应用案例 | 直流微电机技术在测量仪器中的应用

高电压的应用十分广泛，但存在潜在危险。例如，静电放电和较高的场强会轻易摧毁电子元件。如果放电过程中伴有火花，当遇到易燃气体时，甚至会引发爆炸。鉴于这些危害，许多区域已强制性采取屏蔽和接地措施。

然而，诸多先进技术也采用了静电充电的优势，如激光复印机、涂料静电喷涂以及烟道气体洗涤等。在这些情况下，需知道电位的实际数值，因此电场测量仪的使用必不可少。

电场测量仪的作用

电场测量仪是一款便携式设备，它配备了微型硬盘。所以，电场强度及其所施加的电压均可通过非接触方式且在无任何失真的情况下准确地测量出来。

高电压可通过不同方式提供，“自然”电荷分离是其中一种，它可发生在相互摩擦的表面，或泵输送液体时，抑或物体暴露在辐射中时。另一种方法则是为达到技术目的人工制造高电压。但无论是哪种方式，确定电场的强度都非常重要。静电荷在不被破坏的情况下进行测量是非常困难的。鉴于这一点，德国Kleinwaechter公司研制出了紧凑型电场精确测量仪。

电场测量仪的原理

这款电表根据静电发电机的线路设计，可对电场强度进行非接触式测量。旋转屏蔽叶片会暂时阻止电场触达测量仪，并以规律的频率接触测量电极与电场，从而通过静电感应产生交变电压。实际测量值与交流电流呈正比。运用这一原理可在不损失能源的情况下测量电荷和场强。

由于电场强度E通过电压/已知距离（d）来测量，因此，该仪器可通过U=E * D的公式来计算电压，并通过静电感应产生电压相位角与叶轮的位置对比来确定该段的电压和方向的极性。

微驱动技术在电场测量仪中的应用

这款专为用户设计的设备还配备一个隔音塑料罩，因此测量范围十分广泛，可为1厘米, 2厘米, 5厘米, 10厘米及20厘米。例如，在1厘米处可测到0到10kv的电压；在20厘米处可测到0到200kv的电压。

在一些难以读数的位置，它可以锁定显示屏再读取，数字显示屏的上方会显示选择的测量距离，下方则显示测量数据。

正是由于其测量原理具有高度稳定性，因此这款设备省去了一般高林都测试的繁琐过程。此外，其尺寸仅122 x 70 x 26 毫米，重量大约130克，扩展版本可提供额外的1伏的输出电压。因此，测试结果可以通过A/D converter UAC110传送到电脑上。

紧凑型电场精确测量仪

其电源是由一个9伏的矩形电池，为了实现更长时间的工作，该测试设备所有的部件都必须是最低能耗的，特别是电机上的叶轮。为了使屏蔽叶片在电场测试器上工作，FAULHABER为Kleinwaechter公司提供一款最为匹配的微驱动系统。

小巧、轻便且高效的扁平直流微电机

Faulhaber为其提供的扁平直流微电机不包括轴，高度仅6毫米，为设备节省了很多空间，净直径只有15毫米，还具有金属换向的特点，最适合在充电电池供电的设备上工作。还可通过不同的电源供电，工作电压可为3伏、6伏或者12伏，效率达67%，从而延长了其充电后的工作时间。

Faulhaber扁平直流微电机

其最佳运转速度大约为12000RPM，由于罩子是塑料的，所以重量只有4.3克。根据不同的电压版本，其输出功率大约在0.15-0.22瓦。对于扁平直流微电机来说，电机速度很容易被电压控制。

这种微电机还有一大优势，就是对启动电压的要求很低，极易启动。即使一段时间不用，也很容易启动。因此，对于不常用的测量设备，这种电机非常适用。

如果有些场合不适用标准版，Faulhaber也可根据具体的需求对电机进行调整，可采用扁平方式改进，也可根据特殊的需要对手柄进行调整。操作手柄可连接电机的两端，通过它，叶轮的动力可通过电机下方传递。

现如今，最新的直流微电机技术可广泛用于不同领域，从测量控制到简单的执行器，再到精密的仪器。

其坚固耐用，使用寿命长，可通过电压简单控制，并具有良好的电磁性。这使得测量仪器或者医学设备能更淋漓尽致被运用。