电场是一种物理场,在某些情况下,它可以影响到周围的物体以及人体。因此,对于一些需要避免电场干扰的场合,比如实验室、医院、电大楼等等,我们需要一种简易的电场检测电路来检测电场的大小和分布情况,以便我们将电场干扰降至最低,保障人身安全。下面,我将为大家介绍一种简单的电场检测电路。
1. 集电极
首先,需要一个金属球(直径约2-3cm),作为电场检测器的集电极。将金属球固定在一个带绝缘杆的金属平台上,这样可以使检测器具有一定的地绝缘性。然后将平台固定在一根绝缘杆上。如下图所示:
![image](https://img-blog.csdn.net/20180910154914841?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ltYWdlX2Jsb2cucG5n/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/75)
2. 检测电路
接下来,我们需要一个简单的电路,来将所检测到的电场转换成电压信号。这个电路主要由一个场效应管和一个耦合电容器组成。电路如下图所示:
![image](https://img-blog.csdn.net/2018091015504310?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ltYWdlX2Jsb2cucG5n/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/75)
场效应管(FET)是一种半导体器件,具有很高的电阻,适合用来制作电压表、电流表以及低频放大器等精密传感器。
耦合电容器的主要作用是将集电极和场效应管的源极隔离开,避免电路的攀值电流干扰。
3. 驱动电路
最后需要一个驱动电路,将产生的电压信号放大,以便于我们观察到所检测到的电场。驱动电路主要由一个晶体管和一个电阻组成。电路如下图所示:
![image](https://img-blog.csdn.net/2018091015544439?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ltYWdlX2Jsb2cucG5n/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/75)
晶体管(T)是一种半导体器件,它可以将小信号放大。通过将负载电阻Rl连接在晶体管的集电极上,可以将所检测到的微小电压信号扩大至可观察范围。另一端Rl的值不宜过大或过小,通常在100KΩ-1MΩ之间。
通过以上的三个步骤,就可以构建一个简易的电场检测电路。在检查电路之前,需要进行几个关键的测试,如集电极探测范围的测试、生物界面的测试以及传感器二次现象的测试。通过测试,找出电场检测电路存在的问题。
当电场检测出来的电荷量不是零时,可以采取一些避免电场干扰的方法,如将金属球与地电缆相连,将电场干扰降至最低。
综上所述,本文介绍了一种简单易操作的电场检测电路,并对其中涉及到的技术原理进行了详细的讲解,希望对读者在日常实际应用中的电场检测有所帮助。