Способ прецизионного измерения контактной разности потенциалов при помощи статического конденсатора Советский патент 1987 года по МПК G01N27/22 

11312464

Изобретение относится к конденсаторным способам измерения контактной разности потенциалов (КРП), применяемым при исследованиях в области физиUj - минимальное значение в диапазоне измеряемых разностей потенциала.

Выражение (1) получается в резуль- ки твердого тела, электрохимии, физи- 5 тате решения электростатической зада- ческой химии, электроники, в физичес- чи, связывающей напряжение на выходе

статического конденсатора U, с,его геометрическими размерами и параметрами регистратора

ком металловедении, преимущественно в области физики, химии и механики поверхности материалов, и может быть использовано для контроля качества поверхностного слоя ответственных деталей машин и приборов в процессе их производства, эксплуатации и ремонта.

Целью изобретения является сокращение времени измерений и повьппение чувствительности способа при локальных измерениях.

Способ прецизионного измерения контактной разности потенциалов осуществляется при помощи статического конденсатора, одной обкладкой которого является контролируемое изделие, второй - подвижный измерительный электрод. Статический конденсатор экранирован для устранения влияния электрических полей.

Операции измерения осуществляются следующим образом.

На исследуемую деталь устанавливают вплотную к поверхности пластину из твердого диэлектрика заданной толщины (d) и диэлектрической проницаемости ) .

Пластину прижимают измерительнЕлм электродом, причем за время измерения контролируют и добиваются постоянства усилия прижима и температуры. Таким образом, измерительный электрод зафиксирован на определенном расстоянии от поверхности исследуемого объекта.

Измеряют контактную разность потенциалов с помощью регистратора (электрометрический вольтметр).

Повьшение чувствительности осуществляется использованием диэлектрической пластины с прехщзионным зада45 регистратор 7, Температура контр руется измерителем 8 с первичным преобразователем 9, Результаты и рений считаются достоверными, есл температурные изменения не превы

нием ее толщины (d) и диэлектрической

проницаемостью- (,,), отвечающих соот- ° значений выбранных за допустимые

ношению

. ба

d

де К и S и

s- и.

(1)

постоянньй коэффициент; заданная чувствительность регистратора;

площадь измерительного электрода;

Uj - минимальное значение в диаВыражение (1) получается в резуль- тате решения электростатической зада- чи, связывающей напряжение на выходе

статического конденсатора U, с,его геометрическими размерами и параметрами регистратора

и,

и,

R

В1 )

(2)

15

где изм K Rj,, ;

Rg, - входное сопротивление регистратора при и, и

ИЗМ

R

(3)

&к

На,чертеже изображена схема устройства, реализующая предлагаемый

способ.

Устройство содержит подвижньш измерительный электрод 1, исследуемую

деталь 2, пружину 3 электрода, электростатический экран 4, подвижный конструктив 5, диэлектрическую пластину 6, регистратор 7, измеритель 8 температуры с первичным преобразователем 9.

Исследуемую деталь 2 и измеритель- ньм электрод 1 располагают друг против друга в экранированном корпусе.

Помещают между деталью 2 и электродом 1 диэлектрическую пластину 6 фиксированной толщины. Перемещают конструктив 5 до фиксации с деталью 2.При этом обеспечивается постоянство прижимного усилия пружины 3 в о всех сериях с использованием пластины 6 размера d (при изменении размера d усилие будет также стабильное, но иное). Электрический сигнал поступает на

регистратор 7, Температура контролируется измерителем 8 с первичным преобразователем 9, Результаты измерений считаются достоверными, если температурные изменения не превышают

Формула изобретения

Способ пре)л 1зионного измерения 55 контактной разности потенциалов при помощи статического конденсатора,заключающийся в том, что измерительный электрод фиксируют на определенном расстоянии от поверхности исследуемого объекта и производят измерение контактной разности потенциалов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерений и повьппения чувствительности при ло- кальных измерениях, пластину из твердого диэлектрика с постоянной диэлектрической проницаемостью прижимают к исследуемой поверхности измерительным электродом, причем одновременно поддерживают постоянную температуру в конденсаторе и усилие прижимного измерительного электрода, а толщину диэлектрической пластины d и ее ди.1

Составитель Ю.Коршунов Редактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор О.Тигор

Заказ 1966/42 Тираж 777Подписное

ВНИИЖ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

электрическую проницаемость бд определяют из условия

% к

d - Т и;

где UH - минимальное значение в диапазоне измеряемых разностей потенциала;

S - площадь измерительного электрода;

и - заданная чувствительность регистратора;

К - постоянный коэффициент.

I

Изобретение относится к методам измерения контактной разности потенциалов и может быть использовано для контроля качества поверхностного слоя металла деталей и машин. Целью изобретения является повышение чувствительности измерения при одновременном сокращении времени измерений. Способ осуществляется при помощи статического конденсатора, одной обкладкой которого являются контролируемое изделие и второй подвижный измерительный электрод, фиксируемый на определенном расстоянии от изделия. Фиксахдию электрода осуществляют при помощи диэлектрической пластины из твердого диэлектрика заданной толщины и диэлектрической проницаемости. Пластину устанавливают между контролируемым изделием и измерительным электродом, поддерживая при этом , постоянными усилие прижима и температуру в конденсаторе. 1 ил. i (Л С