Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов Советский патент 1975 года по МПК G01R29/12 

1

Известные устройства для бесконтактного измерения электрических потенциалов, выполненное в виде металлического электрода, расположенного в электростатическом экране с отверстием, характеризуются низкой линейной разрешающей способностью и чувствительностью.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем торцовая поверхность электрода, обращенная к объекту измерения, углублена внутрь экрана, а отверстие в экране закрыто диэлектрической вставкой, состоящей из шайбы, касающейся торцовой рабочей поверхности электрода и выполненной из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, например титаната бария, и наружного слоя, расположенного между боковой поверхностью электрода и экраном и выполненного из материала с низкой, относительно электрода и экрана, диэлектрической проницаемостью.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого устройства.

Устройство содержит электрод 1, электростатический экран 2 и соединительный проводник 3, помещенный в экран. Отверстие экрана закрыто диэлектрической вставкой, состоящей из щайбы 4, выполненной из материала с высокои диэлектрической проницаемостью, например титаната бария, и слоя 5 из материала с низкой диэлектрической проницаемостью по сравнению с материалом электрода и экрана.

В процессе измерений (электрода и экрана) торцовая поверхность электрода 1 приближается к контактной площадке или печатному проводнику 6, потенциал которого необходимо измерить. В предлагаемом устройстве торцовая рабочая поверхность электрода 1 не выступает за пределы экрана 2, а наоборот, погружена внутрь его, что сужает диаграмму направленности и зону чувствительности устройства и улучшает его линейную разрешающую способность, так как боковая поверхность электрода 1 оказывается хорошо экранированной краями экрана. Зона чувствительности в такой конструкции практически не превышает диаметра электрода 1, поэтому соседние с контролируемым проводником 6 близко расположенные проводники 6 и 6 практически не влияют на потенциал электрода 1, так как они частично отделены от электрода краем экрана или средой (воздухом) с низкой диэлектрической проницаемостью. Вместе с тем чувствительность к изменению потенциала контролируемого проводника 6 увеличивается, так как емкость между его поверхностью и рабочей торцовой поверх3

ностью электрода 1 значительно возрастает благодаря введению в отверстие экрана шайбы 4 из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, например титаната бария. В пределе прикасания шайбой поверхности проводника увеличение чувствительности оказывается равным величине относительной диэлектрической проницаемости материала шайбы и может достигать нескольких порядков. Увеличению чувствительности способствует также то, что слой 5 с низкой диэлектрической проницаемостью между боковой поверхностью электрода 1 и с экраном 2 позволяет сохранить между ними низкое значение паразитной входной емкости, увеличивая тем самым коэффициент передачи полезного сигнала на вход последующего усилителя (на чертеже не показан). Следовательно, предлагаемое устройство обладает высокими чувствительностью н линейной разрешающей способностью.

Предмет изобретения

Устройство для бесконтактного измерения электрических потенциалов, выполненное в виде металлического электрода, расположенного в электростатическом экране с отверстием, отличающееся тем, что, с целью Повышения линейной разрешающей способности и чувствительности, торцовая поверхность электрода, обращенная к объекту измерения, углублена внутрь экрана, а отверстие в экране закрыто диэлектрической вставкой, состоящей из шайбы, касающейся торцовой рабочей поверхности электрода и выполненной из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, например титаната бария, и наружного слоя, расположенного между боковой поверхностью электрода и экраном и выполненного из материала с низкой, относительно электрода и экрана, диэлектрической проницаемостью.

iZZZ

Z22.