Індикатор електростатичного поля

Описувані в статті конструкції індикаторів електричного поля можуть бути використані для визначення наявності електростатичних потенціалів. Ці потенціали небезпечні для багатьох напівпровідникових приладів (мікросхем, польових транзисторів), їх наявність може викликати вибух пилового або аерозольного хмари. Індикатори також можуть бути використані для дистанційного визначення наявності електричних полів високої напруженості (від високовольтних і високочастотних установок, електросилового високовольтного обладнання).

Індикатор електростатичного поля

Як чутливий елемент всіх конструкцій використані польові транзистори, електричний опір яких залежить від напруги на їх керуючому електроді - затворі. При наведенні електричного сигналу на керуючий електрод польового транзистора електричний опір стік-витік останнього помітно змінюється. Відповідно, змінюється і величина електричного струму, що протікає через польовий транзистор. Для індикації зміни струму використані світлодіоди. Індикатор (рис.1) містить три деталі: польовий транзистор VT1 - датчик електричного поля, HL1 - індикатор струму, стабілітрон VD1 - елемент захисту польового транзистора. В якості антени використаний відрізок товстого ізольованого проводу довжиною 10. 15 см. Чим більше довжина антени - тим вище чутливість пристрою.

Індикатор електростатичного поля

Індикатор на рис.2 відрізняється від попереднього наявністю регульованого джерела зсуву на керуючому електроді польового транзистора. Така добавка пояснюється тим, що струм через польовий транзистор залежить від початкового зсуву на його затворі. Для транзисторів навіть однієї партії виготовлення, а тим більше, для транзисторів різних типів, величина початкового зсуву для забезпечення рівного струму через навантаження помітно відрізняється. Отже, регулюючи початковий зсув на затворі транзистора, можна задавати як початковий струм через опір навантаження (світлодіод), так і управляти чутливістю пристрою.

Початковий струм через світлодіод розглянутих схем становить 2. 3 мА. Наступний індикатор (рис.3) використовує для індикації три світлодіода. У початковому стані (при відсутності електричного поля) опір каналу витік-стік польового транзистора невелика. Струм протікає переважно через індикатор включеного стану пристрою - світлодіод HL1 зеленого кольору.

Індикатор електростатичного поля

Цей світлодіод шунтирует ланцюжок послідовно з'єднаних світлодіодів HL2 і HL3. При наявності зовнішнього надпорогового електричного поля опір каналу витік-стік польового транзистора зростає. Відбувається плавне або миттєве відключення світлодіода HL1. Струм від джерела живлення через що обмежує резистор R1 починає протікати через послідовно включені світлодіоди HL2 і HL3 червоного світіння. Ці світлодіоди можуть бути встановлені зліва і справа щодо HL1. Індикатори електричного поля підвищеної чутливості з використанням складових транзисторів показані на рис.4 і 5. Принцип їх роботи відповідає раніше описаним конструкціям. Максимальний струм через світлодіоди не повинен перевищувати 20 мА.

Індикатор електростатичного поля

Замість зазначених на схемах польових транзисторів можуть бути використані інші польові транзистори (особливо в схемах з регулюванням початкового зсуву на затворі). Стабілітрон захисту можна використовувати іншого типу з максимальним напруженням стабілізації 10 В, бажано симетричний. У ряді схем (рис.1, 3, 4) стабілітрон, на шкоду надійності, може бути виключений зі схеми. У цьому випадку, щоб уникнути пошкодження польового транзистора не допускається торкання антеною зарядженого предмета, сама антена повинна бути добре ізольована. При цьому чутливість індикатора помітно зростає. Стабілітрон у всіх схемах можна також замінити опором 10. 30 МОм.

Індикатор електростатичного поля

Читайте також: Електронний електроскоп своїми руками

Схожі статті