Измеритель поверхностной плотности зарядов диэлектриков

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциалистическиеРеспублик и 932429(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07. 07. 80 (21) 2951807/18-09с присоединением заявки РЙ(51)М. Кл. 0 01 Й 29/12 Рвудврстаенный комитет СССР ао делам кзебретеннй и открытий(4) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯДОВ ДИЭЛЕКТРИКОВИзобретение 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 вращения1,Однако известный измеритель не обеспечивает высокую точность опреде-, 15 ления неоднородных распределении. зарядов на поверхности диэлектриков и имеет низкую разрешающую способность.Цель изобретения - повышение точ 20 ности определения неоднородности распределения зарядов по поверхности диэлектрика и увеличение разрешающей способности. 2Указанная цель достигается тем, что в 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 стробоскопицеским.На чертеже приведена структурная схема измерителя поверхностной плот.ности зарядов диэлектриков.Устройство содержйт измерительный электрод 1, 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 932"29ла, состоящий из Фототранзистора 7,лампы 8 накаливания, при этомлампа 8 накаливания и коллектор фототранзистора 7 через нагрузочныйрезистор 9 соединены с источником 510 постоянного тока, выход фото"транзистора 7 через последовательно соединенные блок 11 задержки иформирователь 1 2 длительности:импульсов подклюцен к второму входу 1 Остробоскопицеского детектора 3,электродвигатель 13,Устройство работает следующимобразом.При равномерном вращении диска 155 эффективная площадь 5 взаимодействия исследуемого диэлектрика 14 и .измерительного электрода 1 меняетсяво времени, что вызывает протеканиево внешней цепи измерительного элект.рода 11 наведенного тока. 1 сли диск5 имеет и секторных прорезей б,равномерно Отстоящих друг От друга топлощадь 5 будет меняться со временемпо закону 25 Для измерения величины и формы наведенного тока 1(1), соответствующего распределению (Х.(Ч), ток 1(й) предварительно усиливается усилителем 2 ( переменного тока)и затем поступает на сигнальный вход стробоскопицеского детектора 3, который "запоминает" за период модуляции поля диэлектрика 14 одно мгновенное значение (й), Для включения стробоскопического детектора 3 на "запоминанием 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 11 сигнал поступает через формирователь 12 на управляющий вход стробоскопического детектора 3 и запускает его, На выходе пог. следнего сигнал регистрируется регистратором 4, например, вольтметром постоянного тока. Путем регулировки блока 11 задержки осуществляется последовательное во времени измерение формы импульсов тока 1(т,). Величина задержки однозначно определяет угловое положение участка диэлектрика 14, к заряду которого чувствительно устройство.=б,И - ) Ю) (-1 РИ 2 и,где ЗО = сопзй, 1) - частота вращениядискаМгновенное значение тока 1(1), на 30веденного во внешней цепи измеритель,ного электрода 1, равно1(О=СУ - = + ах, РИЕГОд 6Ю Ф 35 где Ь - плотность наведенного на измерительный электрод 1 заряда, однозначно связанная с плотностью б заряда на диэлектрике 14. Знак "плюс" соответствует моменту роста площади40 во времени, т.е, первой половине модуляции электрического поля, а знак "минус" - моменту убывания Б, т,е, второй половине периода модуляции, причем 0 в общем случае есть Функ 45 ция от исследуемого элементарного участка диэлектрика 14, и в частнос" ти, от его угла поворота Р 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, = Сэ 1 (У) и Ч = 9 И), Поэтому 1(1) есть периодическая функция, меняющаяся синхронно с вращением ,диска 5. Использование предлагаемого измерителя 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.КузнецовРедактор В.Пилипенко Техред А, Бабинец Корректор Н.йвц 777/66 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобрет 113035, Москва, Ж, 9 писно а митета СССР и открытий ская наб.,5 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна литель, детектор и регистратор, атакже модулирующий экранный электродвыполненный в виде диска с секторными прорезями и установленный передизмерительным электродом с возмож- %ностью овевого вращения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения неоднородности распределения зарядов поповерхности диэлектриков и увеличения разрешающей способности, в неговведены последовательно соединенные,датчик опорного сигнала, связанный 9 6например, 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 экспертизе1. Губкин А.Н. и др. Методы измерения зарядов электретов.-"Приборы и техника эксперимента", 1959, У 4 с.113-116 (прототип).