- 静電気測定とは？ static electricity measurement 【図解】
静電気測定とは？ static electricity measurement 【図解】
英語：static electricity measurement
中国語：静电气测定
静電気測定方法として比較的手軽に使える帯電位計ある。
しかし、測定をすることによって帯電物体の電位そのものが変化することもあり正しい絶対値を測定することは一般に困難である。
したがって、正しい電位を測定することも重要であるが、障災害の防止を目的にした測定にあたって最も留意すべきことは、使用した測定器の型式、測定対象とその大きさ・形状、測定者なども記録し、測定値は相対値であっても、その比較、検討ができるように、測定結果だけではなく測定条件も明記しておくことが必須である。
帯電電位計と帯電電荷密度測定
帯電物体に測定器を接触させると，帯電電荷は測定器を通ってリークしてしまう。それゆえ，帯電電位の測定は非接触で行う。図4.1は，その概念を示したものである。
帯電電位計の原理 画像出典先：静電気を科学する 高橋雄造 (著)
帯電物体の近くの導体には帯電電荷と反対極性の電荷が誘導されて電位が現れるから，プローブの電位の大きさと極性を判定して表示するのである。この電位は直流電位であり，そのままでは取り扱いにくいので，変調して交流にしてから取り扱う。変調用には，以前は回転セクタでチョップする方式（これをフィールドミルと呼ぶ)が多かったが,いまは小型の振動容量センサが便利に使われている。
下図の商品はハンディな帯電電位計の例である。帯電した表面に近づけると，帯電電位の極性と大きさを指示する。ここでもｑ＝ｖｃ則が支配するので，測定器を近づけると帯電物体の電位は低下する。測定するときの物体との距離は決められていて，この距離まで接近すると音を発して合図し，表示もこのときのままホールドする機種もある。
おすすめ 帯電電位計
測定範囲(kV)：0～30 幅(mm)：73 奥行(mm)：25 高さ(mm)：115 測定距離：25mm±0.5 測定精度：±10%(指示値) 電源：積層型9V乾電池(006P)×1本(付属)
イオンバランスプレート 専用アース線 1m ソフトケース
電位センサを測定器本体とは別の小さなプローブにすると，帯電物体に近づけてもｑ＝ｖｃ法則によるｑの増加，すなわちｖの低下は小さい。下の商品は，その例である。こういう機種ではプローブを小さくして測定面の上を前後左右に動かせば，不均一な帯電状態の二次元分布を測定できる。
おすすめ 表面電位計
SMC ハンディ表面電位計 IZH10
静電気測定の繰り返し性
帯電性の測定は簡単なようでいて，なかなか難しいものである。その理由の一つは，電荷発生の繰り返し性の悪さである。一定と思われる条件で物体を摩擦片で摩擦すると，発生する電荷はいつも同じ量であるとは限らない。むしろ発生量だけでなく，電荷の極性まで変化してしまうことがあるほどに，ばらついてしまうことの方が多い。そこで，幾つかの物質の帯電特性を比較するためには，測定はかなり多数回繰り返して行う必要がある。
電荷発生の測定結果がばらつく主な原因として，以下の項目があげられる。
① 電荷の発生は表面のわずかな組成・分子配列の違い，汚染などに敏感である。
② 摩擦中に表面が変化する。
③ 摩擦条件を微視的に完全に同一にすることは極めて難しい。
④ 摩擦中，あるいは摩擦を終了し，摩擦片を離す際に静電気放電が起こる。
物体表面を摩擦したり，密接な接触が起こるような条件で接触させると，一般に発生電荷量が多く，電荷が発生している表面の電界はすぐ静電気放電が起こる条件に達してしまう。特に摩擦片や接触片を被接触物体から離す際に静電気放電が起きやすい。静電気放電が起こると帯電面の電荷の量も極性も大きく変化してしまうから，これでは一体何を測定しているかわからなくなってしまう。摩擦や接触のような帯電操作を繰り返し実行している途中で静電気放電が起こると，電荷量は単調な飽和カーブと異なり，不規則な増減を繰り返すようになる。
測定値が静電気放電の影響を受けないようにするためには，測定雰囲気を真空にすればよい。真空度が10-3Torr (1 Torr = 133.3 Pa)より高真空の領域に入ると，ほとんど放電は発生しなくなる。そのため真空中の実験では，電荷量は空気中より多くなりやすい。真空中では湿度もゼロだから，雰囲気としての条件は空気中よりきちんと押さえられる。そこで研究のためには，真空中での帯電実験がかなり行われている。
静電測定のポイント
静電気は目で見ることも耳で聞くこともできません。
対策を実施する事前の安全診断にあたっては、最小限度、人間の感覚では捕らえることのできない静電気を測定するための専用の電位計が必要です。
これを用いて材料、製品等が帯電するかどうか、工程のどこで帯電するか、また、大きな帯電であるかどうかを測定し、診断します。
対策の目的にもよりますが、一般的には電位が数kｖ以上であると対策が必要です。また、事前に乾燥した合成繊維の布等で摩擦し、数kｖ以上の帯電になるようであれば、対策が必要です。
例えば，図に示すフィルムが金属ロールで搬送されている例では，Ａ点のようにフィルムがローラに接触している所と，Ｂ点のようにフィルムが空間にあり，その裏面が物体から離れている所でのフィルムの電位は大変な違いを生じる。当然Ａ点での電位は低なり，Ｂ点での電位は高くなる。
特にＡ点では帯電がフィルムの裏面である場合は，ほとんど電位がゼロに近くなる。またB点では表裏どちらの面が帯電しても表面電位計は同じ電位を示す。
図５ 電位測定注意
＊さらに詳しい内容は下記の記事を参考、願います。
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