高精度静电场扫描仪设计.doc

摘要:静电场是由电荷分布决定的，确定静电场的分布，对于研究带电粒子与带电体之间的相互作用是非常重要的。传统的静电场描绘仪利用稳恒电流场来模拟静电场，用稳恒电流场中的电位分布模拟静电场的电位分布。一般采用涂有石墨的导电纸作为电介质，通过探针和定位针，实现定量记录和数据分析。传统的静电场描绘仪存在很多不足，表现在作为导电介质的石墨纸导电性不均匀，使得电流场分布与被模拟静电场分布不完全一样；固定手柄质量较大，移动不便，加大了实验误差及实验成本。本文通过一系列的对比实验，发现一定浓度盐水浸泡而成的盐水纸同样可作为电极的导电介质，并且盐水中导电离子分布比石墨纸导电层更加均匀，导电纸电阻在各个方向均匀性较好，这样电流场分布与被模拟静电场分布可达到完全一样，且成本相对较低。同时，用双探针结构取代传统单个同步探针结构，下层两个探针之间通过电压显示器来寻找等压点，使得测量精度得到提高，且等电位的判断用指示灯的方法，既直观、准确又快捷；通过实验比较，改进后的描绘仪能很好更精确地模拟静电场，减小实验误差，降低实验成本。

关键词：模拟法；双探针；盐水纸；改进

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景及一般方法-1

1.2 研究现状-1

1.3 研究内容-2

2.传统模拟法测静电场-3

2.1.模拟法测静电场的原理-3

2.2静电场描绘仪-4

2.2.1仪器简介-4

2.2.2使用操作-5

2.3实验报告-5

2.3.1实验目的、仪器-5

2.3.2实验原理-5

2.3.3 数据处理-8

3.双探针结构-10

3.1 双探针结构原理-10

3.1.1 LM339四位电压比较器-10

3.1.2电位显示器电路分析-12

3.2 实验验证-12

4.盐水纸结构-15

4.1 结构原理-15

4.2实验结果和误差分析-16

4.3盐水纸的使用不足-17

结论-19

致谢-20

参考文献-21