Устройство для измерения электрического потенциала заряженной поверхности Советский патент 1983 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к измерител ной Технике, а именно к устройствам использующим комбинацию методов Кель вина и вибрирующего электрода для оп ределения 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, в котором с возможностью выхода из отверстия экрана расположен измерительный электрод, и дополнительный электрод концентрически расположенный относителйно измерительного электрода ClJ Недостатком данного устрсгйства яв ляется низкая точность измерения 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 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 повер ности, содержащее измерительный и охранный электроды, расположенные в одной плоскости, при этом охранный электрод выполнен в виде кольца (металлического корпуса), окружающе го измерительный электрод, керзьмическую трубку, юстировочные винты, втулку, стальной шарик, плоскую пластину и сигнальный провод 2. Недостатками известного устройства являются низкая точность измерений и сложность конструкции, что обусловлено, необходимостью применения специальных юстировочных механи мов для регулирования зазора между измерительным и охранным электродам и приближения их к плоско-параллель ной геометрии, а также необходимост совместной шлифовки электродов посл сборки устройства. Цель изобретения - повышение точно ти измерений и упрощение конструкции о Поставленная цель достигается те что в устройстве для измерения элек трического потенциала заряженной по верхности, содержащем измерительный и охранный электроды, расположенные в одной плоскости, и измерительный блок, соединенный с измерительным и охранным электродами, при этом ох ранный электрод выполнен в виде кол ца, 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 заряженной поверхности. Устройство состоит из измерительного электрода 1 (диаметром, например, порядка 300 мкм), охранного электрода 2, выполненного в 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 электродам 1 и 2 крепится на диэлектрической шайбе 5. Измерительный блок 4 состоит из источника 6 компенсирующего напряжения , электрометрического 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, выполняющий 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 f, который через ко денсатор 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 электрометрического 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 контролируется по показаниям регистрирующего блока 8. Измерительный прибор (не показан), подключенный .к источнику 6 компенсирующего напряжения, показывает потенциал заряженной поверхности. Упрощение конструкции предлагаемого устройства по сравнению с известными, обусловленное отсутствием юстировочных механизмов и расположени(вм измерительного и охранного электродов на единой диэлектрической подложке, позволяет существенно улучшить энергетические и массо-габаритные характеристики устройства и повысить точность измер.ений в широком диапазоне измеряемых величин.

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

. срие2