Способ восстановления электрического поля в твердых диэлектриках Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 G01N27/00 

1

(21)4722653/21

(22)18.07.89

(46) 15.10.91. Бюл. №38

(71)Институт электродинамики АН УССР

(72)Е.В.Костенко, И.А.Криштафович и Ю.В.Романенко

(53)621.315(088.8)

(56)Лебедев С.М. и др. Устройство для акустического зондирования электрического поля в твердых диэлектриках. - ПТЭ, 1988, Me 6, с. 165-168.

(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ

(57)Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для измерения электрофизических характеристик твердых диэлектриков при воздействии на них электрических полей. Целью изобретения является повышение точности восстановления электрического поля в твердых диэлектриках, которые имеют толщину, большую одного миллиметра. На исследуемый образец воздействуют импульсом акустического давления, измеряют амплитуду и форму возбужденного электрического сигнала на двух стенках исследуемого образца в течение периода прохождения импульса акустического давления. Изобретение включает генератор 1, датчики 5, 6, электроды 3, исследуемый образец 4, усилитель 7, осциллограф 8. Особенностью изобретения является введение второго датчика 6, позволяющего измерить амплитуду и форму возбуждаемого электрического сигнала на выходе исследуемого образца 1 ил.

ё

О 00

О О

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для измерения электрофизических характеристик твердых диэлектриков при воздействии на них электрических полей.

Цель изобретения - повышение точности восстановления электрического поля в твердых диэлектриках, которые имеют толщину, большую одного миллиметра.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ для восстановления электрического поля в твердых диэлектриках.

Устройство для восстановления электрического поля в твердых диэлектриках включает генератор 1 электрических импульсов, измерительную ячейку 2, электроды 3, исследуемый твердый диэлектрик 4, пьезоэлектрические датчики 5, б, двухка- нальный усилитель 7, запоминающий осциллограф 8.

Генератор 1 электрических импульсов подает импульсы напряжения в измерительную ячейку 2 с электродами 3, между которыми расположен диэлектрик 4. Вплотную к электродам установлены пьезоэлектрические датчики 5, 6, с выходов которых снимают электрические сигналы и подают на двухканальный усилитель 7, соединенный с запоминающим осциллографом 8.

Устройство для восстановления электрического поля в твердых диэлектриках работает следующим образом.

Образец из твердого диэлектрика 4 помещают между электродами 3, вплотную к которым прижимают пьезоэлектрические датчики 5, 6.

Источником акустических импульсов служит пьезоэлектрический датчик 5, на который от генератора 1 подается импульс напряжения, при этом пьезоэлектрическим датчиком формируется акустический импульс, который передается на диэлектрик и взаимодействует с объемным зарядом диэлектрика. В результате этою взаимодействия между электродами 3 возникает разность потенциалов, форма и величина которой регистрируется измерительным прибором.

Для восстановления формы входного и выходного акустических импульсов измеряют амплитуды электрических сигналов, возникающих на выходе пьезодатчиков 5, 6 при воздействии на них акустического давления, и определяют величину акустического давления из соотношения

Р Ј U вы

, (1)

где k - пьезоэлектрическая постоянная пластинки приемника;

L - толщина пьезопластинки пьезодат- чика:

UBMX - амплитуда электрического сигнала на выходе пьезодатчика.

Таким образом определяют величину акустического давления на передней и задней поверхностях диэлектрика.

Для того, чтобы восстановить форму и

амплитуду акустического импульса в объеме диэлектрика, раскладывают акустические импульсы, снятые с пьезоэлектрических датчиков 5, 6, в гармонический ряд и получают ряд гармонических колебаний с различными амплитудами,

Зная амплитуды акустических импульсов на передней и задней поверхностях ди- электрика, из формулы поглощения

звуковых волн

a(z)-a0e Уг (2)

25

определяют коэффициент поглощения

In АШ

у -

а, (3)

0

5

0

5

0

5

где a(z) - амплитуда акустического импульса на задней поверхности диэлектрика;

а0 амплитуда акустического импульса на передней поверхности диэлектрика;

z - толщина диэлектрика.

Определив коэффициент поглощения у , рассчитывают амплитуду каждой гармоники акустического импульса в любой точке диэлектрика и, просуммировав полученные амплитуды, восстанавливают форму и амплитуду акустического импульса в любой точке диэлектрика

Поскольку наличие объемного заряда в диэлектрике не влияет на форму и амплитуду акустического импульса, проходящего через диэлектрик, то, восстановив акустический импульс и измерив разность потенциалов на электродах 3, можно восстановить форму электрического поля в объеме диэлектрика.

Формула изобретения Способ восстановления электрического поля в твердых диэлектриках, включающий воздействие на исследуемый твердый диэлектрик импульса акустического давления, измерение величины и формы возбужденного электрического сигнала на исследуемом твердом диэлектрике в течение периода прохождения импульса акустического дав

ления на одной из стенок исследуемогоновления электрического поля в твердых дитвердого диэлектрика и огтределение фор-электриках, которые имеют толщину, боль

мы электрического поля в объеме исследуе-шую одного миллиметра, измеряют

мого твердого диэлектрика по результатудополнительно амплитуду и формуимизмерений, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что.5 пульса акустического давления на второй

с целью повышения томности восста-стенке исследуемого твердого диэлектрика.