專利名稱：Ch-2290型靜電電壓測試表的制作方法
技術領域：
一般來說，本實用新型是關于一種靜電電壓的測量裝置，具體的說，是關于一種袖珍式非接觸型數(shù)字電壓表。
眾所周知，所謂靜電是由于摩擦等多種原因在人們周圍的各種絕緣體上產生的電荷長時間未消失的帶電現(xiàn)象，這些帶電的物體在其周圍會產生靜電場，當靜電場的強度高到一定程度時，則會發(fā)生放電現(xiàn)象。這樣，對于諸如石化、纖維、塑料、面粉、火藥等易燃易爆的環(huán)境中就會造成危害事故；同時靜電對于諸如半導體、計算機工業(yè)也會帶來危害，從而人們十分關注如何避免和控制由靜電引起的災害和危害。當然首先需要準確而方便地測量人們周圍環(huán)境中各種物體帶電電壓的高低。
靜電電壓測量的基本原理可以參照如

圖1.所示的電原理方框圖予以說明，圖1.中的標號1.為一個帶靜電的物體，標號2.為一個常規(guī)的靜電電壓表，采樣電極與帶電體之間的距離為一個預先確定的距離L，標號3.為上述靜電電壓表的由導體制成的且接地的屏蔽盒，標號4.為采樣電極，它與被測帶電物體1.之間的分布電容為C1，標號5.為直流放大器，6.為指示模擬量的表頭，采樣電極4.與盒體3.之間的分布電容為C2，當該常規(guī)的靜電電壓表放置在上述與被測帶電物件的距離為L的位置上時，則上述靜電電壓表2.可以測到一個靜電電壓V2，這一電壓可以由下式表示
V2＝ωOEA／C2其中，A為電極4.的面積；ωO為自由空間的介電常數(shù)；(8.855×10＾－12法拉第／米)E為電極4.上的電場強度；C2為電極4.與盒體3.之間的分布電容。
上述電壓V2正比于實際帶電物體上的電壓，經校準即可以得到帶電物體上的實際電壓。
現(xiàn)有技術中的靜電電壓表基本上是按照上述圖1.所示的電原理方框圖設計制造的。例如ACL公司的ACL300靜電電壓表就是基于這一原理制造的。
從上述靜電電壓測量表述式V2＝ωOEA／C2中不難看出，非接觸式靜電電壓表實際測量的是距離帶電體(圖1.中的標號1.)L處的電場強度E.因此距離L的精確度就成為靜電電壓測量精度的一個重要因素，根據(jù)有關技術規(guī)范，本實用新型的靜電電壓表20KV量程的距離L為3CM；40KV量程的距離L為6CM。
從現(xiàn)有技術的靜電電壓表來看，普遍存在一些缺點第一現(xiàn)有技術的靜電電壓的讀數(shù)是用模擬式表頭指示的，讀數(shù)不直觀，誤差大而且慢；第二現(xiàn)有技術的靜電電壓表沒有自動測距離裝置，造成測量不方便和測量誤差大；
第三現(xiàn)有技術的靜電電壓表只有測量功能，沒有監(jiān)視告警的功能。
為了克服上述現(xiàn)有技術靜電電壓表的以上缺點，特提供本實用新型靜電電壓表。
本實用新型的一個目的是提供一種數(shù)字顯示的袖珍式，非接觸式的靜電電壓表。
本實用新型的另一個目的是提供一種具有自動指示距離的數(shù)字靜電電壓表。
本發(fā)明的再一個目的是在上述數(shù)字靜電電壓表的基礎上提供告警功能，使該電壓表在連續(xù)監(jiān)視測量過程中，一旦靜電電壓超過預先設計的門限值，該電壓表可以自動告警。
本實用新型的靜電電壓表具有數(shù)字指示，自動指示距離以及過壓告警這樣一些功能，特別適用于石化、纖維、塑料、食品、噴漆、火藥、半導體、計算機等工業(yè)部門進行現(xiàn)場靜電電壓的測量于監(jiān)視。
