Способ определения потенциала статического электричества человека Советский патент 1991 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к способам определения потенциала статического электричества человека, и может использоваться для допускового контроля уровней электростатического заряжения тела человека по накопленной на нем электрической энергии в отраслях производства, технологические процессы в которых сопровождаются накоплением электрических зарядов на человеке.

V,

Цель изобретения - повышение точности способа определения потенциала СЭ на человеке за счет погрешности измерений из-за разброса величины электрической емкости человека.

На фиг. 1 изображен график падения напряжения на измерительном элементе - резисторе в процессе стекания заряда СЭ с человека через резистор на землю; на

фиг. 2 и 3 - схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Как видно из графика, приведенного на фиг. 1, значение напряжения U на спадающем участке кривой А-В графика определяется по формуле

U Uo ехр -р с ,

где Uo - максимальное значение падения напряжения на резисторе;

t - момент времени, соответствующий величине напряжения U;

R - общее сопротивление цепи стекания заряда с человека на землю;

Сч электрическая емкость человека.

Выбрав на этом участке произвольно две точки (С и D), получим

Ui U0exp- р 1Г .

К Сч

Ё

О

СА) О 00

g

U2

t2

Uoexp-Решив совместно эти уравнения относительно U0l получим

Uo

U2 1

т. е. максимальное значение падения напряжения на резисторе определяется только по величинам Ui, U2, ti и t2.

Устройство для реализации способа состоит из исследуемого объекта 1, электрода 2, делителя напряжения, состоящего из резисторов 3 и 4, компараторов 5 и 6. Сопротивления резисторов 3 и 4 подобраны так, что пороги срабатывания компараторов 5 и 6 находятся в зоне их допустимых входных напряжений.

Способ измерения потенциала СЭ на человеке заключается в следующем.

В исходном состоянии на выходах компараторов 5 и 6 (соответственно Вых. 1 и Вых. 2) установлены уровни напряжений Лог, 0 (момент времени to). При подключении электрода 2 к человеку через делитель (резисторы 3 и 4) потечет ток и вызовет падение напряжения на нем, которое начнет уменьшаться по мере стекания заряда с человека на землю. Учитывая, что время to во много раз меньше, чем ti и t2, им практически можно пренебречь, следовательно, можно считать, что в промежутке времени от to до to сработают одновременно оба компаратора 5 и б и на их выходах установятся уровни напряжений Лог. 1. Далее при достижении величины падения напряжения на резисторе 4 порога срабатывания компаратора 5 (Ui) на выходе последнего установится уровень напряжения Лог. О, а при достижении порога срабатывания компаратора 6 (Da) в исходное состояние вернется компаратор 6 и на его выходе установится уровень напряжения Лог. О.

Очевидно, что момент времени ti будет соответствовать порогу напряжения срабатывания компаратора 5 - Ui, а момент времени t2 будет соответствовать порогу напряжения срабатывания компаратора 6 - 1)2. При определении потенциала согласно

предлагаемому способу нет необходимости учитывать емкость тела человека и измерять ее. В полученную математическую формулу для определения потенциала СЭ на теле человека входят лишь четыре величины известные - Ui и U2 - пороги срабатывания компараторов; измеренные-ti и ta- моменты времени, соответствующие моментам срабатывания компараторов 5 и 6. Исключив источник погрешности, способ позволяет исключить и саму погрешность результата измерения.

Формула изобретения

Способ определения потенциала статического электричества человека, включающий подключение к человеку электрода, электрически соединенного с одним выводом измерительного элемента, другой вывод которого соединен с землей, и измерение напряжения на измерительном элементе относительно земли, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве измерительного элемента используют резистор, а в процессе стекания заряда с человека на землю регистрируют напряжения на резисторе в два произвольных момента времени и определяют потенциал статического электричества

на человеке относительно земли U0 no формуле

U0

, ч

где Ui, U2 - значения падений напряжения на резисторе, соответствующие моментам времени ti и t2 от начала разряда.

ut

UyV-r1

tf

it Фиг.1

- t

Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к определению потенциала статического электричества человека. Изобретение может быть применено для допускового контроля уровней электростатического заряжения тела человека в отраслях производства, где технологические процессы сопровождаются накоплением электрических зарядов на человеке. Цель изобретения - повышение точности определения потенциала. Сущность способа состоит в том, что потенциал статического электричества на теле человека определяется путем анализа процесса стекания заряда с человека на землю через резистор, регистрации двух значений падения напряжения на резисторе Ui и U2 в два произвольных момента времени от начала разряда ti и t2 и вычисления потенциала статического электричества на теле человека U0. 3 ил.

Фиг. г

Вь/х.1

.дых2

Фиг.З