Metody pomiarów w elektrostatyce / Ryszard Kacprzyk. – Wrocław
Transkrypt
Metody pomiarów w elektrostatyce / Ryszard Kacprzyk. – Wrocław
Metody pomiarów w elektrostatyce / Ryszard Kacprzyk. – Wrocław, 2013 Spis treści 1. Wstęp Literatura 7 11 2. Specyfika pomiarów w elektrostatyce 2.1. Wprowadzenie 2.2. Obiekty z ciągłą elektryzacją 2.3. Obiekty ze stałym ładunkiem 2.4. Wielkości mierzone 2.4.1. Ładunek całkowity 2.4.2. Efektywna gęstość ładunku powierzchniowego 2.4.3. Szybkość zaniku ładunku Literatura 13 13 13 15 17 19 20 22 23 3. Pomiary ładunku całkowitego 3.1. Wprowadzenie 3.2. Pomiary ładunku całkowitego z wykorzystaniem klatki Faradaya 3.3. Klatka Faradaya sprzęŜona z miernikiem natęŜenia pola 3.4. Pomiary ładunku nasypowego Q/m 3.5. Wyznaczanie ładunku całkowitego na obiektach częściowo ekranowanych Literatura 25 25 26 31 32 4. Pomiary efektywnej gęstości ładunku powierzchniowego 4.1. Wprowadzenie 4.2. Metoda indukcji elektrycznej 4.3. Metoda podnoszonej elektrody 4.4. Metoda ze szczeliną powietrzną 4.5. Metoda sondy wibracyjnej 4.6. Metoda kompensacyjna z sondą wibracyjną 4.7. Pomiary gęstości ładunku za pomocą miernika natęŜenia pola 4.8. Układy do pomiaru gęstości ładunku z autokompensacją 4.9. Problemy związane z pomiarem gęstości ładunku na taśmach w ruchu Dodatek Literatura 41 41 41 44 46 48 52 54 57 57 59 61 5. Badania rozkładu ładunku powierzchniowego 5.1. Wprowadzenie 5.2. Sondy indukcyjne bez przetwarzania 5.3. Sondy indukcyjne z przetwarzaniem 5.4. Metoda impulsu ciśnienia 5.5. Metoda okresowego nagrzewania Literatura 63 63 65 67 70 73 78 38 39 6. Pomiary potencjału oraz napięcia 6.1. Wprowadzenie 6.2. Kontaktowe metody pomiaru napięcia 6.2.1. Woltomierze elektrostatyczne 6.2.2. Woltomierze elektrometryczne (elektroniczne) 6.3. Bezkontaktowe metody pomiaru potencjału i napięcia obiektów przewodzących 6.3.1. Bezpośrednie pomiary potencjału i napięcia na obiektach przewodzących 6.3.2. Kompensacyjne pomiary potencjału i napięcia obiektów przewodzących 6.3.3. Woltomierze do pomiarów bezkontaktowych 6.4. Pomiary potencjału obiektów nieprzewodzących 6.4.1. Potencjał i napięcie na obiekcie z jednorodnym rozkładem ładunku 6.4.2. Pomiar potencjału i jego rozkładu metodą bezpośrednią 6.4.3. Pomiar potencjału i jego rozkładu metodą kompensacyjną 6.5. Uwagi końcowe Literatura 81 81 82 84 87 91 93 96 97 98 101 103 104 7. Pomiary natęŜenia pola elektrycznego 7.1. Wprowadzenie 7.2. Pole elektryczne w otoczeniu powierzchni przewodzącej 7.3. Indukcyjne mierniki natęŜenia pola elektrycznego bez przetwarzania 7.3.1. Zasada działania indukcyjnego miernika natęŜenia pola 7.3.2. Dryft wskazań 7.3.3. Dryft zera spowodowany skończoną wartością prądu wejściowego 7.3.4. Kompensacja prądu wejściowego wzmacniacza 7.3.5. Wpływ prądów jonowych atmosfery 7.3.6. Mierniki pól z układami próbkującymi 7.4. Metody indukcyjne z przetwarzaniem 7.4.1. Młynek polowy 7.4.2. Młynek polowy z detekcją fazową 7.4.3. Młynek polowy z pływającą przesłoną 7.4.4. Młynek polowy ze stałą pojemnością przetwornika 7.4.5. Cylindryczne młynki polowe 7.4.6. Wibracyjne przetworniki natęŜenia pola 7.4.7. Przykłady konstrukcji przetworników wibracyjnych 7.4.8. Przetworniki wibracyjne MEMS 7.4.9. Torsyjny miernik natęŜenia pola elektrycznego 7.5. Inne metody pomiaru natęŜenia pola elektrycznego 7.5.1. Radioizotopowe mierniki pola 7.5.2. Specjalne metody pomiaru natęŜenia pola 7.6. Czynniki wpływające na wartość mierzonego pola 7.6.1. Efekt skupiania linii sił 7.6.2. Uśrednianie rozkładów powierzchniowych 7.6.3. Uśrednianie rozkładów objętościowych 7.6.4. Wpływ przewodzącego i uziemionego otoczenia 7.6.5. Wpływ pól od innych źródeł 7.6.6. Pomiary natęŜenia pola w otoczeniu obiektów ruchomych 107 107 108 109 109 113 114 115 118 119 122 122 125 129 131 132 133 138 142 146 148 148 151 152 152 153 154 156 158 159 89 89 7.7. Uwagi ogólne dotyczące pomiaru natęŜenia pola Literatura 159 160 8. Pomiary szybkości zaniku ładunku 8.1. Wprowadzenie 8.2. Badania szybkości zaniku ładunku materiałów z długimi czasami relaksacji 8.2.1. Wyznaczanie czasu zaniku ładunku w warunkach izotermicznych 8.2.2. Wyznaczanie czasu zaniku ładunku metodą prądów termostymulowanych 8.2.3. Układ pomiarowy do badań prądów termostymulowanych (TSDC) 8.2.4. Wyznaczanie czasu zaniku ładunku metodą termostymulowanego ładunku (TSQ) (termostymulowanego napięcia) 8.2.5. Układ pomiarowy do badania termostymulowanego ładunku (TSQ) 8.2.6. Uwagi do badań procesów zaniku ładunku z długimi czasami relaksacji 8.3. Badanie charakterystyk zaniku ładunku dla materiałów o średnim czasie relaksacji 8.3.1. Metoda wirującej próbki 8.3.2. Metoda wirującej elektrody pomiarowej 8.3.3. Metody z zastosowaniem mierników natęŜenia pola 8.4. Badania na materiałach o krótkim czasie relaksacji 8.4.1. Metoda okresowego próbkowania 8.4.2. Metoda pomiaru napięcia dla róŜnych czasów opóźnienia 8.4.3. Metoda okna polowego 8.5. Wpływ warunków elektryzacji oraz pomiaru na charakterystyki zaniku ładunku Literatura 163 163 9. Niepewność pomiarów wielkości elektrostatycznych 9.1. Wprowadzenie 9.2. Niepewność pomiaru ładunku nasypowego 9.3. Niepewność pomiaru czasu zaniku ładunku 9.4. Niepewność pomiaru napięcia obiektów ze stałym ładunkiem 9.5. Niepewność pomiaru natęŜenia pola elektrycznego 9.6. Uwagi końcowe Literatura 165 166 167 171 173 177 179 179 179 185 188 191 191 193 195 197 204 207 207 208 209 212 218 221 222 oprac. BPK