System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种微量电荷电量指数放大测量装置和方法制造方法及图纸_技高网
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一种微量电荷电量指数放大测量装置和方法制造方法及图纸

技术编号:40010704 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-16 15:13
本发明专利技术提供了一种微量电荷电量指数放大测量装置和方法,所述微量电荷电量指数放大测量装置包括第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板、第一法拉第筒、第二法拉第筒和电容器;使用了所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法。应用本技术方案可利用接地法和静电感应,产生固定比例的电荷,并利用法拉第圆筒收集电荷,通过多次实验操作实现电荷电量的指数放大;方法简单、易操作,成本低,能将微弱电荷电量进行指数放大,从而可以快速、准确的测量极其微弱的电荷电量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电荷测量领域,具体地涉及一种微量电荷电量指数放大测量方法。


技术介绍

1、在电学中,电压、电流、电阻、电容等物理量已经有了很简便的测量方法和测量仪器。但电荷电量,尤其是微量电荷电量的测量缺乏类似的简易通用的测量方法和测量仪器。最常见的电荷测量方法是静电力测量法,利用库仑定律,通过测量电荷所产生的电场来推算电荷的大小。经典的库仑扭秤实验和密里根油滴实验就是静电力测量法。静电力测量法对实验条件要求较高,而且实验比较复杂。另一种常见的电荷测量方法是电容法,利用电容的定义和特性,通过测量电压或电流来推算电荷的大小。电容法比较简单,但无法测量微量电荷。而,其他测量方法通常只适用于特定领域的研究和实验需求,也无法测量微量电荷。比如等电位线法,根据电荷所在等电位线的形状和分布来推算电荷的大小,常用于高电压实验中。散射法,利用电子或粒子在电荷场中的散射情况来推测电荷的大小,例如康普顿散射实验可以通过测量散射角度和能量损失来推断电荷的大小。恒流测量法,将待测电荷接入一个已知电阻的电路中,通过测量电路中的电流来计算电荷的大小,常用于电池容量测量等。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足,提供一种微量电荷电量指数放大测量装置和方法

2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种微量电荷电量指数放大测量方法,包括以下步骤:

3、s1:将第一导电板连接带电导体,所述带电导体具有待测量电荷q0;

4、s2:将接地的第二导电板与所述第一导电板平行对齐放置,所述第一导电板和所述第二导电板之间用绝缘介质隔开,以使所述第二导电板带有电荷-q0;

5、s3:将所述第二导电板断开接地,将所述第二导电板与所述第一法拉第筒的筒内壁接触,以使所述第二导电板上的电荷-q0转移到所述第一法拉第筒上;

6、s4:重复n次步骤s2至步骤s3,其中n≥2,以使所述第一法拉第筒上的电荷为-nq0;

7、s5:将第三导电板连接第一法拉第筒;

8、s6:将接地的第四导电板与所述第三导电板平行对齐放置,所述第三导电板和所述第四导电板之间用绝缘介质隔开,以使所述第四导电板带有电荷nq0;

9、s7:将所述第四导电板断开接地,将所述第四导电板与第二法拉第筒的筒内壁接触,以使所述第四导电板上的电荷nq0转移到所述第二法拉第筒上;

10、s8:重复n次步骤s6至步骤s7,以使所述第二法拉第筒上的电荷为n2q0;

11、s9:使第三导体板和第一法拉第筒的电荷为零,之后断开第三导体板和第一法拉第筒的连接;

12、s10:以第一法拉第筒和第二法拉第筒互换,重复步骤s5至步骤s8,则第一法拉第筒上的电荷将增加为-n3q0;

13、s11:多次重复步骤s9至步骤s10,接收电荷的第一法拉第筒上的电荷将增加为-nmq0或第二法拉第筒上的电荷将增加为nmq0;

14、s12:将电容器两端接地,使其不带电;然后将电容器的第一端极板连接步骤s11中带电的所述第一法拉第筒或第二法拉第筒,第二端极板接地;测量电容器两端的电压u,则导体上的电荷为q=cu,其中c为电容器的电容;得出待测量电荷q0。

15、在一更佳的实施例中,在步骤s1之前还包括步骤s0:预估待测量电荷q0的大小,并选择m和n的数值。

16、在一更佳的实施例中,步骤s0还包括:当依据选择的m和n的数值无法得出待测量电荷q0时,重新选择m和n的数值。

17、本专利技术还提供一种微量电荷电量指数放大测量装置,包括第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板、第一法拉第筒、第二法拉第筒和电容器;使用了所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法。

18、相较于现有技术,本专利技术的技术方案具备以下有益效果:利用接地法和静电感应,产生固定比例的电荷,并利用法拉第圆筒收集电荷,通过多次实验操作实现电荷电量的指数放大;方法简单、易操作,成本低,能将微弱电荷电量进行指数放大,从而可以快速、准确的测量极其微弱的电荷电量。

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【技术保护点】

1.一种微量电荷电量指数放大测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法,其特征在于:在步骤S1之前还包括步骤S0:预估待测量电荷Q0的大小,并选择m和n的数值。

3.如权利要求2所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法,其特征在于:步骤S0还包括:当依据选择的m和n的数值无法得出待测量电荷Q0时,重新选择m和n的数值。

4.一种微量电荷电量指数放大测量装置,包括第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板、第一法拉第筒、第二法拉第筒和电容器;其特征在于,使用了如权利要求1-3中任一项所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法。

【技术特征摘要】

1.一种微量电荷电量指数放大测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法,其特征在于:在步骤s1之前还包括步骤s0:预估待测量电荷q0的大小,并选择m和n的数值。

3.如权利要求2所述的一种微量电荷电量指数放大测量方法,其特征在于:步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈宏斌
申请(专利权)人:华侨大学
类型:发明
国别省市:

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