Способ определения удельного объемного сопротивления электрета Советский патент 1989 года по МПК G01R31/12 

1

Изобретение относится к области электроизмерений, а точнее к измерению параметров электретов.

Цель изобретения - ..увеличение точности определения удельного сопротивления электретов.

На фиг.1 представлена временная зависимость поверхностного потенциала при электризации (а) и после нее (б);

на фиг.2 - семейство теоретических (эталонных) кривых спада поверхностного потенциала, построенных согласно математической модели, в которой учитывается инжектированный заряд с соответствующими параметрами модели: безразмерным потенциалом U/Ue, безразмерным временем t, коэффициентом захвата об и частотным факторпм;

ни.

ф

СП

U/Uo(,,t)W

., ; .«о

- ,(t) при t....l, .

где e, (t) (c +17 exp - t-e7 (t) ; на фиг ,3 - спад поверхностного потенциала при разрядке электрета из полипропилена (точки - измеренные зна31Д56915

чения, линия - подобранная из семейства теоретических зависимостей,

кривая). .

Способ.определения удельного сопротивления электрета начинается с электризации образца, произведенной,

например,с помощью коронного разряда После окончания электризации снимается временная зависимость поверхност- ного потенциала бесконтактным способом с помощью вибрирующего зонда.

Определение момента времени, в котором свободные инжектированные носители заряда заведомо покинули объем электрета, происходит следующим образом,

В процессе электризации (фиг.1а) подбирается такой режим, которьй позволяет получить полную разрядную характеристику {фиг.16), содержащую участок I релаксации квазисвободного в начальный момент инжектированного заряда, переходный участок II и участок. III после полной релаксации заряда, квазисвободного в начальный момент времени.

Нелинейная часть характеристики зарядки (фиг.1а) свидетельствует об инжекции носителей заряда в электризуемый диэлектрик, т.е. о появлении активной составляющей I тока через диэлектрик при его электризации. В установившемся режиме активная составляющая Iq тока равна заданному току зарядки 1;, . Постоянство I во всем процессе зарядки обеспечивается большим по сравнению с поверхностным потенциалом электрета напряжением на разрядном промежутке.

Если коронный разряд был прекращен до момента достижения потенциала Ug начала инжекции, участка I быстро разрядки и переходного участка II

(фиг.16) нет.

.

Непосредственно после прекращения зарядки активная составляющая 1 тока вследствие непрерывности напряжения на конденсаторной структуре имеет такое-же значение, как и до момента прекращения зарядки. В то же время при зарядке до момента достижения Ug активная составляющая I,, не проявляется на фоне полного тока I, при разрядке же IQ является определяющей для изменения поверхностного потенциала, что позволяет определить его величину,

Активная составляющая тока служит для определения удельного сопротивления образцов.

Для экспериментально полученного спада поверхностного потенциала электрета (фиг.З, точки) подбирается теоретическая (эталонная) кривая (фиг,2) согласно математической модели релаксации инжектированного заряда (фиг,3, линия),

Эта кривая дает соотношение ei. между квазисвободньми и захваченными инжектированными носителями заряда, необходимое для нахождения времени завершения переходного процесса II

ХФИГ.16)

ci.+1.

где

t приведенное время окончания переходного процесса. Переход к реальному времени выполняется с помощью формулы

„

.tr

t

где 2 - любой начальный момент времени, соответствующий.,безразмерному времени t.На практике для определения р выбирается момент времени с, , что обеспечивает попадание на участок III спада поверхностного потенциала электрета, где отсутствует релаксация дополнительно инжектированных свободных носителей заряда.

Удельное объемное сопротивлени е определяется исходя из утечки заряда через активное сопротивление

40

R.p.|

L В

RS

Т

u,(ir,-t,)

(

где и,, Uj - потенциалы в момент

времени , , о (

п);

: R - активное сопротивление

образца; S - площадь измеряемой

электризованной поверхности образца; L - толщина образца. Применение способа дает более точ- ные значения удельного сопротивления электрета и позволяет более надежно определить время жизни и прогнозиро- стабильность электретных преобразователей.

51

Фор. мула изобретения

Способ определения удельного объемного сопротивления электрета, зак- лючающийся в том, что осуществляют электризацию электрета, измеряют величину поверхностного потенциала, измеряют его зависимость от времени и вычисляют удельное сопротивление, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения удельного сопротивления, сравнивают измеренную зависимость поверхностного потенциала от времени с на- бором эталонных зависимостей по па

раметру „ , по результатам сравнения определяют соответствующий момент времени С, в которьш свободные носители заряда покинули объем электрета, измеряют величины поверхностных потенциалов U и U, , coofвeтcтвyющиe моментам времени , с, и находят удельное объемное сопротивление р по -формуле

и, сгг.-с.)

р (

где о, - электрическая постоянная и относительная диэлектрическая проницаемость.

QJt/f.f

Ui

шиг.з

( 10