Устройство для исследования фотовольтаического тензоэффекта Советский патент 1992 года по МПК G01B7/16 H01L31/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам исследования влияния деформации на величину фото-ЭДС фотоэлементов (фотовольтаического тензоэффекта).

Известно устройство для исследования тензоэффекта. содержащее вакуумную камеру, опору упругих элементов, упругие эп& менты, закрепленные на опоре, с наклеенными тензодатчиками и нагрузочное устройство. Нагрузочное устройство выполнено в виде манипулятора с сильфойным уплотнением и комплекта сменных грузов. Известно также устройство для исследования тензоаффекта, содержащее балку равного сечения, на которой устанавливаются исследуемые тензодатчики. Недостатком данных устройств является невозможность

исследования фотовольтаического тензоэффекта. а также сложность конструкции и большие габариты.

Известно устройство для исследования Тензозффектов. содержащее упругую балку, установленные на основании с помощью зажима, винт, осуществляющий изгиб балки и источник света. При этом основание выполнено в форме пластины с выступом на одном из ее концов и со сквозным резьбовым от верстием на другое конце. Винт выполнен с выступами, взаимодействующими со свободным концом тензрбалки. Исследуемые образцы жестко связаны с упругой балкой и деформируются при ее деформации. К образцам присоединены электроды. Устройство позволяет исследовать фото вол ьтаический эффект при влиянии деформации на образец.

Недостатком известного решения является невысокая точность измерения при исследовании фотовольтаического тензозффекта, что связано с изменением уровня освещенности рабочей поверхности балки в процессе ее деформации.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения постоянного уровня освещенности центра рабочей поверхности тензобалки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник света и механизм деформирования фотовояьтаического злемента, включающий основание в форме пластины, тензометрическую балку и винт, пластина выполнена с выступом на одном из ее концов и со Сквозным резьбовым отверстием на другом конце, винт выполнен с выступами, взаимодействующими со свободным концом тензобалки, последняя закреплена на выступе параллельно пластине, а винт установлен в резьбовом отверстии с возможностью перемещения в плоскости наименьшей жесткости тензобалки. Дополнительно установлены предметный стол и пара опор, при зтом опоры закреплены на пластине противоположно выступу на линии, перпендикулярной оси симметрии тензобалки, и образующих совместно с винтом систему трехточечного опирания основания на плоскость предметного стола, выступы винта размещены в средней его части, а источник света закреплен над серединой рабочей поверхности тензобалки.

Устройство позволяет деформировать тензометрическую балку с помощью винта при его вращении. Одновременно винт упирается о предметный стол и приподнимает {или опускает) основание (пластину) относительно предметного стола в точке упора винта. Это приводит к постоянству уровня освещенности рабочей поверхности балки в процессе ее деформац1;1и и повышению точности измерений фотовбльтёического тензоэффекта.

На фиг.1 показана конструкция устройства, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху: на фиг.З - система рисок для контроля прогиба свободного конца тензобалки.

Устройство для исследования фотовольтаического тензоэффёкта со держит упругую тензометрическую балку 1 равного сопротивления изгибу, изготовленную из углеродистых сортов стали. Балка 1 закреплена на выступе 2 у одного из концов основания 3, выполненного в форме пластины. Винт 4 установлен в резьбовом отверстии пластины 3 у другого ее конца, с возможностью перемещения в плоскости наименьшей жесткости тензобалки, и оперт на предметный стол 5. Балка 1, основание 3 и винт 4 являются злементами механизма деформирования. При зтом в недеформированном состоянии балка 1 параллельна пластине 3. Между свободным концом балки 1 и выступами 6 и 7, размещенными в средней

части винта 4, имеется зазор (30-50 мкм). На балке 1 жестко установлен (приклеен, напылен или осажден) исследуемый фотоэлемент 8с электродами 9. Конструктивно пластина

3 с винтом 4 и парой опор 10 свободно лежит

на предметном столе 5. Опоры 10 закреплены на пластине 3 противоположно выступу 2 на перпендикулярной оси симметрии балки 1. Опоры 10 образуют совместно с винтом 4 систему трехточечного опирания

основания 3 на плоскость предметного стола 5.

На балке 1 нанесена риска 11, а на винте 4-две длинные риски 12 и ряд коротких 13, которые делят винт 4 по окружности, например. на 12 частей, т.е. угол между двумя соседними рисками составляет 30. Шаг резьбы винта 4 равен, например, 0,5-1 мм. Поворот винта 4 от одной риски 12 к другой соответствует смещению винта 4 в вертикальном (осевом) направлении на величину полного зазора между выступом 6 или 7 и балкой 1. При растяжении фотоэлемента 8 отсчет угла поворота винта 4 начинается от одной риски 12, при сжатии - от другой

риски 12. Источник света (на фиг.1 Ноказан ход его лучей) расположен над серединой рабочей поверхности тензобалки 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (фиг. 1) балка 1 не деформирована, световой луч падает вертикально на фотоэлемент 8. При вращении винта 4 по или против часовой стрелки винт 4 смещается вниз или вверх по резьбе в

основании 3. Вследствие этого выступы 6 и 7 воздействуют на узкий конец балки 1, что приводит к ее деформации выпуклостью вверх или вниз. Это приводит; к соответствую ющей деформации образца 8. Однобременно при вращении винта 4 он, опираясь о предметный стол 5, приподнимает или опускает пластину 3 таким образом, что балка 1 (область ее средней части) остается а горизонтальной плоскости и, следовательно, луч

света падает под прямым углом не фотоэлемент 8, так же как и в случае недеформированной балки, обеспечивает постоянство уровня освещенности фотоэлементе 8.

Величина относительной деформации Е определяется по выражению

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для исследования влияния деформаций на величину фотО'ЭДС фотовольтаических элементов. Цель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения постоянного уровня освещенности центра рабочей поверхности тензобалки. Для этого механизм деформирования фотовольтаиче- ского элемента, выполненный в виде основания с консольно закрепленной тензо- балкой. изгибаемой винтом, перемещающимся в теле основания, оперт на предмет- ный стол с возможностью поворота основания в плоскости изгиба тензобалки при вращении В1лнта. а V1cтoчник света неподвижно закреплен над серединой рабочей поверхности тенаобалки. 3 ил.