专利名称：一种带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪的制作方法
技术领域：
—种带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪技术领域[0001]本实用新型涉及一种测试仪，特别是一种可对各种材料在复杂环境下进行静电测 试的带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪。
背景技术：
[0002]静电衰减时间常数是衡量防静电材料性能的重要物理量，对静电衰减时间常数的 测量对于防治静电危害是十分重要的。判别生产过程中静电的影响程度，检验静电防护产 品，评价防静电措施效果及其发生静电放电危害后进行的静电放电模拟测试，都需要测量 静电及其有关参数。静电衰减时间测量是通过某种方法使被测试样带电至稳定初始电位值 后，撤除作用于被测试样的静电发生装置，然后将被测试样接地，使其开始放电，同时利用 监测系统实时测量被测试样表面静电电位随时间变化的衰减信号，计算出电荷减少至设定 终止电位的衰减时间，并以此为依据来评价被测材料的防静电性能。现有静电衰减时间的 测量方法根据被测材料结构以及实际环境下带电方式的不同，主要分为电晕喷电法、充电 法和摩擦法3类。目前，市面上的静电电荷衰减试验仪器种类比较繁多，但是一般使被测 试样带电的方式只有一种，只能用于评价某一类结构材料或者某一种带电方式下的静电性 能，功能普遍单一。实用新型内容[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种可同时测量三种带电方式的材料静电 衰减时间常数的带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪。[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用了一种带过电流保护装置的静电衰减时间 测试仪，包括单片机、稳定高压源、静电起电装置、非接触式静电电位传感器、信号放大电 路、A/D转换器、过电流保护装置、键盘和显示器，所述静电起电装置包括充电法装置、电晕 喷电装置和摩擦法装置；所述过电流保护装置包括电流互感器、取样整流电路、以及信号处 理电路，所述取样整流电路包括至少四组整流电路分路与至少三个电流互感器；每组整流 电路分路由两个整流二极管串联而成；三个电流互感器的二次侧的其中一个输出端分别接 入一组整流电路分路的两个整流二极管之间；另一个输出端分别经过一个取样电阻后，与 一个接地取样电阻的一端并联；接地取样电阻的另一端接在一个剩余的整流电路分路的 两个整流二极管之间，同时三个取样电阻及接地取样电阻的两端分别接入所述信号处理电 路；所述单片机连接稳定高压源，稳定高压源与静电起电装置连接，为充电法装置和电晕喷 电装置供电；非接触式静电电位传感器连接信号放大电路，所述信号放大电路连接A/D转 换器，A/D转换器将数字信号送至单片机。[0005]本实用新型具有的有益效果:该带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪集电晕 喷电法、充电法、摩擦法等三种方法为一体，便于全面评价被测试样的静电性能，能够更合 理、更真实地反映被测材料的静电衰减特性。
[0006]图1是本实用新型的系统结构框图。
具体实施方式
[0007]为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新 型的详细说明与附图，
以下结合附图详细说明本实用新型的最佳实施例，并非用来对本实 用新型加以限制。[0008]如图1所示，该带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪，包括单片机3、稳定高 压源4、静电起电装置、非接触式静电电位传感器5、信号放大电路11、A/D转换器10、电流 保护装置9、键盘I和显示器2，所述静电起电装置包括充电法装置6、电晕喷电装置7和摩 擦法装置8 ;所述过电流保护装置9包括电流互感器、取样整流电路、以及信号处理电路，所 述取样整流电路包括至少四组整流电路分路与至少三个电流互感器；每组整流电路分路由 两个整流二极管串联而成；三个电流互感器的二次侧的其中一个输出端分别接入一组整流 电路分路的两个整流二极管之间；另一个输出端分别经过一个取样电阻后，与一个接地取 样电阻的一端并联；接地取样电阻的另一端接在一个剩余的整流电路分路的两个整流二极 管之间，同时三个取样电阻及接地取样电阻的两端分别接入所述信号处理电路；所述单片 机3连接稳定高压源4，稳定高压源4与静电起电装置连接，为充电法装置6和电晕喷电装 置7供电；非接触式静电电位传感器5连接信号放大电路11，所述信号放大电路11连接A/ D转换器10，A/D转换器10将数字信号送至单片机3。[0009]电荷衰减时间测量是通过充电法、电晕喷电法或摩擦法使被测试样带电至稳定初 始静电电压后，撤除作用于被测试样的静电发生装置，然后将被测试样迅速接地使其开始 放电，同时利用以单片机为核心的监测系统实时测量被测试样表面静电电位随时间变化的 衰减信号，计算出电荷减少至设定终止电位的衰减时间，并以此为依据来评价被测材料的 防静电性能。