Способ определения плотности заряда в плоских диэлектриках Советский патент 1987 года по МПК G01R29/12 

11

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве приборов, основанных на электретном эффекте.

Целью изобретения является повышение точности определения плотности заряда в плоских диэлектриках.

Предлагаемый способ позволяет оп ределять не только полную плотность заряда диэлектрика ё, но и эффективные плотности э и (э, зарядов на поверхности диэлектрика, при этом для его осуществления необязательно знат толщину и диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способаj на фиг, 2 - графическое определение ве- личины компенсирующего напряжения в случае S 0.

На фиг, 1 обозначены исследуемый образец диэлектрика 1 толщиной S, вибрирующий 2 и невибрируюпщй 3 элек троды плоского конденсатора, источник 4 компенсирующего напряжения V, Е, Ej - напряженности поля в зазорах между диэлектриком 1 и электродами 2 и 3, равных S, и S.,

Сущность способа заключается в следующем.

35

Для определения плотности заряда ё., регулируя напряжение на электроах 2 и 3 конденсатора, добиваются исчезновения тока в исходном полоении невибрирующего электрода 3, например, когда электрод примыкает к образцу диэлектрика 1. При этом д змеряют исходное компенсирующее напряжение V . Затем перемещают невибрирующий электрод 3 в новое положение, сохраняя параллельность между электродами конденсатора. Величину g перемещения 31 измеряют микрометрическим устройством, В новом положении электрода снова добиваются компенсации тока, измеряют компенсирующее напряжение V и вычисляют раз- ность ЛУ .

Напряженность поля Ё., между диэлектриком 1 и вибрирующим электродом 3 при включении компенсирующего 55 напряжения V (фиг.1) равна

S,E,- .,Ч).

112

где S,, Sj - зазоры между диэлектриком 1 и электродами 2, 3;

S - толщина образца диэлектрика 1;

- диэлектрическая проницаемость диэлектрика; 11 2 плотность зарядов на 1 и 2-й поверхности диэлектрика 1 соответственно.

В момент компенсации тока Е 0, разность между двумя компенсирующими напряжениями V, и V при различных положениях невибрирующего электрода 3 - S и8™, полная плотность заряда диэлектрика равна

- (i - -to j

(1)

где л I Sj - Sj; V YOJ-VO, ,

r

+ 6,

ё 1 - & ijj.

Кроме того, данный способ позволяет определить эффективный заряд 6 . Это достигается устремлением зазора Sj к нулю в момент приложения компенсирующего напряжения V и отсутствия тока в цепи конденсатора (Е/ 0).

Формула (1) переходит в известную формулу для определения эффективного .заряда

о Vo

,

Sj-.0 E,co

Величину V можно определить графически, аппроксимируя зависимость VCSj) до пересечения с осью ординат (см. фиг, 2), или по формуле

Voi S 2 - Vo2 Sj

Vo

с II с I bjbj

Формула изобретения

Способ определения плотности заряда в плоских диэлектриках, заключающийся в том, что на образец диэлектрика воздействуют полем плоского конденсатора, образованного невибрирующим и вибрирующим электродами, осуществляют компенсацию поля образца диэлектрика путем подачи постоянного напряжения на плоский конденсатор, измеряют величину компенсирующего напряжения в момент полной компенсации, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения, невиб31352А

рирующий электрод смещают в направлении, перпендикулярном поверхности образца диэлектрика, измеряют величину смещения, повторно осуществляют компенсацию поля образца диэлектрика и измеряют величину компенсирующего напряжения, а полную плотность заряда образца диэлектрика определяют по формуле .10

5

V,f

2 фи5.2

Составитель О.Красновский Редактор Л. Веселовская Техред л. Сердюкова Корректор Г. Решетник

Заказ 5563/45 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ 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

/- с 0 ТГ

где „ - диэлектрическая постоянная;

10

5 4V

Vpj -Vj,- разность величин компенсирующих напряжений; ul - величина смещения невибрирующего электрода.

02

г г

- б.

Изобретение может быть использовано при производстве приборов, ос- ванных на электретном эффекте. Способ определения плотности заряда в плоских диэлектриках реализован в устл.. I -С31 /7/7///////////Л ройстве. Регулируя напряжение на вибрирующем и невибрирующем электродах (Э) 2 и 3 соответственно, добиваются исчезновения тока в исходном положении невибрирующегоЭ3, например, когда он примыкает к образцу 1 диэлектрика. При этом измеряют исходное компенсирующее напряжение V . Перемещают невибрирующий Э 3 в новое положение и измеряют величину его смещения Л 1. Снова добиваются компенсации тока и .измеряют компенсирующее напряжение . Определяют полную плотность заряда образца 1 диэлектрика по формуле 6 - (V - V, ог р, )/4l, где .р - диэлектрическая постоянная. Повьшается точность определения плотности заряда в плоских диэлектриках. 2 шт. i (Л оо ел ю 4: 4 И, S/