Устройство для измерения напряженности электростатического поля Советский патент 1988 года по МПК G01R29/12 

ел

Изобретение относите к технике измерений электростаткческих помех и может быть использовано для измерения напряженности статических и квазиста- ткческих электрических полей.

Цель изобретения - увеличение точности измерений.

На чертеже приведена конструкция устройства для измерения напряженности электростатического поля.

Устройство содержит измерительньй электрод 1, выполненный в виде плоской структуры, полярный диэлектрик

Электрический заряд диэлектрика воздействует на контактирующий с ним полупроводник 3, который является низкоемным (удельное сопротивление р 10 I Пм«см) и разделяет своОод- иые носители полупроводника 3 так, что на наружной поверхности образуется распределение свободного заряда, поверхностная плотность которого пропорциональна напряженности контролируемого электрического поля.

Электронный луч 10, сканируя по поверхности полупроводника 3 измери

Изобретение относится к технике измерений электростатических помех. Цель изобретения - увеличение точности измерений. Устр-во содержит измерительный электрод (ИЭ) 1, выполненный в виде плоской структуры полярный диэлектрик 2 - полупроводник 3, усилитель 8 сигнала, измерительный блок 9, поток 10 электронов. Для достижения цели в устр-во введен вакуумированный корпус 4 и размещенный в нем последовательно источник 5 потока электронов, отклоняющий блок 6, блок 7 фокусировки и ускорения электронов. В устр-ве необходимо добиваться максимально возможного формируемого напряжения выходной цепи ИЭ 1. Это достигается выбором скорости сканирования электронного луча 10 так, чтобы йремя между двумя моментами считьшания электронньм лучом 10 сформированного сигнала на поверхности ИЭ 1 было не меньше времени релаксации полярного диэлектрика 2. 1 ил. СЛ

2 - полупроводник 3, который закрыва-|5 тельного электрода 1, создает ток в

25

30

ет вакуумированный корпус А с одного его торца и размещенные последовательно в корпусе и от другого его торца источник потока электронов 5, отклоняющий блок 6 и блок 7 ускорения20 и фокусировки электронов.

Измерительный сигнал с полярного диэлектрика 2 поступают на вход усилителя 8 сигнала и затем на измерительный блок 9, На чертеже показан также поток 10 электронов.

Устройство работает следующим образом,

В зону действия электрического поля помещают измерительный электрод 1, расположенный в зоне действия электронного луча 10, формируемого источником 5 потока электронов, например катодом с косвенным подогревом. Отклонение электронного луча производится отклоняющим блоком 6, а ускорение и фокусировка - блоком 7 ускорения и фокусировки электронов.

Контакт полупроводника 3 гальванически соединяют с входом усилителя 8,40 выход которого подключен к входу измерительного блока 9,

При отсутствии внешнего электрического поля полярный диэлектрик 2 измерительного электрода I не поляризуется. Ток во внешней цепи измерительного электрода 1 отсутствует и измерительный блок 9 отражает отсутствие внешнего электрического поля.

35

45

50

выходной его цепи, а внешнее электрическое поле обеспечивает беспрерьш ное рясделение зарядов в измерительном электроде I, Протекающий в вькод ной цепи измерительного электрода 1 ток создает на входном сопротивлении усилителя 8 падение напряжения, кото рое им усиливается и отображается в измерительном блоке 9 числовым значе нием, соответствующим действующему н измерительный электрод 1 значенмо ин тенсивности электрического поля. Есл интенсивность электрического поля не равномерна, выходное напряжение моду лируется по амплитуде и измерительны блок 9 при необходимости может по- казьшать дискретные значения напряженности электрического поля и его градиент в плоскости электрода 1, Для выполнения поставленной цели - цовьш1ения точности измерений - необходимо добиваться максимально возмож ного формируемого напряжения выходной цепи измерительного электрода 1, Это достигается наряду с указанными выше действиями и выбором скорости сканирования электронного луча 10 так, чтобы момент последующего считы вания электронным лучом сигнала на данном микроучастке поверхности измерительного электрода 1 по отношению к предыдуи5ему моменту его считывания соответствовал времени релакса ции полярного диэлектрика 2 измерительного электрода 1, т,е, время меж ду двумя моментами считьшания электронным лучом 10 сформированного сигнала по поверхности измерительного электрода 1 было не меньше времени релаксации полярного диэлектрика 2, Формула изобретения Устройство для измерения напряжен ности электростатического поля, вклю чающее измерительный электрод, усиПри воздействии на измерительный электрод 1 внешнего электрического поля Е диэлектрик 2 поляризуется, на его рабочих поверхностях локализуется электрический заряд Q 6ES, где 5 и S - относительная диэлектрическая проницаемость и рабочая площадь измерительного электрода.

5

0

0

0

5

5

0

5

выходной его цепи, а внешнее электрическое поле обеспечивает беспрерьш- ное рясделение зарядов в измерительном электроде I, Протекающий в вькод- ной цепи измерительного электрода 1 ток создает на входном сопротивлении усилителя 8 падение напряжения, которое им усиливается и отображается в измерительном блоке 9 числовым значением, соответствующим действующему на измерительный электрод 1 значенмо интенсивности электрического поля. Если интенсивность электрического поля неравномерна, выходное напряжение модулируется по амплитуде и измерительный блок 9 при необходимости может по- казьшать дискретные значения напряженности электрического поля и его градиент в плоскости электрода 1, Для выполнения поставленной цели - цовьш1ения точности измерений - необходимо добиваться максимально возможного формируемого напряжения выходной цепи измерительного электрода 1, Это достигается наряду с указанными выше действиями и выбором скорости сканирования электронного луча 10 так, чтобы момент последующего считывания электронным лучом сигнала на данном микроучастке поверхности измерительного электрода 1 по отношению к предыдуи5ему моменту его считывания соответствовал времени релаксации полярного диэлектрика 2 измерительного электрода 1, т,е, время между двумя моментами считьшания электронным лучом 10 сформированного сигнала по поверхности измерительного электрода 1 было не меньше времени релаксации полярного диэлектрика 2, Формула изобретения Устройство для измерения напряженности электростатического поля, включающее измерительный электрод, уси3UI5205

литель сигнала н блок регистряции,измерительный электрод выполнен в

отличающеес я тем, что,виде плоской структуры полярный дис целью увеличения точности измере-электрик - полупроводник, рясгтолохен

НИИ, введены вакуумированный корпус,симметрично относительно . оси корвдоль оси которого установлены после-пусл перпендикулярно ей и закреплен

довательно источник потока электро-в отверстии, выполненном в вакуумиронов, отклоняющий блок, блок фокуси-ванном корпусе полярным диэлектриком

ровки и. блок ускорения электронов,наружу.