一种静电传感器的制作方法

本实用新型属于静电检测领域，尤其涉及一种用于静电检测的静电传感器。

背景技术：

静电现象是电荷的产生和消失的过程中产生的电现象的总称。

在实际工作中，对静电进行检测的目的，主要有以下几种：

1.为静电防护工程设计和改善产品自身抗静电性能设计提供数据和依据。

2.在实际运行条件下，判断人体、设备、工装器具等是否可能成为静电放电危害源。

3.检测静电防护器材(器具、工具、设备、材料)的性能和质量。

4.评价静电防护措施的效果。

在实际静电检测过程中，必然要用到静电检测装置。在静电检测装置中，通常都设置有一个静电传感器。

本申请人此前申请的，授权公告日为2013年11月13日，授权公告号为cn102353855b的中国发明专利，公开了一种“便携式静电检测装置及其静电检测方法”，其静电感应传感器包括一带有信号接收窗口的屏蔽壳体；在壳体内部设置一静电信号接收面；在壳体中设置电路板和一个信号传导支架；在信号传导支架上，设置带有振动源的振动电极片；在振动电极片前端设置平行于金属质静电信号接收面的遮掩片；振动电极片的后端固定在信号传导支架上或经振动源固定在信号传导支架上；其电信号处理单元至少包括振动源驱动电路、信号放大电路、整流电路和单片机电路。其通过机械遮断方式将所感应到的静电电压转变为交变电压，供输出和后续检测/放大单元使用，从根本上解决了静电的定量检测问题，且监检测数据的可重复性好，提高了静电检测的精度及稳定性。

由上述技术方案可知，现有的静电检测装置在检测静电时，通常是在一个固定的检测距离下，测量出指定测量范围(包括测量空间或测量距离)内的待测静电电压值。

这种单一固定的检测距离(通常检测距离较小，小于50mm)，不能够满足生产现场远距离安装的要求，限制了大范围使用。

同时，这种单一、固定的检测距离，也在使用中造成了诸多不便。

如何能够使得一个静电传感器，同时具有不同的检测距离或能够同时具有多个不同的检测范围，是现有静电传感器的设计制造过程中急待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种静电传感器。其在静电传感器的壳体上设置数码拨动开关，通过改变数码拨动开关的数字，来改变静电传感器的检测距离或检测档位，从而可方便地使静电传感器具有多个检测距离，及与各检测距离相对应的多组静电压检测范围；实现了采用一个静电传感器就可在不同检测距离下实现静电测量的发明目的。

本实用新型的技术方案是：提供一种静电传感器，包括位于静电传感器壳体内的传感驱动单元及传感信号处理单元；其特征是：

在传感信号处理单元中设置一个检测距离设定模块；

所述的检测距离设定模块包括一个检测距离拨码开关；

所述的检测距离设定模块，串接在传感信号处理单元中运放集成电路的负反馈电路中，

或者，所述的检测距离设定模块并接在传感信号处理单元中运放集成电路的负反馈输入端与输出端之间。

具体的，所述的检测距离拨码开关设置在静电传感器的壳体上或壳体内的线路板上。

其所述的检测距离拨码开关至少包括一个拨码开关。

具体的，所述的检测档位拨码开关至少包括第一拨码开关至第三拨码开关。

进一步的，所述第一拨码开关的检测距离为5至250mm，第二拨码开关的检测距离为300至450mm，第三拨码开关的检测距离为500mm。

进一步的，所述第一拨码开关的第一端与运放集成电路的负反馈输入端连接，第一拨码开关的第二端经电阻r6与运放集成电路的输出端连接；所述第二拨码开关的第一端与运放集成电路的负反馈输入端连接，第二拨码开关的第二端经电阻r7与运放集成电路的输出端连接；所述第三拨码开关的第一端与运放集成电路的负反馈输入端连接，第三拨码开关的第二端经电阻r8与运放集成电路的输出端连接。

其所述的传感驱动单元包括二极管z1至z6、电阻r1和mos场效应管g1；其中，二极管z3、z4的正极接地，负极与传感支架的第一振动电极驱动端r连接；二极管z5、z6的正极接地，负极与传感支架的第二振动电极驱动端t连接；电阻r1的一端接地，另一端与传感支架的输出端j连接；mos场效应管g1的栅极g与传感支架的输出端j连接；mos场效应管g1的漏极d构成传感驱动单元的输出端q；mos场效应管g1的源极s接地；二极管z1、z2的正极接地，负极与传感驱动单元的输出端q连接。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.本技术方案通过改变数码拨动开关的设定数字，来改变静电传感器的检测距离或检测档位，可方便地使一个静电传感器具有多个检测距离及与各检测距离相对应的多组静电压检测范围；采用一个静电传感器就可在不同检测距离下实现不同距离或测量范围的静电测量；

2.本技术方案可实现远距离的静电检测，也可实现较近距离的高静电检测；检测距离可根据安装空间大小、现场工况条件灵活选择；

3.本技术方案中的数码拨动开关设置在静电传感器的壳体上，便于操作，也便于使用者肉眼识别。

附图说明

图1是本实用新型的模块构成示意图；

图2是检测距离设定模块的电路图；

图3是静电传感支架驱动单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1中，本技术方案中所述的静电传感器，至少包含下列单元：静电传感支架单元、传感驱动单元和传感信号处理单元；上述单元均设置在静电传感器的壳体内。

