ГОСТ Р 53734.1-2014
8.2 Электрическое поле
8.2.1 Общие положения
Измерения электрического поля проводят с применением приборов двух типов: индукционных
датчиков и датчиков роторного типа.
Такие приборы просты и относительно дешевы, но их чувствительность и возможности
применения ограничены. У них есть конечная инерционность, и это означает, что они могут
использоваться только для относительно краткосрочных измерений (десятки секунд) после установки
нуля в окружающей среде, в которой отсутствует электрическое поле. Их показания неточны при
измерении в присутствии ионизированного воздуха.
Датчики роторного типа названы так, потому что снабжены вращающимся заземленным
затвором, модулирующим поток электростатической индукции к воспринимающей поверхности.
Получаемый переменный сигнал зависит только от площади экспонируемой поверхности и значения
емкости на входе. При этом период модуляции должен быть короче времени релаксации входной
цепи. Фаза чувствительного элемента формирует выходной сигнал, соответствующий напряженности и
полярности наблюдаемого электрического поля.
В альтернативном устройстве применяют вибрирующий экран,модулирующий поток
электростатической индукции к воспринимающей поверхности.
8.2.2 Применение
Измерение электрического поля может предоставить информацию о величине и полярности
потенциала поверхности, поверхностной или объемной плотности зарядов или о локальном
потенциале и определенной точке пространства.
Индукционный датчик непрерывно реагирует на наблюдаемые поля. Измеренное поле отражает
результат относительно предыдущих наблюдавшихся полей и таким образом, важно, чтобы этот
прибор вначале включался или в нулевое положение, или в области, где поле отсутствует, а
измерения выполнялись непосредственно или в пределах относительно короткого промежутка
времени после переустановки нуля. Показания датчика роторного типа не зависят от условий его
включения, поскольку нуль остается устойчивым в течение всего времени проведения измерений.
Важно, чтобы прибор был должным образом соединен с землей, и чтобы соблюдалась
стабильность установки нуля за промежутки времени, необходимые для проведения измерений.
Следует также контролировать присутствие других заземленных поверхностей в области проведения
измерений.
Поверхности, ограничивающие эту область, должны содержаться в чистоте. Это особенно
важно при высокой чувствительности приборов и при работе в среде с наличием частиц изолирующих
материалов. Такие частицы легко становятся заряженными, и их наличие может сместить нуль
прибора. Очистка воздуха помогает предотвратить наличие таких частиц, но это не исключает
необходимость регулярной переустановки нуля.
Нулевое положение показаний прибора может быть проверено его экранированием
заземленной металлической пластиной.
Индукционный датчик или датчик роторного типа своим присутствием искажает электрическое
поле. Кроме того, показания прибора отражают интегральное значение поля или потенциала в
неопределенной области (точке) пространства. Эти эффекты могут быть существенными и должны
быть учтены.
8.3 Потенциал
8.3.1 Общие положения
Потенциалы могут быть на объектах, на заряженных поверхностях или в объемах, содержащих
области распределения зарядов. Первые могут быть измерены электростатическим вольтметром, но
все они могут быть измерены приборами для измерения поля или потенциала. В последнем случае
должна быть обеспечена установка нуля, соответствующая отсутствию воздействия поля на
чувствительный сенсор. При таких измерениях не должно происходить искажений ни в
распределениях электрических зарядов, ни в значениях параметров электрического поля.
8.3.2 Напряжение на поверхности
При измерении электростатическим вольтметром датчик предпочтительно располагать
непосредственно у поверхности, так чтобы никакие другие смежные заряды не могли бы влиять на
результат измерения. Главные ограничения возникают в связи с трудностью перекрытия большого
диапазона значений потенциала и риска возникновения пробоя, когда скорость изменения
потенциала превышает инерционность считывания показаний прибора. Преимущества: высокая
точность измерений потенциала, широкий диапазон измеряемых значений и низкая емкость
измерительного прибора.
18