Un voltmetro elettrostatico misura la tensione della superficie di un particolare materiale senza trasferire la carica di corrente in eccesso. In altre parole, questo strumento misura in modo più preciso la carica statica generata dalla superficie di un materiale senza contribuire con una carica eccessiva ai risultati del processo. Quando si misura la tensione di un materiale, la corrente generata tra lo strumento e la superficie del materiale crea una carica naturale che può distorcere i risultati della tensione effettiva del materiale. Pertanto, un voltmetro elettrostatico è fondamentale per prevenire misurazioni e risultati imprecisi.
Sebbene possa essere necessario un voltmetro elettrostatico per toccare la superficie per misurare, i voltmetri elettrostatici più desiderati non richiedono alcun contatto tra la sua sonda e la superficie di un materiale garantendo risultati puliti. In effetti, la sonda è posizionata a circa 0.04-0.20 pollici (1-5 mm) di distanza dalla superficie, vicino ma non a contatto del materiale. Inoltre, molti di questi tipi di voltmetri sono dotati della capacità di annullare il campo elettrico tra la sonda e la superficie. Questo è possibile perché il voltmetro aumenterà la tensione della sonda dello strumento fino a farla corrispondere alla tensione della superficie in questione. Quando entrambe le tensioni sono uguali, il voltmetro è in grado di misurare in modo più accurato la tensione della superficie, raggiungendo spesso una precisione entro lo 0.05-0.1 percento del fondo scala.
Ci sono una serie di vantaggi significativi nell’utilizzo di un voltmetro elettrostatico oltre al suo alto tasso di precisione di misurazione. Tali voltmetri facilitano la misurazione della tensione di una superficie mobile. L’annullamento del campo elettrostatico tra la sonda e la superficie consente un maggiore margine di manovra nelle variazioni di spaziatura tra la sonda e l’area della superficie da misurare in qualsiasi momento.
La raccolta dei dati tramite l’uso di un voltmetro elettrostatico riduce inoltre al minimo la possibilità di arco tra la sonda e la superficie. Arc-over si riferisce alla carica risultante creata dall’interazione tra una superficie ad alta tensione e una sonda dello strumento. Grazie all’annullamento elettrostatico, l’arco elettrico viene eliminato, consentendo un’elettricità in corrente continua (CC) più stabile. L’elettricità CC più stabile, a sua volta, porta alla notevole precisione del voltmetro elettrostatico rispetto alla sua controparte più comune, il misuratore di campo elettrostatico. I misuratori di campo misurano la tensione totale di un materiale e non semplicemente la tensione superficiale del materiale, importante per determinare il potenziale elettrostatico tra la superficie di un materiale e una macchina industriale.
I voltmetri elettrostatici sono tipicamente utilizzati nel settore industriale. Sono utilizzati per un’ampia varietà di applicazioni specifiche per le aziende di quel settore. Gli usi potrebbero includere la misurazione della tensione superficiale di materiali industriali come gomme, plastiche e polimeri; valutare gli effetti delle radiazioni; e analizzando le proprietà dei fotorecettori.