下面結合說明書附圖對本實用新型的靜電電壓表的機械結構與電氣結構進行詳細的說明，說明書附圖如下圖1.表示常規(guī)的靜電電壓表的基本測量原理的電路方框圖；圖2.表示本實用新型的靜電電壓表的第一種實施例的外部結構示意圖；圖3.表示本實用新型的靜電電壓表的第一種實施例的電路方框圖；圖4a表示本實用新型的靜電電壓表的第二種實施例的外部結構的示意圖4b表示本實用新型的靜電電壓表的第二種實施例的外部結構示意圖從X方向看的視圖；圖5.表示本實用新型的靜電電壓表的第二種實施例的自動指示距離裝置的原理方框圖現(xiàn)參照圖2.其中表示出了本實用新型的靜電電壓表的第一種實施例的外部結構的安排布置示意圖加以說明標號7.為一個由導體材料制成的盒體，該盒體可以由導體塑料制成，也可以用一般塑料制成，然后噴涂一層導電物質，該盒體7.包容了該靜電電壓表的全部電器與機械的零部件，同時還起到屏蔽與接地的作用，在盒體7.的正面設置有一個數(shù)字顯示器8，該顯示器應當是一種低消耗的節(jié)電型數(shù)字顯示器，例如是一個七段液晶數(shù)字顯示器，在標號8的下方設置有一個校零開關9，該開關為一種特制的按鈕式開關，當將開關9按下時，本實用新型的靜電電壓表的采樣靜電感應屏對地短路，此時數(shù)字顯示應為全零；而釋放該開關即可以正常測試，在盒體的右測方設置有電源開關10用來控制該電壓表電壓的通斷，在盒體7的左下側設置有安放電池入口及蓋，如標號11所示，在該盒體7的頂側設置有一個采樣靜電感應屏4，該感應屏為良導體制成，其四周由高絕緣性能的材料支撐，并作特殊的高絕緣工藝處理。
下面參照圖3說明本實用新型的第一實施例的電路結構，其中標號4為采樣靜電感應屏，其采集到的電壓饋送到以標號12表示的模－－－數(shù)轉換器，該轉換器將模擬電壓轉換成數(shù)字電壓再送到由標號13表示的驅動器，然后再送到液晶顯示14加以顯示，該液晶顯示器可以是一個三位半的液晶顯示器，同時經模－－數(shù)轉換器12產生的數(shù)字電壓信號再送到一個告警識別電路15，若已超過預先設置的告警電壓門限，則輸出一個告警信號給告警信號驅動電路16，然后驅動一個蜂鳴器17，發(fā)出告警聲，由以上的描述，人們已經清楚地了解了本實用新型的數(shù)字顯示并帶有告警功能的靜電電壓表的機械與電氣結構詳細情況。
下面參照圖4.繼續(xù)說明本實用新型的第二實施例的帶有自動距離的數(shù)字靜電電壓表的結構安排情況，從圖4a可以清楚看出，圖4a與圖2具有相似的結構上的安排與布置(其中相同的標號是表示相同的零部件)，但是，不同的是，圖4a的盆體7.正面上方設置有兩個自動指示距離的指示燈18和19，綠燈18亮表示該靜電電壓表的采樣感應屏與被測帶電物體之間的距離為3CM，此時該靜電電壓表的量程為20KV；紅燈19亮時，表示該靜電電壓表的采樣靜電感應屏與被測帶電物體之間的距離為6CM，此時該靜電電壓表的量程為40KV。
下面再參照圖4b，在圖中除設置有感應屏4以外，還設置有用標號20表示的用于自動距離指示的紅外線發(fā)射器件和用標號21表示的用于自動距離指示的紅外線檢測器件，通過上述兩個器件20、21和機內的一些輔助電路可以實現(xiàn)自動距離指示的功能，其詳細的操作原理下面還要進一步予以描述。
參照圖5，圖中示出了本實用新型靜電電壓表焦點反射定距的原理示意圖，圖中標號1.仍然表示帶靜電的物體，標號4.表示感應屏，在感應屏的同一條直線上設置了以標號20表示的紅外線發(fā)射器件和以標號21表示的紅外線檢測器件，同時與上述兩個器件相連的還有以標號22表示的紅外線發(fā)射器件的驅動電路裝置和以標號23表示的指示燈18的驅動電路裝置，設計使紅外線發(fā)射器件20在紅外線發(fā)射器件的驅動電路裝置的驅動下發(fā)射出一束紅外線碰到被測帶電物體1.后，反射回來被紅外線檢測器件所接收的距離正好是規(guī)定的距離L，例如是3CM，紅外線檢測器件在紅外射束的照射下產生電流，在指示燈驅動電路裝置的驅動下，點亮指示燈，例如是綠燈亮，這樣就實現(xiàn)了測量距離的自動指示，至于指示不同的距離，只要根據(jù)一般的幾何原理，改變紅外發(fā)射器件與被測器件的角度，是很容易實現(xiàn)的。
