发明名称 一种静电电荷分析仪校准装置及静电电容器测量方法
摘要 本发明公开的静电电荷分析仪校准装置和静电电容测量方法,采用了电荷摆渡器通过机械旋转的接触电刷和摆渡电容器,将标准直流高压源的电荷传递到被校准仪器平板上,在平板电压校准时增加了安全性,即使人员接触裸露电极也不至于受伤,电荷摆渡器中电刷电路的两组串联电阻顺序接触方式,使充放电过程不产生静电火花,不对环境产生电磁干扰。本发明提出了衰减时间校准的两个技术方案,利用放电电容器接触平板电极模拟平板电极放电过程,控制平板电压穿越上下门限,给出放电电容器的计算方法,使用秒表或放电计时器作时间标准,在放电计时器中提供校准信号输出,便于时间参数的溯源。本发明通过标准电容器将静电电容溯源到数字电桥。
申请公布号 CN103472421B 申请公布日期 2016.02.10
申请号 CN201310263228.5 申请日期 2013.06.27
申请人 北京东方计量测试研究所 发明人 刘民;佟雷;袁亚飞;罗宇轩
分类号 G01R35/00(2006.01)I;G01R27/26(2006.01)I 主分类号 G01R35/00(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽
主权项 一种静电电荷分析仪校准装置,其特征在于包括:直流高压源(1)、高压表(2)、电荷摆渡器(3)、衰减时间校准装置(4)和静电电容测量装置(5);所述直流高压源(1)、高压表(2)、电荷摆渡器(3)用于校准平板电压示值误差,电荷摆渡器(3)一侧连接直流高压源(1)的输出端和接地端,另一侧连接被校准仪器(6)的平板(7)和接地端,高压表(2)并联在直流高压源(1)的输出端和接地端,以直流高压源(1)或者高压表(2)作为标准,若直流高压源(1)的最大允许误差小于被校准仪器示值误差允许极限的1/3,则不使用高压表(2),通过电荷摆渡器(3)对被校准仪器(6)的平板(7)充电,充电平衡后,以直流高压源(1)的输出值或者高压表(2)的读数U<sub>s</sub>为标准,与被校准仪器(6)的电压显示U<sub>x</sub>相比较,计算示值误差:ΔU=U<sub>s</sub>‑U<sub>x</sub>,通过直流高压源(1)或高压表(2)溯源到直流电压计量标准;所述衰减时间校准装置(4)用于校准衰减时间,衰减时间校准装置(4)连接被校准仪器(6)的平板(7)和接地端,用并联电容的方法控制被校准仪器的放电过程,以秒表(14)或放电计时器(20)为时间标准T<sub>s</sub>,与被校准仪器(6)的衰减时间显示T<sub>x</sub>相比较,计算衰减时间示值误差ΔT=T<sub>x</sub>‑T<sub>s</sub>,秒表(14)和放电计时器(20)溯源到时间频率计量标准;所述静电电容测量装置(5)用于测量被校准仪器(6)的平板电容,静电电容测量装置(5)连接被校准仪器(6)的平板(7)和接地端子,用一种静电电容测量方法,计算平板(7)的电容值,静电电容测量装置(5)的在高端H与低端L之间的电容值能够通过数字电桥溯源到电容计量标准;所述电荷摆渡器(3)由转动电机(13),电刷电路(9)和摆渡电容器C<sub>2</sub>组成,电刷电路(9)中转动电刷(8)的绝缘部分连接转动电机(13)的转动轴,电刷电路(9)中转动电刷(8)的导电部分连接摆渡电容器C<sub>2</sub>的一个电极,摆渡电容器C<sub>2</sub>的另一个电极做为电刷电路(9)的接地端,电刷电路(9)的输入端连接直流高压源(1),电刷电路(9)的输出端连接被校准仪器(6)的平板(7),电刷电路(9)的接地端分别连接直流高压源(1)的接地端和被校准仪器(6)的接地端。
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