Устройство для измерения потенциала заряженных слоев Советский патент 1984 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использованЬ при определении потенциала заряжаемых коронным ра&рядом тонких диэлектрических пленок и фотополупроводниковых слоев, в частности в электрофотографии для испытаний слоев, предназначенных для регистрации оптической информации. Для измерения потенциалов электрофотографических слоев широко прим няются электрометры с динамической ем костью. Сущность измерения потенциа лов с помощью таких электрометров состоит в том, что постоянный сигнал, подаваемый на некоторую динамическую емкость, преобразуется бла годаря модуляции этой емкости с определенной частотой -в переменный сигнал, пропорциональный входному сигналу, т.е. принцип измерения со стоит в использовании для преобразования сигналов на входе усилител конденсатора с переменно изменяющейся емкостью С П . Электрометры с динамической емкостью позволяют достаточно точно определять потенциал высокоомных слоев после их зарядки, при измере нии же заряженных низкоомных слоев определяется лишь спад потенциала, а кинетика нарастания потенциала при зарядке остается неизвестной. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерени потенциала заряженных слоев, содержащее коронирующий электрод, измеритеЛьный блок, снабженный по крайней мере одним зондом, соединенным с электроприводом и регистрирующим прибором,, и контакты, для заземления причем коронирующий электрод и измерительный зонд укреплены на враща кнцемся диске один напротив другого и параллельно диску расположена несущая пластина с отверстиями, равномерно распределенными по окружности С23 , Недостатком данного устройства является то, что зарядка производит ся не постоянно, а только в момент когда коронирующий электрод находится над отверстием, следовательно в промежутки времени между зарядкой и измерением потенциал падает и тем значительнее, чем низкоомнее исследуемое вещество. Поэтому, когда измерительный зонд проходит над отверстием, он фиксирует не тот потенциал, который был нанесен коро ной, а значительно меньший. Подача напряжения на корону через скользящие контакты вызывает значительные технологические трудности. Цель изобретения г расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения потенциала заряженных слоев,, содержащее коронирующий электрод, измерительный блок, снабженный по крайней мере одним зондом, соединенным с электроприводом и регистрирующим прибором, и контакты для заземления, введен соединенный с электроприводом цилиндрический каркас, на оси которого закреплен коронирующий электрод, а боковая поверхность снабжена окнами и экранирующими полосками, несущими зонды. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство включает в себя коронирующий электрод 1, окруженный цилиндрическим заземленным каркасом 2, на противоположных поверхностях которого размещены экранирующие полоски 3 с зондами 4, Контакты 5 служат для снятия сигналов с зондов 4, а контакты 6 - для заземления экранирукицих полосок 3. Каркас 2 приводится во вргицение приводом 7, Исследуемый слой 8 помещается под каркас 2. Источники питания коронирующего электрода 1 и привода 7 не показаны. Регистрирующий прибор 9 подключен к контактам 5 измерительнЕЛх зондов 4 и зашунтирован сопротивлением 10, Устройство работает следукидим образом. На коронирующий электрод 1 подается высокое напряжение и исследуемый слой 8 заряжается в поле коронного разряда. Одновременно приводится во вращение каркас 2 с установленньоли на нем зондами 4. Поверхностный заряд на слое 8 вызывает в проходящем над ним зонде ЭДС электростатической индукций. Ток, проходящий через сопротивление 10, фиксируется измерительным прибором 9, например осциллографом. Заряд, индуцированный на зонде, определяется соотношением где Е - напряженность поля; 5 - площадь зонда. Потенциал зонда определяется по где of - расстояние от зонда до При вращении зонда напряженность поля Е между зондом и слоем равна EгV{5 гs nшt) , где 5 - среднеее расстояние от зонда до слоя; b - радиус каркаса, т,е, величина сигнала с зондов пропорциональна частоте вращения и расстоянию от ближайшего к слою зонда 4 до поверхности слоя 8. Поэтому эти парамет « устанавливаются перед градуировкой устройства и впередь ие изменяются. Для градуировки, вместо исследуемого образца, помещается металлическая пластина одинаковых с исследуемым образцом размеров. На пластину подается постоянное напряжение той же полярности, что и нано-. симый на исследуемый слой потенциал. С зондов снимается сигнал, гилплитуда которого пропорциональна напряжению на пластине, и строится градуи ровочный график, используемый для определения потенциала исследуемого слоя, Градуировочный график дает линейную зависимость между потенциалом, подаваемым на эталонную пластин;Ку,и величиной сигнала,фиксируемого измерительным прибором.

Помей(ая вместо эталонной пластины исследуемый образец тех же размеров, фиксируют сигнал с зондов измерительным прибором И по градуировочному графику определяют потенциал слоя. Такое выполнение устройства позволяет производить измерения потенциала ниэкоомных слоев непосредствен0но в процессе зарядки. Кроме того, создается возможность измерения не только спада потенциала слоя после его зарядкой/ но и его нарастание в процессе зарядки. Закрепление коронирующего электрода устраняет сколь5зящие контакты для подачи напряжения питания,и,тем самым,упрощается конструкция устройства и его обслуживание,.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ;ПОТЕНЦИАЛА ЗАРЯЖЕННЫХ СЛОЕВ, содержащее коронирующий электрод, измерительный блок, снабженный по крайней мере одним эондс м, соединенным с электроприводом и регистрирующим прибором, и контакты для заземления, о тли ч ающе ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введен соединенный с электроприводом цилиндрический каркас, на оси которо- го закреплён коронирукмций электрод, а боковая поверхность снабжена окнами и экранируннцими полосками, несущими зонды. S СЛ 00 00