Устройство для измерения электрического потенциала заряженной поверхности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ, содержащее измерительныйи охранный электроды, расположенные в одной плоскости, и измерительный блок, соединенный с измерительным и охранным электродами, при этом охранный электрод выполнен в виде кольца , окружающего измерительный электрод , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции, измерительный и охранный электроды выполнены в виде металлизированных проводящих слоев, размещенных на диэлектрической подложке. тл4и СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ц5Н G 01 R 29!12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -4Ы ГВЫ р

Фи8/ (21) 3438375/18-21 (22) 14 ° 05.82 (46) 30.09.83. Бюл. В 36 (72) В.В. Паителеенко и С.A. Беляков .(53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9. 781717, кл. G 01 R 29/12, 1975.

2. Коллинз, Френч. Конструкция электрода с охранным кольцом. Приборы для научных исследований, 1980, Э 4, с 153 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ЗАРЯЖЕННОЙ

„„SU„„1045171. А

ПОВЕРХНОСТИ, содержащее измерительный. и охранный электроды, расположенные в одной плоскости, и измерительный блок, соединенный с измерительным и охранным электродами, при этом охранный электрод выполнен в виде кольца, окружающего измерительный электрод, о т л и ч а ю щ е е с R тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции, измерительный и охранный электроды выполнены в виде металлизированных проводящих слоев, размещенных на диэлектрической подложке.

1045171

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, использующим комбинацию методов Кельвина и вибрирующего электрода для определения поверхностного электрического потенциала и его распределения на поверхности заряженных тел.

Известно устройство для измерения электрического потенциала заряженной поверхности, содержащее зонд, снабженный заземленным конусным экраном с отверстием в его вершине, н котором с воэможностью выхода из отверстия экрана расположен измерительный электрод, и дополнительный электрод, концентрически расположенный относи- 15 тельно измерительного электрода (1 ).

Недостатком данного устройства является низкая точность. измерения

1 электрического потенциала, обусловленная влиянием экрана на распределение поля между измерительным элек.тродом и образцом и краевых эффектов, возникающих из-за рассеянных электрических полей вблизи измерительного электрода и отклонений 25 электродной системы от плоско-парал лельной геометрии. Кроме того, данное устройство обладает сложной конструкцией магнитоэлектрической системы, приводящей в движение зонд.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения электрического потенциала заряженной поверхности, содержащее измерительный и охранный электроды, расположенные в одной плоскости, при этом охранный электрод выполнен н ниде кольца (металлического корпуса), окружающего измерительный электрод, керамическую трубку, юстировочные винты, втулку, стальной шарик, плоскую пластину и сигнальный провод (2).

Недостатками известного устройстна являются низкая точность измерений и сложность конструкции, что 45 обусловлено необходимостью применения специальных юстироночных механизмов для регулирования зазора между измерительным и охранным электродами и приближения их к плоско-параллель- 50 ной геометрии, а также необходимость совместной шлифовки электродов после сборки устройства.

Цель изобретения — понышение точности измерений и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения электрического потенциала заряженной поверхности, содержащем измерительный и охранный электроды, расположенные 60 в одной плоскости, и измерительный блок, соединенный с измерительным и охранным электродами, при этом ох( ранный электрод выполнен н виде кольца, окружающего измерительный электрод, измерительный и охранный электроды выполнены в виде металлизированйых проводящих слоев, размещенных на диэлектрической подложке.

На фиг. 1 изображены электроды, продольный разрез; на фиг, 2 — электрическая схема устройства для измерения электрического потенциала заряжениой поверхности.

Устройство состоит из измерительного электрода 1 (диаметром, например, порядка 300 мкм), охранного электрода 2, выполненного н виде кольца, концентрически расположенного относительно измерительного электрода 1, диэлектрической подложки 3, на которой размещены электроды 1 и 2, выполненные в виде металлизированных проводящих слоев, нанесенных на диэлектрическую подложку и электрически соединенных с измерительным блоком 4.

Диэлектрическая подложка 3 с электродами 1 и 2 крепится на диэлектрической шайбе 5. Измерительный блок

4 состоит из источника б компенсирующего напряжения, злектрометрического усилителя 7 и регистрирующего блока 8. На фиг. 2 показаны также исследуемый образец 9, сопротивление 10 и конденсатор 11.

Устройство приводится в движение по нормали к плоскости исследуемого образца 9 с частотой- (например, 500 Гц), при этом напряжение с источника б компенсирующего напряжения подается на охранный электрод 2, ныполняющнй также роль экрана, и через сопротивление 10 на измерительный электрод 1. При отличии напряжения на образце от значения компенсирующего напряжения на измерительном электроде 1 наводится переменный сигнал с частотой Е, который через конденсатор 11 поступает на вход электрометрического усилителя 7. Сопротивление 10 не позволяет проникнуть паразитному сигналу с охранного электрода 2 на вход электрометрического усилителя 7. Сопротивление 10 должно быть достаточно большим (порядка

1 ГОм). С выхода электрометрическoro усилителя 7 сигнал поступает на регистрирующий блок 8. При равенстве напряжения образца и компенсирующего напряжения потенциал заряженной поверхности образца равен потенциалу измерительного электорада 1, переменный сигнал отсутствует, что контро лируется по показаниям регистрирующего блока 8. Измерительный прибор (не показан), подключенный .к источнику б компенсирующего напряжения, показывает потенциал заряженной поверхности.

Упрощение конструкции предлагаемого устройства по сравнению с известными, обусловленное отсутствием юс1

1045171

Составитель В. Костин

Техред Ж.Кастелевич

Корректор А. Ильин, Редактор Ю. Ковач

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.- 4/5

Заказ 7547/48

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тировочных механизмов и расположением измерительного и охранного электI родов на единой диэлектрической подложке, позволяет существенно улучшить энергетические и массо-габаритные характеристики устройства и повысить точность измерений в широком диапазоне измеряемых величин.