Бесконтактное измерение напряженности электростатического поля

Высокое электрическое напряжение необходимо для многих приложений, но всегда сопряжено с риском. Статические разряды и поля высокой интенсивности могут легко разрушить современные электронные компоненты. В случае искрообразующего разряда может произойти взрыв, если присутствуют горючие пары. Вот почему во многих областях для защиты от статического электричества предписывается экранирование или заземление.

С другой стороны, современные технические системы также работают с электростатическими зарядами, такими как, например, в случае лазерных копировальных аппаратов, электростатическое нанесение краски или очистка промышленных газов. Тогда важно знать реальный уровень электрического напряжения, и прибор для измерения электростатического поля является подходящим устройством.

Напряженность поля и, следовательно, приложенное напряжение можно определять бесконтактно и без искажения измеренного значения.

Высокое напряжение возникает по-разному. «Естественное» разделение заряда может быть вызвано трением поверхностей друг о друга, перекачкой жидкостей с помощью насосов или воздействием излучения. Другая возможность - искусственное создание высокого напряжения для технических целей. В любом случае важно определить силу электростатического поля.

Поскольку трудно измерить электростатические заряды, не оказывая на них влияния, компания Kleinwächter GmbH из Хаузена в Германии разработала компактный прибор для измерения электростатического поля для высокоточных измерений.

Компактный измеритель электрического поля с широким диапазоном напряжений для бесконтактных измерений

Точный и очень удобный портативный измеритель поля для повседневного использования

Принцип измерения

Измерительный прибор построен по принципу индукционного генератора и позволяет бесконтактно определять напряженность электрического поля. Вращающаяся заслонка экрана временно предотвращает попадание поля в измерительный прибор. Таким образом, поле достигает измерительного электрода через равные промежутки времени, и за счет индукции создается переменное напряжение. Измеряется пропорциональный переменный ток.

Этот принцип позволяет определять электрические поля и заряды, не снимая с них энергии. Напряженность поля E измеряется в вольтах на метр на известном расстоянии (d), и устройство, таким образом, вычисляет напряжение (U = E * d). Если фазовое положение напряжения, создаваемого воздействием, сравнивается с положением крыльчатки, также может быть определена полярность напряжения или направление поля.

Это простое в использовании устройство установлено в антистатическом пластиковом корпусе и может охватывать широкий диапазон напряжений в пяти зонах измерения. Эти зоны расположены на расстоянии измерения 1, 2, 5, 10 и 20 см. Таким образом, можно измерять, например, напряжение от 0 до 10 кВ на расстоянии 1 см и от 0 до 200 кВ на расстоянии 20 см.

Устройство невелико: всего 122 x 70 x 26 мм при весе примерно 130 г. Расширенная версия устройства дополнительно предлагает аналоговый выход напряжения ± 1 В. Таким образом, измеренные значения могут также обрабатываться на компьютере через преобразователь переменного тока UAC 110. Блок питания на 9 В обеспечивает источник питания.

Чтобы обеспечить длительное использование с ограниченным запасом энергии, доступным в батарее, все компоненты этого бесконтактного измерительного прибора должны быть оптимизированы так, чтобы потребление энергии было минимальным. В частности, это относится к механическому компоненту, двигателю крыльчатки. Для оптимального привода энового измерителя электрического поля разработчики быстро нашли двигатель в ассортименте продукции FAULHABER.

Плоский двигатель постоянного токавыбранная имеет высоту всего 6 мм без осей. Это позволяет экономить место при установке в головке измерительного прибора. Фактический диаметр всего 15 мм.

Сегодня современные микродвигатели постоянного тока подходят для множества применений. Спектр простирается от измерительной и регулирующей техники до прецизионных механических инструментов, включая один привод. Прочная и устойчивая конструкция, простая регулировка с помощью рабочего напряжения и хорошая электромагнитная совместимость позволяют использовать его в чувствительных измерительных приборах или в области медицинской техники.

Статья предоставлена компанией FAULHABER