静电计

静电计是一个电测量仪器电荷或电势差。有很多不同类型，从历史悠久的手工机械仪器到高精度电子设备。基于真空管或固态技术的现代静电计可用于以极低的漏电流（低至1 飞安）进行电压和电荷测量。一种更简单但相关的仪器，即验电器，其工作原理类似，但仅指示电压或电荷的相对大小。

现代静电计是一种高度灵敏的电子电压表，其输入阻抗是如此之高，以至于在大多数实际应用中，可以认为流入其中的电流为零。现代电子静电计的输入电阻的实际值是大约10 ¹⁴ Ω，与大约10 ¹⁰ Ω为纳伏。由于输入阻抗极高，因此必须采取特殊的设计注意事项来避免泄漏电流，例如驱动屏蔽和特殊的绝缘材料。

除其他应用外，静电计还用于核物理实验，因为它们能够测量通过电离辐射而留在物质中的微小电荷。现代静电计的最常见用途是在诸如盖革计数器等仪器中用电离室测量辐射。

振动片静电计使用在移动电极（以振动片形式）和固定输入电极之间形成的可变电容器。当两个电极之间的距离变化时，电容也会变化，并且电荷会被强制进出电容器。由该电荷的流动产生的交流信号被放大并用作施加到电容器的直流电压的模拟信号。静电计的直流输入电阻仅由电容器的泄漏电阻决定，并且通常极高（尽管其交流输入阻抗较低）。

为了使用方便，振动簧片组件通常通过电缆连接到静电计的其余部分。这允许相对较小的单元位于要测量的电荷附近，而更大的簧片驱动器和放大器单元可以位于对操作员方便的任何位置。

阀静电计使用专用的真空管（热电子阀），具有很高的增益（跨导）和输入电阻。输入电流被允许流入高阻抗栅极，并且由此产生的电压在阳极（极板）电路中被xxx放大。设计用于静电计的阀的泄漏电流低至几飞安（10 ^-15安培）。此类阀门必须戴手套的手操作，因为残留在玻璃外壳上的盐会为这些微小电流提供泄漏路径。

在称为反向三极管的专用电路中，阳极和栅极的作用相反。这使控制电极与灯丝周围的空间电荷区相距xxx距离，从而使控制电极收集的电子量最小，从而使输入电流最小。

最先进的静电计包括使用一个或多个场效应晶体管的固态 放大器，用于外部测量设备的连接以及通常是显示和/或数据记录的连接。放大器会放大小电流，以便于测量。外部连接通常为同轴或三轴设计，并允许连接二极管或电离室以进行电离辐射测量。通过显示或数据记录连接，用户可以查看或记录数据以供以后分析。设计用于电离室的静电计可以包括高压电源，用于偏压电离室。

固态静电计通常是可以测量电压，电荷，电阻和电流的多功能设备。它们通过“电压平衡”来测量电压，其中使用具有非常高的输入阻抗（大约10 ¹⁴ ohms）的电子电路，将输入电压与内部参考电压源进行比较。修改后的类似电路可以用作电流-电压转换器，从而使仪器能够测量小至几个飞安的电流。结合内部电压源，电流测量模式可适用于测量非常高的电阻，约为10 ¹⁷ ohms。最后，根据已知电容进行计算在静电计的输入端子上，该仪器可以测量很小的电荷，甚至小至皮库仑的一小部分。