Способ измерения поверхностной плотности заряда диэлектрика Советский патент 1987 года по МПК G01R29/12 

Измеряют ток I при И, 0,

(I)

Изобретение относится к технике измерения электрических характеристик поляризованных диэлектриков, а именно к способам определения величины поверхностной плотности заряда 5 ток I, при небольшом (порядка неэлектретов .

Целью изобретения является повышение точности и повышение безопас- ности измерений.

Сущность способа измерения поверх- О ностной плотности заряда диэлектри 6L

-ееТ

скольких вольт)

V.. -gнапряжении Uj (2)

Сравнивая формулы 1 и 2, получим:

(%1У)§Е°.

проводят вибрационным методом в условиях частичной компенсации поля диэлектрика за счет приложения к измерительному конденсатору с диэлектри ком двух значений компенсирующего напряжения, по величине существенно меньших потенциала поверхности электрета. Измеряют ток в цепи конденсатора, а поверхностную плотность заряда определяют по измеренным значениям тока в условиях частичной компенсации

G iu iMeep.-Ii- L i,-i,

Сущность изобретения и вывод расчетной формулы поясняется чертежом. Буквами на чертеже обозначены:

G - поверхностная плотность заряда диэлектрика;

поверхностная плотность заряда, индуцированного на верхнем электроде;

и - постоянное напряжение, подаваемое на электроды с внешнего источника питания; I - ток во внешней цепи; L - толщина диэлектрика; Eg - величина напряженности ческого поля в зазоре; Е - величина напряженности электрического поля внутри образца; d - величина зазора электрод-электрет.

При возбуждении механических колебаний электрода в цепи потечет переменный Tok:

15

I, СэЬ

Поверхностная плотность заряда диэлектрика может быть рассчитана по формуле

. 1а

L.

I,-Ii

(3)

20

G

причем по этой формуле может определяться как величина поверхностной i плотности заряда, так и знак заряда. Измерение поверхностной плотности заряда по предлагаемому способу производится следующим образом.

Измеряемый образец помещают в изме рительную ячейку, состоящую из двух электродов, один из которых (вибрирующий) расположен на расстоянии d от поверхности электрета. Вибрация электрода осуществляется с помощью магнитоэлектрического вибратора. От внешнего источника питания на электроды подается небольшое постоянное 35 напряжение U, . В частном случае оно может равняться нулю. Измеряют ток

30

во внешней цепи I.

Затем на элек- Uo

dt

- if

где S - площадь электрода.

Значение тока в цепи прямо пропорционально приложенному напряжению:

.-|fcтроды подают напряжение и , равное нескольким вольтам, измеряют его с 0 помощью вольтметра и определяют ток электри- Ij. По формуле (3) рассчитывают поверхностную плотность заряда С .

Формула изобретения

45

Способ измерения поверхностной

плотности заряда диэлектрика, заключающийся в том, что возбуждают механические колебания электрода,

50 расположенного над закрепленной поверхностью диэлектрика, измеряют переменный ток в цепи электрода, прикладывают к электроду и измеряют напряжение компенсации, о т л и55 чающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и повышения безопасности измерений, измеряют ток, индуцированный в цепи подвижного электрода при двух различных значеИзмеряют ток I при И, 0,

ток I, при небольшом (по

(I)

I, при небольшом (порядка

6L

-ееТ

ток I, при небольшом (порядка

скольких вольт)

V.. -gнапряжении Uj (2)

Сравнивая формулы 1 и 2, получим:

(%1У)§Е°.

I, СэЬ

Поверхностная плотность заряда диэлектрика может быть рассчитана по формуле

. 1а

L.

I,-Ii

(3)

20

причем по этой формуле может определяться как величина поверхностной i плотности заряда, так и знак заряда. Измерение поверхностной плотности заряда по предлагаемому способу производится следующим образом.

Измеряемый образец помещают в измрительную ячейку, состоящую из двух электродов, один из которых (вибрирующий) расположен на расстоянии d от поверхности электрета. Вибрация электрода осуществляется с помощью магнитоэлектрического вибратора. От внешнего источника питания на электроды подается небольшое постоянное 35 напряжение U, . В частном случае оно может равняться нулю. Измеряют ток

30

во внешней цепи I.

Затем на элек- Uo

троды подают напряжение и , равное нескольким вольтам, измеряют его с помощью вольтметра и определяют ток Ij. По формуле (3) рассчитывают поверхностную плотность заряда С .

3 13073954

шшх компенсирующего напряжения, произведение диэлектричесменыпих напряжений полной компенса-кой постоянной на диэлектриции, а поверхностнуто плотность за-ческую проницаемост1 диэлекряда определяют по формулетрика;

/тт тт ч т5 L толщина диэлектрика;

GlUi-U, со т

----- I, ,1 - значения индуцированных то ков соответственно при пергде б - поверхностная плотность за-вом и втором напряжении

ряда;компенсации.

Изобретение относится к технике измерения электрических характеристик поляризованных диэлектриков. Цель изобретения - новьпиение точности и безопасности измерений. Пред ложенный способ заключается в следующем. Возбуждают механические колебания электрода, расноложеннох о над закреггленной поверхностью диэлектрика „ Измеряют ток, индуцирс) в и цепи подвижного электрода при двух различных значениях компенсирующего напряжения и меньших напряжений ионной компенсации. Поверхностную плотность заряда определяют по формуле, использующей в качестве переменных величин измеренные значения. Схема способа поясняется чертежом, где приведены следующие обозначения:С5 поверхностная плотность заряда диэлектрика; О - поверхностная плотность заряда, индуцированного на верхнем электроде; U - постоянное напряжение, подаваемое на электроды с внешнего источника питания; I - ток во внешней цепи; o(j - толщина диэлектрика; Eg и Е. - величины напряженности электрического поля соответственно в зазоре и внутри образца; d - величина зазора электрод-электрет. 1 ЦТ. (О сл со о Ьо г сл Измеритель - нь/й npuSop