻的一端接P沟道绝缘栅场效应管P
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MOSFET的漏极，另一端接负电荷指示灯的正极，负电荷指示灯的负极接地。
[0006]正电荷检测天线和负电荷检测天线为绝缘层包裹的金属导线，正电荷检测天线接N沟道绝缘栅场效应管的栅极，负电荷检测天线接P沟道绝缘栅场效应管的栅极。
[0007]进一步，壳体内设置有正电荷蜂鸣器和负电荷蜂鸣器；正电荷蜂鸣器的正端接电
源开关的一端，负端接N沟道绝缘栅场效应管的漏极；负电荷蜂鸣器的正端接P沟道绝缘栅场效应管的漏极，负端接地。
[0008]进一步，还设置有正电荷除电按键和负电荷除电按键，用于检测天线的除电。正电荷除电按键的两端分别接N沟道绝缘栅场效应管的栅极和源极，负电荷除电按键的两端分别接P沟道绝缘栅场效应管的栅极和源极。
[0009]当带电体靠近一段中性的金属导体时，导体距带电体的近端和远端会感生出不同极性的电荷，这就是静电感应。当一个带正电荷的带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端会感生出一定数量的负电荷，而远离带电体的一端则会积聚相应数量的正电荷。此时导体相对于带电体的近端与远端之间就会产生一个电势差，通过检测这个电势差的方向就可以判别带电体所带电荷的正负极性。
[0010]本技术可以检测微量的带电电荷，并判别所带电荷的正负极性。该静电计采用了非接触式测量，并不会影响到被测量本体，这对于少量电荷的检测显得犹为重要。与此前的类似装置相比，本装置制作更加简单、原理更为清晰、操作便捷，有较高的推广和实用价值。
附图说明
[0011]图1为本技术的外观示意图；
[0012]图2为本技术的检测电路示意图。
具体实施方式
[0013]以下结合附图和实施例，对本技术作进一步的说明。
[0014]如图1所示，一种电子静电计，包括壳体1和壳体内的检测电路，壳体1上设置有电源开关2、电源指示灯3、正电荷指示灯4、负电荷指示灯5、正电荷除电按键6、负电荷除电按键7、正电荷检测天线8和负电荷检测天线9。壳体1内设置有正电荷蜂鸣器和负电荷蜂鸣器，两个蜂鸣器为3V有源蜂鸣器。本实施例中，三个指示灯LED压降均在1.9～2.1V，功率40mW。
[0015]检测电路如图2所示，包括N沟道绝缘栅场效应管N
‑
MOSFET、P沟道绝缘栅场效应管P
‑
MOSFET，以及三个电阻。本实施例采用芯片FDS8958A，内部包含P沟道和N沟道两个绝缘栅场效应管MOS
‑
FET。
[0016]第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端、正电荷蜂鸣器10的正端和P沟道绝缘栅场效应管P
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MOSFET的源极接电源开关2的一端，电源开关2的另一端接+3V电源VCC。
[0017]第一电阻R1的另一端接电源指示灯3的正极，电源指示灯3的负极接N沟道绝缘栅场效应管N
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MOSFET的源极并接地。第一电阻R1为电源指示灯3的限流电阻，本实施例采用的阻值为1KΩ。
[0018]第二电阻R2的另一端接正电荷指示灯4的正极，正电荷指示灯4的负极接N沟道绝缘栅场效应管N
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MOSFET的漏极和正电荷蜂鸣器10的负端。第二电阻R2为正电荷指示灯4的限流电阻，本实施例采用的阻值为200Ω。
[0019]第三电阻R3的一端和负电荷蜂鸣器11的正端接P沟道绝缘栅场效应管P
‑
MOSFET的漏极，第三电阻R3另一端接负电荷指示灯5的正极，负电荷指示灯5的负极和负电荷蜂鸣器11的负端接地。第三电阻R3为负电荷指示灯5的限流电阻，本实施例采用的阻值为200Ω。
[0020]正电荷检测天线8和负电荷检测天线9为绝缘层包裹的金属导线，尽可能避免带电体靠近时有电荷跑到天线上造成天线整体带电。正电荷检测天线8接N沟道绝缘栅场效应管N
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MOSFET的栅极，负电荷检测天线9接P沟道绝缘栅场效应管P
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MOSFET的栅极。N沟道绝缘栅场效应管N
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MOSFET的栅极和源极通过正电荷除电按键6连接，P沟道绝缘栅场效应管P
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MOSFET的栅极和源极通过负电荷除电按键7连接，用于检测天线的除电。当没有带电体靠近而电荷指示灯常亮时，需要按下除电按键，释放对应天线上所带的电荷。
[0021]检测时，打开电源开关，电源指示灯亮，显示可以进行检测。将待检测物体(实验中一般为摩擦后的橡胶棒、玻璃棒、金属棒等)置于正电荷检测天线与负电荷检测天线之间的位置。绝缘栅场效应管MOSFE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子静电计，包括壳体和壳体内的检测电路；其特征在于：所述的壳体上设置有电源开关、电源指示灯、正电荷指示灯、负电荷指示灯、正电荷检测天线和负电荷检测天线；所述的检测电路包括N沟道绝缘栅场效应管、P沟道绝缘栅场效应管，以及三个电阻；第一电阻的一端、第二电阻的一端和P沟道绝缘栅场效应管的源极接电源开关的一端，电源开关的另一端接+3V电源；第一电阻的另一端接电源指示灯的正极，电源指示灯的负极接N沟道绝缘栅场效应管的源极并接地；第二电阻的另一端接正电荷指示灯的正极，正电荷指示灯的负极接N沟道绝缘栅场效应管的漏极；第三电阻的一端接P沟道绝缘栅场效应管的漏极，另一端接负电荷指示灯的正极，负电荷指示灯的负...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁望峰，车宇，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：新型
国别省市：