Способ измерения поверхностных зарядов Советский патент 1984 года по МПК G01R29/24 

1I

Изобретение относится к иэмеренню электрических BBJIHMHH и может быть использовано, в частности, для изучения свойств диэлектрических и полупроводниковых электретов.

Известны способы измерения поверхностных зарядов, основанные на преобразовании постоянного сигнала в переменный с помощью вибрационного или вращающегося датчика Щ ,

Недостатком этих способов является значительная погрешность измерений за счет проявления контактной разности потенциалов в системе электрод - поверхность.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения поверхностных зарядов, включающий индуцирование заряда, равного по величине измеряемому заряду, на пластине ик дуктора с последующей передачей части индуцированного заряда на накопитель известной емкости и измереяке потенциапа накопителя 21 .

Недостатками известного способа являются низкая чувствительность и точность измерегшй.

Цель изобрететшя - повышение чувствительности и точности измерения малых поверхностных зарядов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения поверхностных зарядов, включающем: индуцирование заряда, равного по величине измеряемому заряду, на пластине индуктора с последующей передачей части индудированного заряда на накопитель известной емкости и измерение потенц-иаяа накопителя индуцирование и передачу индуцированных зарядов на накопитель производят многократно до тех пор, пока экспоненциально возрастающий потенциал накопителя не станет с заданной точнсс.тью равен потенциалу индуктора, гглведенного из поля действия измеряемого заряда.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемая заряженная плоская поверхность инд тдирует заряд на электропроводящей пластине индуктора, находящейся на столь малом расстоянии от поверхностиS что поле в зазоре является однородньм. Тогда вапичша индуцированного заряда равна величине заряда поверхности с обратным знаком. Затем пластина иацук

126902а

тора выносится из поля, создаваемо1о измеряег ым поверхностным зарядом, при этом пластина индуктора приобретает потенциал Cj q /С, 5 где q 5 заряд пласти1- ы индуктора, равный измеряемому заряду; C,j - электрическая емкость пластины. После этого пластина индуктора электрически связывается с накопителем,; имеющим ем10 кость Сц 5 значительно больЕгую

чем С , и в исходном состоянии незарялсенгапч. После перераспределения заряда накопитель полз, часть

заряда

q; q- а

Си величина, немного меньгде

О :

-я ПА тая единицы, В результате этого первого единичного акта передачи заряда накопитель приобретает потенциал

4

(4)

-Q

CH-C,,,который значительно меньше потенциала ( , Этот процесс повторяется

многократно, причем величина заряда, переходящего с пластины индуктора на накопитель, уг- еньшается с ростом числа шстов индуцирования, При повторении процесса п раз,, накопитель приобретает заряд

C|5| (U,,,-K).,.V .a%..,.,

.n

. - Г Я и

и потенциалН

При п -«- Сю заряд накопителя асимптотически приближается к пре- , дельному значению 0ц - q которое значительно больше заряда q , а потенциал его приближается к значению Cp-j - потенциалу пластины индуктора, которая несет заРЯД, равный измеряемому поверхностному заряду,

и выведена с поля действия измеряемого заряда.

Посколысу величина запяда; получаемого накопителем при кахздок акте

передачи, много меньше конечного предельного значения Q . , то фугжцич, описывающая зозр)астание заряда к гютег циала накоглителя со ь-оеме ем, достаточно точно аппроксимируется

экспоненциальной зависимостью

-С-с

гОи(е

,., -fcH-e

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЗАРЯДОВ, включаювдй индуцирование заряда, равного по величине измеряемому заряду, на пластине индуктора с последующей передачей части индуцировакного заряда на накопитетгь известной емкости и измерение потенциала накопителя, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения малых поверхностных зарядов 5, индуцирование и передачу индуцированных зарядов на накопитель производят многократно до тех пор, пока экспоненциально возрастающий потенциал накопителя не станет с заданной точностью равен потенциалу индуктора, выведенного КЗ поля действия измеряемого заряда. SZZS2Z2 Ю ipua.l