雖然結合說明書附圖對本實用新型的兩種實施例的機械結構與電路結構進行了詳細的描述，但對于本專業(yè)的技術人員來說，不需要作出創(chuàng)造性的勞動就可以對本實用新型的靜電電壓表作出改變與改進，從而申請人申明本實用新型的保護范圍由附在后面的權利要求書予以限定。
權利要求1.一種非接觸式靜電電壓表，該電壓表的盒體由一種導電材料制成，該盒體的頂端設置有一個采樣感應屏，該感應屏四周由絕緣材料支撐，使其與盒體相絕緣，該盒體的內部設置有安裝該電壓表的電氣零部件的印制電路板，和為該電壓表提供電源的電池，其特征在于在盒體的正面設置有一個數(shù)字顯示器，在該盒體內部的印制板上設置有一個模--數(shù)轉換器裝置，該模--數(shù)轉換器分別與上述感應屏和經驅動器與數(shù)字顯示器相聯(lián)，從而該感應屏上感應的靜電電壓由模--數(shù)轉換成數(shù)字電壓信號在數(shù)字顯示器上顯示；上述印制板上還設置有一個告警裝置，當被測電壓超過告警門限電壓時，發(fā)出可聽性告警信號。
2.按照權利要求1.的靜電電壓表，其特征在于數(shù)字顯示器為一個液晶七段顯示器。
3.按照權利要求1.的靜電電壓表，其特征在于模－－數(shù)轉換器與顯示驅動器是一個集成的模－－數(shù)轉換器。
4.按照權利要求1.的靜電電壓表，其特征在于告警裝置由告警識別裝置與告警驅動裝置組成，告警識別裝置中存儲有告警門限電壓信息，當被測靜電電壓超過告警門限電壓時，上述告警裝置動作，發(fā)出可聽性告警信號。
5.一種自動指示測量距離的非接觸式靜電電壓表，該電壓表的盒體由一種導電材料制成，該盒體的頂端設置有一個采樣感應屏，該感應屏四周由絕緣材料支撐，使其與盒體相絕緣，該盒體的內部設置有安裝該電壓表電氣零部件的印制電路板和為電壓表提供電源的電池，其特征在于在盒體的正面設置有一個數(shù)字顯示器，在該盒體的內部的印制電路板上設置有一個模－－數(shù)轉換器裝置，該模－－數(shù)轉換器分別與上述感應屏和經驅動器與數(shù)字顯示相聯(lián)，從而該感應屏上感應的靜電電壓由模－－數(shù)轉換器轉換成數(shù)字電壓信號在數(shù)字顯示器上顯示；上述印制電路板上還設置有一個告警裝置，當被測靜電電壓超過告警門限電壓時，發(fā)出可聽性告警信號；在上述盒體的正面還設置兩個指示燈，用于正確的測量距離，在上述盒體的頂端設置一個紅外線發(fā)射器裝置和一個紅外線檢測器件裝置，從而與盒體內部相關的電路一起構成紅外焦點反射式自動距離指示裝置。
6.按照權利要求5.的靜電電壓表，其特征在于數(shù)字顯示器為一個液晶七段顯示器。
7.按照權利要求5.的靜電電壓表，其特征在于模－－數(shù)轉換器與顯示驅動器是一個集成的模－－數(shù)轉換器于一個集成的顯示驅動器。
8.按照權利要求5.的靜電電壓表，其特征在于，告警裝置由告警識別裝置與告警信號驅動器組成，告警識別裝置中存儲有告警門限電壓的信息，當被測靜電電壓超過告警門限電壓時，上述告警裝置動作，發(fā)出可聽性告警信號。
9.按照權利要求5.的靜電電壓表，其特征在于紅外發(fā)射器件與紅外檢測器件安裝的角度不同可以得到不同的測距距離。
專利摘要一種袖珍非接觸式靜電電壓表，該電壓表除在20kV，40kV兩個量程具有一般測量功能外，還設置有自動測量距離指示裝置，可以自動顯示測量距離；以及設置有自動告警裝置，當被監(jiān)視的靜電電壓超過預先設定的門限電壓時，發(fā)出可聽性告警信號。
文檔編號G01R19/00GK2126741SQ9022160
公開日1993年2月3日 申請日期1990年10月8日 優(yōu)先權日1990年10月8日
發(fā)明者唐振山, 李華金, 孟明德, 秦廣義 申請人:唐振山, 李華金, 秦廣義