Устройство для измерения распределения потенциала Советский патент 1982 года по МПК G01R31/00 G01N29/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОТЕНЦИАЛА

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к области измерений электрофизических характеристик твердых диэлектриков при воздействии на них электрических полей. Известно устройство для измерения распределения потенциала в твердых диэлектриках, содержащее источник -излучения, детектор и регистрирующий прибор. Работа устройства основана на воздействии потока быстрых электронов с веществом диэлектрика в присутствии электрических полей объемных зарядов Недостатком устройства является то что в процессе измерения происходит искажение первоначального распределени зарядов в образце. Кроме того, устройство обладает малой чувствительностью Известно устройство для измерения распределения потенциала, содержащее полый шшиндр, в торцовой части которого соосно с КИМ установлены два измерительных электрода, между которыми расположен офазец и мембрана. Мембрана служит для создания волны деформации, играющей роль подвижного зонда и разрывается при подаче в полый цилицдр газа под давлением 2 . К недостаткам устройства относится сравнительно невысокая точность получаемых результатов, обусловленная длительностью фронта волны давления, возникающей при разрыве мембраны, а также то, что устройство предназначено для однократного срабатывания, поскольку для повторного срабатывания требуется замена разрушенной мембраны. Цель изобретения - : повышение точности измерения. Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения распределения потенциала, содержащее полый цилиндр, в торцовой части которого соосно с ним установлены два измерительных электрода, между которыми расположен образец, введены генератор высоковольтных импульсов, изолирующая втуттка и д1ш разрядных электрода конической формы, полый ишлиндр заполнен диэлектрической жидкостью, а разрядные электроды расположены соосно перпенди сулярно оси полого цилиндра, при этом один разрядный электрод расположен внутри изолирующей втулки и соединен с выходом генератора высоковольтных импульсов, а другой электрод подключен к общей шине, причем расстояние от разрядных электродов до второго измерительного электрода опреде 1мется соотношением:4...0, расстояние от разрядных электродов до измерительного элек: трода; D - диаметр полого цилиндра. На чертеже изображено устройство для измерения распределения потенциала содержащее два измерительных электрод 1 и 2, между которыми установлен образец из твердого диэлектрика 3. Измерительные электроды установлены в тор цовой части полого цилиндра 4, заполненного диэлектрической жидкостью 5. В полом цилиндре 4 установлены два разрядных электрода 6 и 7, причем разрядный электрод 7 заземлен, а разрядный электрод 6 соединен с выходом генератора 8 высоковольтных импульсов и изолирован от полого цилиндра изолирутоще и втулкой 9 . В качестве диэлектрической жидкости может быть использована очищенная вода с удельным сопротивлением ilO Ом.см. Устройство работает следукшим обра зом. Образец иа твердого диэлектрика 3, подвергнутый воздействию одного из фа торов, вызывакяцих образование в нем объемных зарядов, помещается между измерительными электродами 1 и 2. В определенный момент времени срабатывает генератор 8 высоковольтных импульсов, вызывая пробой разрядного промежутка, образованного разрядными электродами 6 и 7. При расширении кан аа разряда, замыкакяцего разрядный промежуток с электродами 6 и 7, гене рируется волна давлЪнЙя часть которой распространяется в направлении электрода 2, проходит сквозь него в виде акустической волны и взаимоде1 ;твует с объемным зарядом, внедренным в образец из твердого диэлектрика 3. В резутхьтате этого-взаимодействия межд 9 04 лектродами 1 и 2 образуется падение напрягкения, форма и величина которого егистрируется прибором (например, осциллографом). По виду и величине этого падения напряжения осуществляетя расчет распределения потенциала в вердом диэлектрике. Благодаря отсутстию мембраны удается существенно упростить процесс измерения и уменьшить время между следукицими друг за другом циклами измерений. Кроме того, за счет более быстрого нарастания фронта волны давления в предлагаемом устройстве по сравнению с известным значительно повышается точность измерения распределения потенциала в твердом диэлектрике. Однако при разряде в жидкости генерирукутся волны либо сферической, либо цилиндрической симметрии, а для получе ния кданимальной погрешности измере)тя необходима плоская волна давления. По- этом:у погрешность измерения будет зависеть от соотношения диаметра полого цилиндра D и расстояния между разрядными электродами л измерительным электродом, причем погрешность минимальна в диапазоне .Увеличение погрешности при P/D 1О связано с затягиванием фронта волны давления при удалении от источника возмущения. Предлагаемое устройство позволяет приблизительно в ЗО раз уменьшить время между двумя циклами измерений и в 4 раза повысить точность измерений по сравнению с известным устройством. Следует отметить перспективность применения такого устройства в исследованиях распределения, потенциала в твердом диэлектрике, требующик набора значительного статистического материала, Формула изобретения Устройство для измерения распределения потешшала, содержащее полый цилиндр, в торцовой части которого соосно с ним установлены два измерительных электрода, между которыми расположен образец, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно содержит генератор высоковольтных, импульсов, изоттрующую втулку и два разрядных электроде конической 5 9 формы, полый цилиндр заполнен диэлектрической жидкостью, а разрядные электроды расположены соосно перпендикулярно оси полого цилиндра, при этом один разрядный электрод расположен внутри изолирующей втулки и соединен с выходом генератора высоковольтных импульсов, а другой электрод подключен к шине, причем расстояние от раэрядных электродов до второго измеритель ного электрода определяется соотношением 4 . „D где к - расстояние от разрядных злектродов до измерительного электрода;00 диаметр полого циляндра.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1;Дергобузов К. А., Евдокимов О. Б., Кононов Б. А. Радиационная диагностика электрических потенциалов. М., Атомнадат, ,1978, с. 61-62. LaurenCecin Р Q Levyiner u. Nevw pr ncipEe for the (Determination o potentiaC distpibution in dielectrics, Pnvs.,Rev, Lett,977,V-38, JTe-l.p. 4b-49.