Измеритель поверхностной плотности зарядов диэлектриков

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистически к

Республик (i ii.932429 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)завалено 07.07.80 (21) 29У807118-09 с присоединением заявки РЙ (23) П риоритет

Опубликовано 30. 05. 82. Бюллетень Рй 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (51)М. Кл.

G 01 и 29/12 фВудврстаенныФ комитет

СССР ао делам нзебретеннй и открытий (53) УДК 621.317..328(088.8) P.3.Бахтизин, С,С.Гоц, В.А.Елизаров, Б.К.Сушко и Н.Н.Смирнов (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель

{54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ

ЗАРЯДОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Изобретение относится к технике измерений.

Известен измеритель поверхностной плотности зарядов диэлектриков, со" держащий измерительный электрод, к которому. последовательно подключены усилитель, детектор и регистратор, а также модулирующий экранный электрод, выполненный в виде диска с секторными прорезями и установленный перед измерительным электродом с возможностью осевого вращения (1j.

Однако известный измеритель не обеспечивает высокую точность опреде-

1S ления неоднородных распределении. зарядов на поверхности диэлектриков и имеет низкую разрешающую способность.

Цель изобретения - повышение точ20 ности определения неоднородности распределения зарядов по поверхности диэлектрика и увеличение разрешающей способности.

Указанная цель достигается тем, что е измеритель поверхностной плотности зарядов диэлектриков введены последовательно соединеные датчик опорного сигнала; связанный, например, оптически, с модулирующим экран" ным электродом, блок задержки и формирователь длительности импульсов, выход которого подключен к второму входу детектора, который выполнен стробоскопическим.

На чертеже приведена структурная схема измерителя поверхностной плот.ности зарядов диэлектриков. устройство содержйт измерительный электрод I, к которому последовательно подключены усилитель 2, стро- боскопический детектор 3 и регистратор 4, а также модулирующий экранный электрод, выполненный в виде диска 5 с секторными прорезями 6 и установленный перед измерительным электродом 1 с возможностью осевого вращения, датчик опорного сигна3 932429 ла, состоящий из Фототранзистора 7, лампы 8 накаливания, при этом лампа 8 накаливания и коллектор Фототранзистора 7 через нагрузочный резистор 9 соединены с источником 5

10 постоянного тока, выход фототранзистора 7 через последовательно соединенные блок ll задержки и формирователь 1 2 длительности:импульсов подключен к второму входу 10 стробоскопического детектора 3, электродвигатель 13.

Устройство работает следующим образом.

При равномерном вращении диска . 15

5 эффективная площадь 5 взаимодействия исследуемого диэлектрика 14 и . измерительного электрода 1 меняется во времени, чlo вызывает протекание во внешней цепи измерительного элект- ® рода ll наведенного тока. Если диск

5 имеет и секторных прорезей б,равномерно отстоящих друг от друга, то площадь S будет меняться со временем по закону 25

Для измерения величины и формы наведенного тока 1(й), соответствующего распределению 8„.(Ч ), ток i(t) предварительно усиливается усилителем

2 (переменного тока)и затем поступает на сигнальный вход стробоскопического детектора 3, который "запоминает" за период модуляции поля диэлектрика 14 одно мгновенное значение

i(t). Для включения стробоскопического детектора 3 на "запоминание" служит цепь опорного канала. В качестве датчика опорного сигнала используется фототранзистор 7, расположенный вблизи лампы 8 накаливания, свет кото рой модулируется за счет вращения диска 5; Опорный сигнал с коллектора

Фототранзистора 7 поступает на вход блока 11 задержки, в котором осуществляется задержка одного опорного сигнала в пределах полупериода модуляции, С блока li сигнал поступает через формирователь 12 на управляющий вход стробоскопического детектора 3 и запускает его. На выходе nor. следнего сигнал регистрируется регистратором 4, например, вольтметром постоянного тока. Путем регулировки блока 11 задержки осуществляется последовательное во времени измерение формы импульсов тока 1(t).

Величина задержки однозначно определяет угловое положение участка диэлектрика 14, к заряду которого чувствительно устройство.

Ь Ь.д- и1Ю) (-<ри .+.«IZ )Ä где So = const, P - частота вращения диска 5.

Мгновенное значение тока 1(1), на30 веденного во внешней цепи измеритель ного электрода 1, равно

j () = Q — = + 2.6 0 и 6о

dc сИ

Ф 35 где 0q - плотность наведенного на измерительный электрод 1 заряда, однозначно связанная с плотностью 6 заряда на диэлектрике 14. Знак "плюс" соответствует моменту роста площади

40 во времени, т.е, первой половине модуляции электрического поля, а знак

"минус" - моменту убывания S т.е. второй половине периода модуляции, причем 0 в общем случае есть функция от исследуемого элементарного

45 участка диэлектрика 14, и в частности, от его угла поворота г с вершиной, совмещенной с осью вращения диска 5, отсчитанного от фиксированного положения. При вращении диска

5 один из радиальных краев секторной прорези 6 диска 5 проходит все значе .ния Ю, соответствующие угловым размерам секторные прорези 6. При этом

С,1 = Gq (9) и Ч = 9(6), Поэтому

l (t) есть периодическая функция, меняющаяся синхронно с вращением диска

Использование предлагаемого из- . мерителя в сравнении с известными, позволяет повысить точность и увеличить разрешающую. способность при определении распределенных зарядов на поверхности диэлектрика, устранить методическую погрешность, связанную с влиянием сил зеркального изображения на реальное распределение зарядов, исследовать релаксационные процессы, связанные, в частности, с процессами перераспределения заряда по всей поверхности диэлектрика, а также на отдельных его участках.

Формула изобретения

Измеритель поверхностной плотности зарядов диэлектриков, содержащий измерительный электрод, к которому последовательно подключены уси93242

Составитель А. Кузнецов

Редактор B.Ïèëèïåíêî Техред A. Бабинец Корректор Н.Швмдкая

Заказ 3777/66 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IlW "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 литель, детектор и регистратор, а также модулирующий экранный электрод, . выполненный в виде диска с секторными прорезями и установленный перед измерительным электродом с возмож-. s ностью овевого вращения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения неоднородности распределения зарядов по поверхности диэлектриков и увеличения разрешающей способности, в него введены последовательно соединенные, датчик опорного сигнала, связанный

9 6 например, оптически с модулирующим экранным электродом, блок задержки и формирователь длительности импульсов, выход которого подключен к второму входу детектора, который выполнен стробоскопическим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Губкин А.Н. и др. Методы измерения зарядов электретов.-"Приборы и техника эксперимента", 1959, Н 4, с.113-116 (прототип).