Устройство для измерения потенциала заряженных слоев Советский патент 1987 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при определении потенциала, а также его распределения по поверхности заряжаемых коронным разрядом ТОНКИХ диэлектрических пленок и фотополупроводниковых слоев. В частности, изобретение может использоваться в электрофотографии для ис- ю пытания слоев, предназначенных для регистрации оптической информации.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения паразитного сигнала, вы- 15 зьшаемого разрядкой ионов воздуха на поверхности зонда.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - экранирующая полоска, поперечное се- 20 чение.

Исследуемый образец 1 помещен на заземленную металлическую плоскость 2, над которой параллельно ей расположен металлический несущий стер- 25 жень 3, соединенньш с электроприводом 4. На стержне 3 закреплены заземленные экранирующие полоски 5 с размещенными на них и изолированными от экранирующих полосок зондами 6. ЗО Верхняя поверхность экранирующих полосок 5 покрыта изолирующей пленкой 7, нижняя, обращенная к образцу, вьшолнена зубчатой. Регистрирующий прибор 8 подключен к контактам 9, 35 которые в свою очередь соединены с зондами 6, и зашунтирован резистором 10.- Контакт 11 служит для заземления металлического стержня 3 с экранирующими полосками 5. Зарядка 40 образца 1 производится коронирующим электродом 1 2,, размеш,енным так, что Металлический стержень 3 при вращении проходит между ним и образцом 1.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

На коронирующий электрод 12 подается высокое напряжение и исследуемый образец 1 заряжается в поле коронного разряда. Одновременно приво- 50 дится во вращение металлический стержень 3 с зондами 6. Поверхностный заряд на образце 1 вызывает в проходящем над ним зонде ЭДС злектросивному перемешиванию слоев воздуха и полной нейтрализации ионов в промежутке, между экранирующей полоской и образцом. Обратная сторона экранирующей полоски, обращенная к коронирую- щей нити, покрыта изолирующей пленкой. Это позволяет избежать ненужной потери ионов в промежутке коронирующий электрод - экранирующая полоска. Кроме того, наличие изолирующей пленки позволяет приближать коронирующий источник близко к образцу 1, т.е. повысить эффективность зарядного устройства. Предлагаемая конструкция

позволяет применять зарядные устрой ства любого типа (коротрон, игольчатый электрод и т.д.) и менять их положение относительно образца 1 по желанию.-Ток, проходящий через резистор 10, фиксируется через интегратор регистрирующим прибором - осциллографом 8. Заряд, индуцированный на зонде, определяется соотношением

q .ES,

где Е - диэлектрическая постоянная

воздуха; 6о 8,86- 0- ф/м;

Е - напряженность поля; S - площадь зонда. Потенциал зонда определяется по формуле

- ..

где С - емкость зонда относительно

образца 1. В то же время

н -1

где Vg - потенциал образца 1;

h - расстояние от зонда 6 до образца 1 .

Отсюда следует, что ток во входной цепи регистрирующего прибора В

dl

dt

RCii

dVs

dt

где R - сопротивление резистора 10, т.е. величина сигнала с зондов 6 статической индукции. При движени ме- 55 пропорциональна линейной .скорости таллического стержня 1 в направлении, зондов 6 и обратно пропорциональна обозначенном стрелками, на фиг.1 и 2, расстоянию от зондов 6 до образца 1. на зубцах возникают завихрения воз- Поэтому эти параметры устанавливают- дущного потока, приводящие к интен- ся перед калибровкой устройства и

сивному перемешиванию слоев воздуха и полной нейтрализации ионов в промежутке, между экранирующей полоской и образцом. Обратная сторона экранирующей полоски, обращенная к коронирую- щей нити, покрыта изолирующей пленкой. Это позволяет избежать ненужной потери ионов в промежутке коронирующий электрод - экранирующая полоска. Кроме того, наличие изолирующей пленки позволяет приближать коронирующий источник близко к образцу 1, т.е. повысить эффективность зарядного устройства. Предлагаемая конструкция

позволяет применять зарядные устрой ства любого типа (коротрон, игольчатый электрод и т.д.) и менять их положение относительно образца 1 по желанию.-Ток, проходящий через резистор 10, фиксируется через интегратор регистрирующим прибором - осциллографом 8. Заряд, индуцированный на зонде, определяется соотношением

q .ES,

где Е - диэлектрическая постоянная

воздуха; 6о 8,86- 0- ф/м;

Е - напряженность поля; S - площадь зонда. Потенциал зонда определяется по формуле

- ..

где С - емкость зонда относительно

образца 1. В то же время

н -1

где Vg - потенциал образца 1;

h - расстояние от зонда 6 до образца 1 .

Отсюда следует, что ток во входной цепи регистрирующего прибора В

RCii

dVs

dt

313

впредь не изменяются. Для градуировки вместо исследуемого образца помещается эталонная металлическая пластинка. На пластинку подается постоянное напряжение той же полярности, что и наносимый на исследуемый слой потенциал. С зондов 6 снимается сигнал, амплитуда которого пропорциональна напряжению на эталонной г1ластинке, и строится градуировоч- ный график, используемый для определения потенциала исследуемого слоя. Градуировочный график дает линейную зависимость между потенциалом, подаваемым на эталонную пластинку, и величиной сигнала,- фиксируемого регистрирующим прибором .

3

Формула изобретения

Устройство для измерения потенциала заряженных слоев, содержащее коронирующий электрод, расположенный над объектом контроля, и измерительный блок, содержащий по крайней мере один зонд, размещенный на заземленной экранирующей полоске, привоДИМОЙ во вращение электроприводом, причем зонд изолирован от экранирующей полоски и электрически соединен с входом регистрирующего прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измере

НИИ, поверхность экранирующей полоски, обращенная к измеряемому Слою, выполнена зубчатой,а противоположная поверхность покрыта изолирующим слоем.

Изобретение может быть использовано, в частности в электрофотографии для испытания слоев, предназначенных для регистрации оптической информации. Цель изобретения - пов ышёние точности измерений. Устройство для измерения потенциала заряженных слоев содержит соединенный с электроприводом 4 металлический несущий стержень 3, на котором закреплены заземленные экранирующие полоски (ЗЭП) 5 с зондами. Верхняя поверхность ЗЭП 5 покрыта изолирующим слоем, нижняя, обращенная к исследуемому образцу 1, вьтолнена зубчатой. Устройство содержит также регистрирующий прибор 8, контакты 9 и 11, резистор 10, коронирующий электрод ;12. Исследуемый образец 1 размещен на заземленной металлической плоскости 2. 2 ил. 72 (/) СО 4 СД :о со Шуе.;

(риг. 2