[发明专利]一种静电场测试仪及静电场测量方法和电荷守恒实验方法

权利要求书

1.一种静电场测试仪，包括壳体，壳体内部设置有电路板，其特征在于，壳体上设置有与电路板连接的检测指示灯(1)、灵敏度指示灯(2)、响应时间指示灯(3)、外接显示接口(4)、外部接地接口(5)、天线(6)、计量表(7)、极性选择开关Ⅰ(8)、极性选择开关Ⅱ(9)和模式开关(10)；所述外接显示接口(4)与外部显示设备连接；外部接地接口(5)与外部接地端连接。

2.根据权利要求1所述的一种静电场测试仪，其特征在于：所述电路板包括天线、双掷双开关S2、双掷双开关S3、双掷开关S1、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、和晶体管Q1、Q2、Q3；所述天线的输出端与双掷双开关S2连接，所述双掷双开关S2与接地端连接；双掷双开关S3一端经电容C1与接地端连接，双掷双开关S3另一端经电容C2与接地端连接；所述双掷双开关S3与电阻R1和双掷双开关S2连接，所述电阻R1分别与电阻R2和晶体管Q1的基极连接；所述电阻R6与电阻R2连接；所述晶体管Q1的集电极经电阻R4和电阻R2接地；所述晶体管Q1的发射极与晶体管Q2基极连接；所述晶体管Q2发射极接地；所述晶体管Q2的集电极与晶体管Q3基极连接；所述晶体管Q3发射极接地；所述晶体管Q3的集电极经双掷开关S1与电源连接。

3.根据权利要求2所述的一种静电场测试仪，其特征在于：所述晶体管Q1和Q2为NPN晶体管，使用型号为PN2222A型晶体管，晶体管Q3为PNP晶体管，使用型号为PN2907A型晶体管。

4.基于权利要求1所述的一种静电场测试仪的静电场测量方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1：接通范氏起电机电源开关，拉伸测试仪天线(6)，由远到近靠近起电机金属球壳，调整测试仪极性开关(8)、(9)，观察微安表(7)指针变化情况；

步骤2：根据静电场理论，球状带电体的电势分布

由场强和电势的关系，电场强度分布

r₀为球状带电体的半径，r为空间某点到球状带电体中心的距离，U₀为带电体的电势；

步骤3：接通范氏起电机电源开关，起电机工作一段时间后，金属球壳表面的电势U₀达到稳定状态，手持测试仪，选择不同距离r，记录微安电流表读数I，描绘实验曲线；

步骤4：根据实验曲线数据分析静电场的分布情况和规律。

5.根据权利要求1所述的一种静电场测试仪的电荷守恒实验方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：选择空心金属管(301)和摩擦材料(302)，将空心金属管(301)表面彻底清洗并且干燥，通过绝缘材料固定在水平面；

步骤2：把摩擦材料(302)用绝缘丝线绑定，从金属管(301)内部充分摩擦接触后穿越，使用静电场测试仪分别检测(301)和(302)表面的电荷类型，完成实验。