正文
排除或抑制靜電場幹擾的措施。如圖所示,當接地的金屬導體2完全包圍了帶電導體1但又互相絕緣時,導體2将使其裡面的導體1與其外面的導體之間無靜電感應現象,此時稱導體2起了屏蔽作用。因此,在需要帶電體不受外界電場影響或不影響外界的場合下,都可用一個接地的金屬殼将它包圍起來。該殼稱為靜電屏蔽裝置。
在工程技術中,如果需要屏蔽的區域較大,還可采用金屬屏蔽網,也有良好的屏蔽效果。在電子儀器中,為了免受靜電幹擾,常利用接地的儀器金屬外殼作屏蔽裝置。電測量儀器中的某些聯接線的導線絕緣外面包有一層金屬絲網做為屏蔽。某些用途的電源變壓器中,常在初級繞組與次級繞組之間放置一不閉合的金屬薄片作為屏蔽裝置。
配圖
應用
為了避免外界電場對儀器設備的影響,或者為了避免電器設備的電場對外界的影響,用一個空腔導體把外電場遮住,使其内部不受影響,也不使電器設備對外界産生影響,這就叫做靜電屏蔽。為防止外界的場(包括電場、磁場,電磁場)進入某個需要保護的區域,稱為屏蔽.屏蔽分為靜電屏蔽、靜磁屏蔽、電磁屏蔽是電磁學的三種不同分支.這三種屏蔽的根本目的則是依據不同的物理原理,利用屏蔽殼上由外場産生的感應效應來抵禦外場的影響,從而為“保護區”設立了屏障,抑制了外界的幹擾。
空腔導體不接地的屏蔽為外屏蔽,空腔導體接地的屏蔽為全屏蔽。空腔導體在外電場中處于靜電平衡,其内部的場強總等于零。因此外電場不可能對其内部空間發生任何影響。若空腔導體内有帶電體,在靜電平衡時,它的内表面将産生等量異号的感生電荷。如果外殼不接地則外表面會産生與内部帶電體等量而同号的感應電荷,此時感應電荷的電場将對外界産生影響,這時空腔導體隻能對外電場屏蔽,卻不能屏蔽内部帶電體對外界的影響,所以叫外屏蔽。如果外殼接地,即使内部有帶電體存在,這時内表面感應的電荷與帶電體所帶的電荷的代數和為零,而外表面産生的感應電荷通過接地線流入大地。外界對殼内無法影響,内部帶電體對外界的影響也随之而消除,所以這種屏蔽叫做全屏蔽。為了防止外界信号的幹擾,靜電屏蔽被廣泛地應用科學技術工作中。
在靜電平衡狀态下,不論是空心導體還是實心導體;不論導體本身帶電多少,或者導體是否處于外電場中,必定為等勢體,其内部場強為零,這是靜電屏蔽的理論基礎。例如電子儀器設備外面的金屬罩,通訊電纜外面包的鉛皮等等,都是用來防止外界電場幹擾的屏蔽措施。
意義
靜電屏蔽的實際意義
靜電屏蔽有兩方面的意義,其一是實際意義:屏蔽使金屬導體殼内的儀器或工作環境不受外部電場影響,也不對外部電場産生影響。有些電子器件或測量設備為了免除幹擾,都要實行靜電屏蔽,如室内高壓設備罩上接地的金屬罩或較密的金屬網罩,電子管用金屬管殼。又如作全波整流或橋式整流的電源變壓器,在初級繞組和次級繞組之間包上金屬薄片或繞上一層漆包線并使之接地,達到屏蔽作用。在高壓帶電作業中,工人穿上用金屬絲或導電纖維織成的均壓服,可以對人體起屏蔽保護作用。在靜電實驗中,因地球附近存在着大約100V/m的豎直電場。要排除這個電場對電子的作用,研究電子隻在重力作用下的運動,則必須有eE<meg,可算出E<10-10V/m,這是一個幾乎沒有靜電場的“靜電真空”,這隻有對抽成真空的空腔進行靜電屏蔽才能實現。事實上,由一個封閉導體空腔實現的靜電屏蔽是非常有效的。
靜電屏蔽的理論意義
