Способ измерения плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках Советский патент 1984 года по МПК G01R29/24 

110 Изобретение относится к технике измерения внутренних электростатических полей в твердых диэлектриках и может быть использовано в радиотехнической и радиоэлектронной промышленности, а также в научно-исслед вательских лабораториях для неразрушающего контроля электростатических полей в твердых диэлектриках. Известен радиационный способ измерения плотности распределения элек трического заряда, основанный на определении тока во внешней цепи исследуемого образца ij . Недостатком его является разрушение исследуемого образца в процессе измерений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках, заключающийся в возбуждении в исследуемом образце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда. Способ позволяет проводить изменения без разрушения образца или введения в него зондов, возмущаю1цих исследуемое распределение 2 . Однако чувствительность известного способа ограничена конечной длительностью фронта нарастания давлени Целью изобретения является повыше ние чувствительности. Поставленная цель достигается тем что согласно способу измерения плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках, заключающемся в возбуждении в исследуемом образце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда, в исследуемом образце возбуждают механические колебания в виде стоячих волн. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит исследуемый образец 1 с нанесенными на него элект родами 2 и 3, соединенными с измерителем 4 тока и электромеханический преобразователь 5, примыкающий к электроду 3 и соединенный с выходом генератора 6 синусоидальных колебаний, вход которого подхсдючен к выходу детектора 7.. . 7 , Способ осуществляется следующим образом. С помощью электромеханическогр преобразователя 5, генератора 6 синусоидальных колебаний и детектора 7 в образце 1 возбуждают стоячие волны и с помощыи измерителя 4 тока измеряют ток во внеРшней цепи. Детектор 7 служит для идентификации режима установления стоячей волны в исследуемом образце I.. В качестве такого детектора может быть использован, например, измеритель силы тока в цепи генератора. . Если между электродами на глубине }С- находится плоскость с поверхностным зарядом 6 кл/м , то наведенная плотность заряда на электродах, расстояние,между которыми d, равна и// , . 6 (1) ),6, При перемещении заряженной плоскости со скоростью V (x,t через измеритель 4 потечет ток, плотность . которого Ht-thfii fv,.«/,. Если между электродами имеется объемный заряд с распределением р(х) , то наведенный ток (3) (x)v(x,t)Jx. 1Г В образце создаются стоячие волны, когда толщина образца d кратна половине длины волны Ti . (, 2, 3, ...). W При этом искомое распределение электрического заряда plv)- и плотность тока в цепи электродов 1ц(t) связаны соотношением I . а ) где 6 - поверхностная плотность заряда; VP - амплитудное значение колебательной скорости частиц; W - частота колебанийо Измеряют амплитудные значения тока в цепи электродов последовательно при частотах колебаний, удовлетворяю щих условию (4), затем решают уравнение (2) относительно p(v) . Имеются стандартные программы решения подобных уравнений (обратное преобразование Фурье).

3 10879274

Чувствительность измерения пред-Преимуществом предлагаемого спосолагаемым способом определяется мини-6а по сравнению с известным является

мальным значением тока, измеряемоговысокая чувствительность, достигаемая

с допустимой погрешностью. Стан-за счет простой синусоидальной формы

дартные приборы позволяют изме-5 используемых колебаний, вследствие

рять амплитудное значение токачего исчезает определяющее влияние

в единицах наиоампер с точное-формы возбуждаемого импульса давле

тью 3%.ния на величину измеряемого сигнала.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА В ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ заключающийся в возбуждении в исследуемом образце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда, отличающийся тем, что, с целью новьппения чувствительности, н исследуемом образце возбуждают механические колебания в виде стоячих волн, (Л х х чЭ