其中，静电传感支架单元用于接收感应物体表面静电荷所形成的静电场。

传感驱动单元用于驱动传感支架振动，并接收传感支架振动信号，确保支架正常振动。

传感信号处理单元，负责对传感支架单元接收的信号进行放大、检波、整形，输出有效完整的静电信号。

本技术方案中所述的静电传感器，其前端静电检测部分的机械结构、工作原理，在本申请人此前申请的，授权公告日为2013年11月13日，授权公告号为cn102353855b的中国发明专利“一种便携式静电检测装置及其静电检测方法”中已有详细介绍，在此不再叙述。

本实用新型的技术方案，提供了基于上述静电检测部分的一种静电传感器，包括位于静电传感器壳体内的传感驱动单元及传感信号处理单元；其发明点在于：

在传感信号处理单元中设置一个检测距离设定模块；

所述的检测距离设定模块包括一个检测距离拨码开关；

所述的检测距离设定模块，串接在传感信号处理单元中运放集成电路的负反馈电路中；

或者，所述的检测距离设定模块并接在传感信号处理单元中运放集成电路的负反馈输入端与输出端之间。

具体的，所述的检测距离拨码开关设置在静电传感器的壳体上或壳体内的线路板上。

通过采用上述方案，本技术方案所述的静电传感器，就能在不同检测距离下，实现精度相同或相近的静电测量。

图2中，虚线所框部分的电路，即为前述的检测距离设定模块。

为了绘图方便和图面简洁，图中用常用开关符号s1至s3来表示各个拨码开关，实际上开关符号s1至s3应理解为对应的拨码开关。

由图可知，第一拨码开关s1的第一端(图中为左端)与运放集成电路的负反馈输入端9连接，第一拨码开关的第二端(图中为右端)经电阻r6与运放集成电路的输出端8连接；第二拨码开关s2的第一端与运放集成电路的负反馈输入端9连接，其第二端经电阻r7与运放集成电路的输出端8连接；第三拨码开关s3的第一端与运放集成电路的负反馈输入端9连接，其第二端经电阻r8与运放集成电路的输出端8连接。

上述3种检测档位采用3种不同阻值的电阻器，通过tlc2254运算放大器v1c，得到不同的静电信号放大倍数；静电信号放大倍数越大，则相应的检测距离越远。

实际实施时，本技术方案中的静电传感器有3个检测档位(即前述的第一拨码开关至第三拨码开关s1-s3)可供选择：每个档位的量程均为±10000v，档位1的检测距离为5→250mm，档位2的检测距离为300→450mm，档位3的检测距离为500mm；可根据最大检测距离或安装距离，通过检测档位拨码开关选择相应的检测档位。

从电原理上来说，3种检测档位可以对应3种不同的对静电信号的放大倍数。

每个检测档位存在多个检测距离，每个检测距离对应一个量程范围。

检测距离可通过拨动检测距离拨码开关确定。

进一步的，实际实施时，还可以采用不同开关同时接通的组合模式，获取不同组合的静电信号放大倍数。

例如，将第一拨码开关和第二拨码开关同时接通，则并入运放电路反馈回路的电阻值就是电阻r6与电阻r7的并联值，将第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关同时接通，则并入运放电路反馈回路的电阻值就是电阻r6、电阻r7与电阻r8的并联值；这样，就可以在3种电阻值的基础上，衍生出一组三个电阻的排列组合阻值，来获得更多的静电信号放大倍数，进一步细化静电传感器的检测距离。

所以，本技术方案实际上是通过改变运放集成电路的负反馈系数，来改变运放集成电路的放大倍数，借此来实现对静电信号的放大倍数，可方便地使静电传感器具有多个检测距离，及与各检测距离相对应的多组静电压检测范围；实现了采用一个静电传感器就可在不同检测距离下实现静电测量的发明目的。

图3中，本技术方案所述的传感驱动单元包括二极管z1至z6、电阻r1和mos场效应管g1；其中，二极管z3、z4的正极接地，负极与传感支架的第一振动电极驱动端r连接；二极管z5、z6的正极接地，负极与传感支架的第二振动电极驱动端t连接；电阻r1的一端接地，另一端与传感支架的输出端j连接；mos场效应管g1的栅极g与传感支架的输出端j连接；mos场效应管g1的漏极d构成传感驱动单元的输出端q；mos场效应管g1的源极s接地；二极管z1、z2的正极接地，负极与传感驱动单元的输出端q连接。

图中电阻r1的作用是使外界静电信号形成一电压值，再用mos场效应管g1(2sk2219)进行放大，随后再由传感信号处理单元进行检波、分档放大处理。

实际实施本技术方案时，根据静电传感器的工况环境及安装空间，测量、确定需要的静电检测距离或静电传感器的安装距离，以及待检测静电压的高低，按照需要的安装距离或检测距离，将检测距离拨码开关旋转到与该检测距离相对应的编码上，根据所需所测静电值的大小，拨动检测档位拨码开关，调节、确定所需的检测档位，即可实现采用一个静电传感器就可在不同检测距离下实现静电测量的发明目的。

下面给出一个距离编码及检测量程的实施例：

可见，通过上述方案，本技术方案所述的静电传感器既可实现远距离的静电检测，也可实现较近距离的高静电检测。

通过上述技术方案，本实用新型所述的静电传感器，就能在不同检测距离下，实现精度相同或相近的静电测量；检测距离可根据安装空间大小、现场工况条件灵活选择。

本实用新型可广泛用于静电传感器的设计制造领域。