其二是理論意義:間接驗證庫侖定律。高斯定理可以從庫侖定律推導出來的,如果庫侖定律中的平方反比指數不等于2就得不出高斯定理。反之,如果證明了高斯定理,就證明庫侖定律的正确性。根據高斯定理,絕緣金屬球殼内部的場強應為零,這也是靜電屏蔽的結論。若用儀器對屏蔽殼内帶電與否進行檢測,根據測量結果進行分析就可判定高斯定理的正确性,也就驗證了庫侖定律的正确性。最近的實驗結果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,
可見在現階段所能達到的實驗精度内,庫侖定律的平方反比關系是嚴格成立的。從實際應用的觀點看,我們可以認為它是正确的。
性能檢測
參照《電子産品制造與應用系統防靜電檢測通用規範》
8.靜電屏蔽性能的檢測
本方法可評估柔韌性包裝的靜電屏蔽性能。
8.1檢測儀器
靜電屏蔽檢測儀器的設計電壓為1000V,由一個放電器和一組電極構成。儀器技術指标符合IEC61340-5-1:2001中A.7.2、A.7.4.1至A.7.4.7的規定。
8.2樣品(袋)的尺寸要求
袋的最小尺寸不小于200mm*250mm,要有開口使電極能夠完全裝入。電極放進袋中的尺寸不小于100mm,并居中。對其他尺寸的袋來說,應該使電極放置在袋的中心。
8.3測試要求
将至少6個要測試的樣品放置在相對濕度12%±3%(或50%±3%)的環境中預置48h,然後将儀器電容電極放入袋中居中的位置,接通放電器電源後,讀出與電流傳感器連接的電壓顯示器上的示值。
靜電屏蔽可降低靜電幹擾
帶電物體接近被測電路的輸入端時,就會發生靜電耦合和幹擾。在低阻抗之下,由于電荷迅速消散,所以幹擾的影響不明顯。然而,高阻材料不允許電荷迅速衰減,就可能産生不穩定的測量結果。由于錯誤的讀數可能由直流或交流靜電場引起,所以靜電屏蔽有助于盡量降低這種電場的影響直流電場可能産生有噪聲的讀數或無法探測的誤差。實驗電路附近的運動(例如,操作儀器人員的運動或者在臨近區域裡的其它運動等)引起靜電計顯示讀數發生波動,就反映出這種場的存在。為了迅速檢查幹擾的存在,在電路附近放置一個帶電的塑料物體,如梳子等。儀表的讀數發生大的變化就說明屏蔽不夠完善交流電場同樣會産生麻煩。交流電場常常由供電電源和RF場引起。如果輸入端的交流電壓很大,其一部分信号被整流,于是在被測的直流信号中産生了誤差。
用示波器觀察靜電計或皮安計的模拟輸出,可以對此進行檢查。限幅的波形表明需要改進靜電屏蔽,限幅作用使直流讀數降低大約50%。
靜電屏蔽與接地的關系
靜電屏蔽及接地通常用于對高壓源産生的靜電場屏蔽,某些對靜電極敏感電路的屏蔽,從而避免靜電場對ESDS(靜電放電敏感)器件和ESDS組件的感應和靜電放電産生的寬頻帶幹擾。
屏蔽的作用是通過将一個區域封閉起來的殼體實現的。殼體可以作成金屬隔闆式、盒式、也可以作成電纜屏蔽和連接器屏蔽。屏蔽的殼體一般有實芯型、非實芯型(如金屬網)和金屬編織帶幾種類型,後者主要用作電纜的屏蔽。各種屏蔽體的性能,均用屏蔽體的屏蔽效果來表示。此值定義這空間某一區域屏蔽後的靜電場強度、比屏蔽前電場降低的分貝數。屏蔽效果優與劣,不僅與屏蔽材料的性能有關,也與屏蔽與靜電源距離,以及殼體上可能存在的各種不連續的孔洞和數量有關。
靜電屏蔽效果與接地有很大關系,隻有将屏蔽體接地,才能保證屏蔽體上感應的靜電荷洩漏,使屏蔽體内的電路不受靜電場幹擾。
靜電屏蔽及接地是很多種儀表電路上防靜電幹擾的重要措施之一。同時也用于防止靜電源對外界的幹擾。



















