Устройство для измерения поверхностной плотности электрических зарядов

 

М 135966

Класс 21е, 33

21е, 36гп

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л0 95

Д. М. Казарновсний

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ

Заявлено 27 и)оня l960 г. за X: 671329 в Комитет по делим «зобретенпп и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в <сБкгллетене изобретений» № 4 l96l г.

В известных устройствах для измерения поверхностной плотности электрических зарядов на электроизоляционных материалах с помощью снимающего заряды металлического коллектора используется механический преобразователь постоянного напряжения заряда в переменное напряжение, что усложняет схему и связано с необходимостью в уходе со специальным обслуживающим персоналом.

С целью устранения этих недостатков, предлагается для указанного преобразования применить схему на двух нелинейных конденсаторах с сегнетодиэлектриком (по типу варикондов), включенны., в плечи электрического моста переменного тока, к одной из индикаторных вершин которого присоединен коллектор. а в измерительную днагональ включен разделительный конденсатор последовательно с активным сопротивлением, образующим выход.

В основу работы предлагаемого устройства положено появление четных гармоник в кривой тока, протекающего через конденсатор с сегнетодиэлектриком, находящихся в переменном и в постоянном электрических полях.

Конструктивно устройство предлагается выполнить в впдс корпуса из изоляционного материала. заключак1щего в себе коллектор, конденKoH+e металлической 323eMe eнной 1UT3HI с рукояткой, предназначенной для накладывания корпуса устройства на поверхность испытуемого материала.

Фиг, 1, 2 изображают принципиальные схемы предлагаемого устройства.

Основным элементом предлагаемого устройства являются конденсаторы, из которых нелинейные конденсаторы 1 и 2 с сегнетодиэлектриком включены в плечи электрического моста, а разделительный, например слюдяной, конденсатор 3 включен в em измерительную диагонал ., ¹ 135966 последовательно L активным измерительным сопротивлением 4. К мосту через дифференциальный трансформатор 5 подводится переменное напряжение. К общей точке соединения трех конденсаторов, образующей вершину индикаторной диагонали моста, подключен коллектор б.

При отсутствии постоянного поля (зарядов нет) и симметрии MocT()вой схемы через разделительный конденсатор Зтокне проходит. При наличии статического электричества поток электрической индукции проходит через коллектор 6 и в сегнетодиэлектрике конденсаторов 1 и 2 появляется постоянная составляющая поля, а в цепи конденсаторов возникает ток второй гармоники. Если в данный момент переменное и постоянное поля, например в конденсаторе 1, совпадают, то в конденсаторе 2 они противоположны по направлению. Вследствие этого фаза тока второй гармоники в конденсаторе 1 оказывается сдвинутой на

180 по отношению к фазе тока второй гармоники в конденсаторе 2.

Поэтому эти токи замыкаются через среднюю ветвь с конденсатором .3 и, складываясь, образуют на измерительном сопротивлении 4 падсни напряжения U, пропорпиональное измеряемой плотности зарядов:

U=КЮ:, где R -- величина сопротивления 4; S — площадь коллектора 6; плотность зарядов, К вЂ” — коэффициент.

Н и ряжение с сопротивления 4 подводится "уси.лите.лю 7, .работающему в режиме катодного повторителя, с которого сигнал передается на фазочувствительный выпрямитель 8 с мостовой схемой в анодных цепях, в диагональ ее включен микроамнерметр с нулем посредине шкалы, Катоды лампы выпрямителя 8 питаются током удвоенной частоты от генератора 9, вследствие чего выпрямляется лишь составляющая удвоенной частоты. При изменении знака измеряемых зарядов стрслк» микроампермстра отклоняется в противоположную сторону.

Конструктивчо коллектор б крепится (фиг. 2) в корпусе 10 из отполированного плексигласа. Корпус закрыт металлической крышкой 11, снабженной металлической заземленной штангой 12 с пластмассовой рукояткой 18. От конденсаторов 1, 2 и 3 внутри штанги и рукоятки проходят изолированные проводники 14, для включения питания и вх<чда усилителя. При измерении плексигласовую коробку прикладывают к заряженной поверхности диэлектрика и производят отсчет плотное и

1 кУЛОм арядов -. ио !1рибору, градуироваииоыл в единица. — —, )

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения поверхностной Jlëoòíîñòè электрических зарядов на электроизоляпионных материалах с помощью снимающего заряды металлического коллектора и преобразователя постоянного напряжения заряда в переменное, от л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью упрощения устройства путем устранения механических преобразователей, коллектор присоединен к общей точке соединения трех конденсаторов, два из которых — нелинейныг- (по типу варикондов) и включены в плечи электрического моста переменного тока, а третий разъединительный - включен в измерительную диагональ моста последовательно с активным сопротивлением. образующим выход.

2. Устройство по п, 1, OT:! ич а ющееся тем. что коллектор вместе с конденсаторами заключен в общий корпус из электроизоляционного материала, укрепленный Hil коны заземленной металлической штанги, пр, при помощи которой коллектор накладывается на поверхносп, испытуемого объ KT3