[0010]电荷衰减时间的测量可以利用单片机自带的定时/计数器功能来实现，只要通过 编程使单片机在被测材料从初始电压开始衰减的瞬时开始计时，当衰减到设定终止电压时 立即停止计时，就能够比较精确地得到被测材料的静电电荷衰减时间。其关键技术在于准 确实时地测量出被测材料静电电压值，并通过单片机控制系统输人通道转化成数字信号送 到单片机终端，控制定时/计数器的中断响应的时刻。静电衰减时间测试仪可以自动测量 被测材料的静电衰减时间常数，这包括半衰期，放电时间常数以及从某一设定电压值衰减 到另一电压值的时间。在使用电晕喷电法和充电法测量时，都需要-7 7kV的可调稳定高 压直流电源对被测材料进行喷电或者充电，但是实际上即使得到满足条件的高压电源，使 被测材料获得的静电电位都要比实际值偏低，比如在电晕喷电法中测量被测材料从5kV衰 减至IkV的时间，利用5kV稳定高压直流电压通过喷电装置使材料带电，当材料表面电位不 再上升时，其实际所带静电电位仅在3.5kV左右，这必然会导致所测静电衰减时间常数偏 低。解决方法是合理选择更高的高压电源给被测材料充电，经足够长时间后，使被测材料表 面电位大于所要求的初始静电电压值。当带电过程结束时立即利用接收测量部分实时监控 材料表面电位值，当达到初始静电电压条件时，立即开启单片机计时功能并继续监测材料 静电放电过程中电位衰减状态，这样便能够真正实现对被测材料从初始电压到终止电压衰减时间的测量功能。[0011]多功能静电衰减测试仪以AT89C51单片机为核心部件，单片机通过键盘输入的初 始值为标准控制高压源、充电法装置和电晕喷电装置供电。被测试样带电至一定电位后，按 下测试键位将控制机械设备使高压源关闭并使被测试样接地，同肘启动A/D转换器。然后， 利用非接触式静电传感器直接测量被测试样由3种带电方式所得静电电位，将被测材料上 的静电衰减信号进行放大、滤波等处理，经A/D转换成单片机能够识别的数字信号送至单 片机终端。单片机配合相应程序将所接收到的信号与键盘输入的参数进行对比，让控制逻 辑单元判断并控制计时器的关闭。最后，由LED显示器显示出测得的静电衰减时间，从而实 现电荷衰减时间测试仪的功能。[0012]该带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪集电晕喷电法、充电法、摩擦法等3 种方法为一体，便于全面评价被测试样的静电性能，克服了现有测量仪器的不足。该测试仪 能够通过研究不同被测试样在3种带电方式下的静电衰减时间常数的相关性，从理论上分 析每种测试方法的适用对象，为更合理、更真实地反映被测材料的静电衰减特性提供技术 依据。[0013]以上所述实施方式仅用来说明本实用新型，但不限于此。在不偏离本实用新型构 思的条件下，所属技术领域人员可做出适当变更调整，而这些变更调整也应纳入本实用新 型的权利要求保护范围之内。
权利要求1.一种带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪，其特征在于:包括单片机、稳定高 压源、静电起电装置、非接触式静电电位传感器、信号放大电路、A/D转换器、过电流保护装 置、键盘和显示器，所述静电起电装置包括充电法装置、电晕喷电装置和摩擦法装置；所述 过电流保护装置包括电流互感器、取样整流电路、以及信号处理电路，所述取样整流电路包 括至少四组整流电路分路与至少三个电流互感器；每组整流电路分路由两个整流二极管串 联而成；三个电流互感器的二次侧的其中一个输出端分别接入一组整流电路分路的两个整 流二极管之间；另一个输出端分别经过一个取样电阻后，与一个接地取样电阻的一端并联; 接地取样电阻的另一端接在一个剩余的整流电路分路的两个整流二极管之间，同时三个取 样电阻及接地取样电阻的两端分别接入所述信号处理电路；所述单片机连接稳定高压源， 稳定高压源与静电起电装置连接，为充电法装置和电晕喷电装置供电；非接触式静电电位 传感器连接信号放大电路，所述信号放大电路连接A/D转换器，A/D转换器将数字信号送至 单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种带过电流保护装置的静电衰减时间测试仪，包括单片机、稳定高压源、静电起电装置、非接触式静电电位传感器、信号放大电路、A/D转换器、过电流保护装置、键盘和显示器，所述静电起电装置包括充电法装置、电晕喷电装置和摩擦法装置；所述单片机连接稳定高压源，稳定高压源与静电起电装置连接，为充电法装置和电晕喷电装置供电；非接触式静电电位传感器连接信号放大电路，所述信号放大电路连接A/D转换器，A/D转换器将数字信号送至单片机。本实用新型集电晕喷电法、充电法、摩擦法等三种方法为一体，便于全面评价被测试样的静电性能，能够更合理、更真实地反映被测材料的静电衰减特性。
文档编号G01R31/00GK203164320SQ20132003177
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者詹数琴 申请人:詹数琴