Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения электрических потенциалов, преимущественно на платах печатного монтажа, в частности, на вьшодах интегральных микросхем. Цель изобретения - повышение точности измерения. На фиг, 1 и 2 изображено предла гаемое устройство, разрез. Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов содержит металлический электрод 1, размещенный в электростатическом экране 2 с отверстием. Металлический электрод 1 с помощью соединительного проводника 3 связан с регистрирующим пр1,бором (не показано). Торцовое отверстие, в электростатическом экране 2 закрыто диэлектрической вставкой, состоящей из шайбы 4, выполненной из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, и наружного слоя 5,выполненного из материала с низкой диэлектригшской проницаемостью по сравнению с материалом металлическог электрода 1 и электростатического эк рана 2, помещенного между боковой по верхностью металлического электрода и электростатическим экраном 2, Торцовые поверхности металлического электрода 1 и диэлектрической вставки, обращенные - к объекту измерения 7 вьшолнены в виде вьшуклой сферы. Уст ройство снабжено колпачком 6, охваты вающцм наружную поверхность электростатического экрана 1 со стороны объ екта 7 измерения. Колпачок 6 вьтолнен из материала с низкой диэлектрической прогащаемостью и в торцовой части имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране 1. Для фиксации устройства на объекте измерения, например, на планарном выводе 7 интегральной микросхем 1, колпачок 6 имеет два выступа, расположенных симметрично его оси. Устройство работает следующим . При проведении измерений с помощь выступов на торцовой части колпачка б фиксируют торцовую поверхность шайбы 4 диэлектрической вставки на объекте измерения, например, на плапарном выводе 7 микросхемы (фиг, 1). При этом симметрично расположенные относительно оси колпачка 6 выступы препятствуют смещению торцовой части шайбы 4 диэлектрической вставки на поверхности вывода 7 микросхемы, что обеспечивает постоянное перекрытие торцовой рабочей поверхностью металлического электрода 1 плоскости вывода 7 микросхемы и создает неизменное значение рабочей емкости между металлическим электродом 1 и объектом 7 измерений. Вьтолнение колпачка 6 из материала с низкой диэлектрической проницаемостью способствует малому влиянию на результаты измерений потенциалов соседних близко расположенных вьшодов микросхемы, что повышает точность измерения. В то же время вьшолнение торцовых поверхностей металлического электрода 1 и диэлектрической вставки в виде выпуклой сферы обеспечивает касание шайбой 4 вывода микросхемы в одной точке независимо от угла поворота оси электрода 1 относительно нормали к плоскости вывода 7 микросхемы (фиг. 2). Это, в свою очередь, обеспечивает незначительное изменение рабочей емкости между металлическим электродом 1 и объектом 7 измерения, которая в этом случае будет определяться как емкость системы сферический сегмент - плоскость. При малых углах поворота оси электрода 1 относительно нормали к плоскости вьюода 7 (порядка 5-10°) рабочая емкость практически не меняется. При этом напряжение на выходе устройства, пропорциональное произведению измеряемого потенциала на рабочую емкость, оказывается практически независимым от положения шайбы 4 диэлектрической вставки на объекте измерения, что обеспечивает повьшение точности измерения электрических потенциалов на планарных выводах микросхем и плоских проводниках. В то же время с высокой точностью проводятся измерения электрических потенциалов на выводах микросхем и других проводчиках, имеющих цилиндрическую форму. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность Измерений при контроле электрических потенциалов на выводах интегральных микросхем при диагностировании смонтированных печатных плат.

(pt/z.f

pf/s.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕН151АЛОВ, содержащее металлический электрод, размещенный в электроста- . тическом экране с отверстием, торцовая рабочая поверхность металлического электрода, обращенная к объ.екту измерения, углублена внутрь электростатического экрана, а отверстие в электростатическом экране закрыто диэлектрической вставкой, состоящей из шайбы, выполненной из материа.ла с высокой диэлектрической проницаемостью, касающейся торцовой рабочей поверхности металлического электрода, и наружного слоя, выполненного из материала с низкой относительно металлического электрода и электростатического экрана диэлект: рической проницаемостью, расположенного между боковой поверхностью металлического электрода и внутренней поверхностью электростатического экрана) тли чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, оно дополнительно снабжено колпачком, выполненным из материала с низкой диэлектрической проницаемостью, охватывающим наружную поверхность электростатического экрана со стороны объекта измерения, торцовая часть колпачка имеет отверстие, совпадающее с отверстием в электростатическом экране, и два выступа, расположенньк симметрично относительно оси колпачка, а торцовая рабочая поверхность металлического электрода и торцовая поверхность диэлектрической вставки вьшолнены в виде выпуклой сферы.