如何避免静电对实验室设备的损害

Winter is coming！静电对电子元器件和设备的损伤在冬天更是不容忽视。生产线为什么会在防静电措施投入这么大 呢？就是因为被静电打怕了！那么在实验室我们该如何避免静电对设备的损害呢？
一、 静电是如何产生的呢？
            • 摩擦：任何两个不同材质的物体接触后摩擦再进行分离，即可产生静电；
            • 感应：对于导电材料而言，由于电子能在导电材料表面自由流动，若将其置于电场中，由于电荷同性相 斥，异性相吸，正负电荷发生转移，从而产生静电；
            • 传导：同样对于导电材料，因电子能在它的表面自由流动，若与带电物体进行接触，则发生电荷转移，从 而产生静电。
图1为人体静电模型示意图。电路中开关接A时，电压源对电容充电，模拟人体积累静电的过程；当开关接到B时，存 储在电容上的电荷通过电阻（等效人体电阻）向设备放电，相当于人体触碰设备瞬间，放电的过程会在短短数百微秒 的时间内产生一定大小的瞬间放电电流，进而可能会将设备内部的器件损坏。

二、 为什么仪器这么容易被静电击穿呢？
仪器类产品通常需要满足IEC61326-1标准的电磁兼容性要求，该标准中包含了静电抗扰度试验，要求仪器类产品依据 IEC61000-4-2，需满足接触放电4KV，空气放电8KV的试验等级。 1、 越高频的仪器，静电防护能力相对越弱
示波器是一个高阻设备，极易受到外界静电感应而产生静电，但电荷在静电较强的场合难于泄放，就容易出现静电击 穿。由于静电防护器件的寄生参数会影响高频信号的测量，所以高频仪器当中无法集成过多的静电防护器件，从而导 致静电防护能力下降。因此越高频的仪器越需要注意静电防护。
2、 错误使用操作也会导致仪器被静电损坏
对于示波器而言，一定要留意先接地后接信号。比如以下两种操作都是非常危险的，一定要尽量避免。
错误操作1：在使用示波器测量电路板时，探针先接信号线，探头地线后接地；
错误操作2：用手直接触摸探头针，如图2所示。

三、 我们可以通过哪些措施来做静电防护呢？
虽然仪器具备一定的防静电能力，但如果环境静电比标准要求更高时，仪器依然可能被静电损坏，所以在使用仪器时 的一些基本的静电防护措施还是有必要了解的。
静电防护主要遵循先释放后操作的原则。
1、保持仪器接地良好
目的是将静电泄放到大地。如果万不得已需要浮地测量，一定要在具体操作之前先接地释放静电。
在测量之前对环境做静电处理
条件允许的话，产线需要铺防静电地板、穿戴防静电服、防静电鞋等。对于高频仪器的使用还要通过戴静电手环将人 身上的静电直接泄放到大地。如果条件不允许，我们有个比较方便的办法，可以在接触仪器之前，先用手摸一下接地 良好的东西，最好每隔一段时间操作一次。
3、一定要先接地，后接信号。
被测设备也会有静电（接触电阻小，释放电流可能更高），因此使用示波器测量电路板，必须先接探头地线，再接探 针到信号线；若先接探针到测试点，后接探头地，则静电将直接通过示波器信号回路释放，有可能击穿示波器内部器 件，这是非常重要的操作步骤。在很多板卡的设计中也有类似应用，如图所示的PCIE板卡，时钟信号的金手指要明显 短于其它引脚，就是为了在插卡时让地线先接触进行放电后，信号线后接触就安全了。

4、尽量不要触碰裸露的接口
对于电子设备裸露的接口，一定不要用手摸，包括示波器探头探针也是如此。
四、总结
操作者在使用仪器时，一定要有静电防护意识，特别是干燥的冬天，这样才可以尽量减少静电放电对仪器的伤害。
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