闻小龙 杨鹏飞 储昭志 彭春荣 刘宇涛 吴 双

①(北京科技大学数理学院北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心 北京 100083)

②(北京信息科技大学理学院 北京 100192)

③(中国科学院微电子研究所 北京 100029)

④(中国科学院空天信息创新研究院传感技术国家重点实验室 北京 100190)

⑤(北京中科飞龙传感技术有限责任公司 北京 100083)

1 引言

静电放电具有瞬时电压高、能量大、不易察觉等特点，容易对集成电路、石油化工、航天、工业生产等多个领域产生严重的危害[1–5]。静电测量是检测人体、物品及环境等是否带电最直接的手段，可用于评估静电防护的效果，研究静电积累及放电机理等，对于静电防护具有重要意义。基于电场感应原理对带电物表面电位进行非接触测量，具有不干扰被测表面、测试过程无电荷转移风险等优点，是近年来静电防护领域的研究热点之一[6]。

按照检测原理划分，非接触式静电仪可分为高阻式、场磨式、振动电容式及微机电式等。高阻式静电压仪利用高输入阻抗的直流放大电路进行测量[7]，测量过程中感应电荷在放大电路中随时间衰减，造成测试结果不稳定，需要定期清零，影响测量的稳定性。场磨式电场仪采用电机带动屏蔽电极旋转，周期性地屏蔽感应电极，从而将感应电极的感应电荷调制成交流信号，避免了信号衰减，提升了测试精度[8,9]。由于存在电机驱动、旋转叶片等数十个机械结构，组装工艺复杂，不利于批量化制造，电机旋转磨损造成寿命衰减。……