摘 要

随着时代的发展，人们越来越意识到人体静电带来的危害的严重性，所以关于人体静电及人体静电缓释技术的研究也越来越深入，其中人体静电缓慢释放装置的使用属于静电防护的一个重要措施。本文就是针对一种人体静电缓慢释放装置的相关参数和功能进行研究设计，并设计实验平台检验其性能。

本文先对人体静电及其缓慢释放的相关知识的进行简述，然后选取特定的人体静电放电模型以及特定的实际场景对人体的放电过程进行数值计算，并通过matlab进行数值仿真得到相关参数放电波形图。接着对人体直接对接地金属放电的危险性进行了分析，得出人体静电释放必须通过一个镶嵌一定阻值电阻材料的人体静电缓慢释放装置进行，以达到静电安全消除的目的，同时对该静电缓慢释放的电阻的阻值范围进行了探讨，得到最佳的电阻范围。在此基础上，设计了一种人体静电安全释放和消除了电击感的人体静电缓慢释放装置，并通过实际的测试平台进行实验测试，验证了人体静电缓慢释放装置的性能和参数研究的正确性。最后，提出了一种人体静电缓慢释放装置的测量显示电路设计，并对这种电路设计进行了proteus仿真。

关键词：人体静电；人体静电缓慢释放装置；电阻材料；测量显示

Abstract

With the development of the times, people are increasingly aware of the seriousness of the harm caused by the human body static electricity, So the research on the human body static electricity and the human body electrostatic slow release technology is also more and more thorough. The use of the human body electrostatic slow releasing device is an important measure of electrostatic protection. This paper is aimed at the human body electrostatic slow releasing device of the relevant parameters and function analysis, and design the experimental platform to test its performance.

In this paper, firstly the knowledge of the human body static electricity will be brief, then select the specific human body electrostatic discharge model and the specific actual scene to the human body's discharge process numerical calculation, and through the MATLAB simulation of the relevant parameters of the discharge waveform. Then on human body directly grounding metal discharge risk are analyzed, draw the conclusion that the human body electrostatic eliminating must through a resistive material of slow release, so as to achieve the purpose of eliminating electrostatic safety, and discussed the resistance of slow release materials of resistance range, to obtain the best resistance range. Based on this, a human body electrostatic safety release and eliminate the sense of shock in the human body electrostatic discharge device experimental platform. The performance and parameters of the human body electrostatic slow releasing device are verified by practical test. The experimental results with the results of studies also proved correct. Finally, we increased the body static eliminator measurements show that the design and analysis proteus circuit simulation.

Key words: Body static; Slow releasing device for human body static electricity; Resistance material; Measurements show

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外研究发展现状 1

1.3 本文研究内容 2

第2章 人体静电及其缓慢释放的理论知识 3

2.1 人体静电概述 3

2.2 人体静电的起电 3

2.2.1 人体静电起电原理 3

2.2.2 人体静电起电方式 4

2.3 人体静电的放电 5

2.3.1 人体静电放电的特点 5

2.3.2 人体静电放电的模型 6

2.3.3 人体静电缓慢释放的意义 9

2.4 人体静电放电参数的测量与分析 9

2.4.1 人体静电的电位的测量 9

2.4.2 人体静电的电容的测量 10

2.4.3 人体对地电阻的测量 11

第3章 人体静电缓慢释放装置研究 12

3.1 人体静电缓慢释放的必要性 12

3.2 人体静电放电相关参数的确定 13

3.2.1 人体静电放电模型的确定 14

3.2.2 人体静电放电电容的确定 14

3.2.3 人体静电放电电阻的确定 15

3.2.4 人体静电放电过程相关参数公式探究 15

3.3 人体静电缓慢释放装置材料阻值的确定 17

3.3.1 人体直接对接地金属放电的危险性分析 17

3.3.2 人体静电缓慢释放装置电阻材料的阻值范围分析 18

3.4 人体静电缓慢释放装置性能实测实验及分析 19

3.4.1 人体静电缓慢释放装置性能实测实验的平台搭建 19

3.4.2 人体静电缓慢释放装置性能测试的实验步骤及分析 21

第4章 测量显示电路的设计与仿真 24

4.1 测量显示电路的设计 24

4.2 AD转换电路的设计 24

4.2.1 PCF8591简介 24

4.2.2 AD转换电路 26

4.3 警报器与led灯控制电路的设计 27

4.3 测量显示电路仿真 27

第5章 总结与展望 29

5.1 总结 29

5.2 展望 29

参考文献 31

致 谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

在日常生活里，人体由于行走、操作、或与其他物体接触、分离，或因静电感应、空间电荷吸附等原因使人体正负电荷极性失去平衡，而在宏观上呈现某种极性的电荷积聚，从而人体对地电位不为零，对地具有静电能量，这种相对静止的，积聚在人体上的电荷称为人体静电^[1]。

人的身体由于带上一定电压的静电就可能成为一种最典型的静电危害源，这是由于所有的工业生产和科学研究都必定是以人作为主体的^[2]。也许有人会认为人体所带的静电的电压一定不会太高，然而却恰恰相反，人体很容易就带上电压为几千伏到上万伏的静电，现代工业发展飞速，人体静电的带来的危害与影响也受到越来越广泛的重视。日常生活中，人体静电会使人心情焦虑，严重的还会影响人体的身体健康，成为一些疾病的导火索；工业生产中，人体静电可能会由于火花放电而引发石油化工产业工作区域的爆炸，早成无可估量的损失；科学研究中，人体静电可以造成许多静电敏感的电子元器件损坏。研究人体静电起电规律、人体静电参数以及测试方法已成为现代静电防护工程的重要内容^[3]。而本文所做的人体静电缓慢释放装置的研究正是人体静电防护的一个重要分支。