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當(dāng)物體表面帶電并產(chǎn)生靜電時(shí)，其周圍就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。靜電計(jì)測(cè)量該電場(chǎng)強(qiáng)度并計(jì)算靜電電壓。典型的靜電測(cè)量裝置（表面電位計(jì)）的原理如下。
表面電位傳感器利用靜電感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)檢測(cè)電極受到來(lái)自帶電物體的靜電場(chǎng)強(qiáng)度Eo（與帶電電壓Vo成比例）時(shí)，在檢測(cè)電極表面會(huì)積聚感應(yīng)電荷q。因此，如果在檢測(cè)電極和物體之間放置一個(gè)足夠大的、可以覆蓋整個(gè)檢測(cè)電極的屏蔽板，并以恒定速度旋轉(zhuǎn)該屏蔽板，則在物體被屏蔽板覆蓋的瞬間，檢測(cè)電極中積累的感應(yīng)電荷q就會(huì)放電，然后，當(dāng)屏蔽板經(jīng)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電荷q會(huì)再次積累。這種周期性運(yùn)動(dòng)電荷q，即交流電流Is的大小取決于電場(chǎng)強(qiáng)度，因此，通過(guò)測(cè)量電流Is，就可以得到物體表面的帶電電壓Vo。
但上述測(cè)量方法，測(cè)量值高度依賴于表面電位傳感器與被測(cè)物體之間的距離。隨著與被測(cè)物體距離的增加，電場(chǎng)減弱，測(cè)量值顯示的偏小是不可避免的。因此，有必要在測(cè)量目標(biāo)和表面電位傳感器之間保持規(guī)定的距離。
另外還有電壓反饋型表面電位計(jì)，專門為解決對(duì)測(cè)量距離的依賴問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。將高壓電源連接到檢測(cè)電極，并調(diào)節(jié)高壓電源的電壓輸出，使得交流電流Is變?yōu)榱恪Ｓ捎谠诒粶y(cè)量物體的電壓與傳感器的電壓相同時(shí)，電流Is停止流過(guò)，因此，可以說(shuō)此時(shí)高壓電源的輸出電壓等于被測(cè)量物體的帶電電壓。
