SU781717A1 - Устройство дл измерени электрического потенциала зар женной поверхности - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА

ЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относитс  к измеритель ной технике, а именно к устройствам дл  определени  поверхностного электрического потенциала, и предназначено дл  исследовани  распределени  электрического потенциала на поверхности зар женных твердых и жидких тел .

Известно устройство дЛ  измерени  поверхностного потенциала зар женных твердых тел, содержащее зонд с неподвижным измерительным электродом, окру же-нным экраном, имеющим форму конуса с отверстием в вершине, и усилитель с регистрирующим прибором, ко входу которого подключен измерительный элек трод ij .

Недостатками этого устройства  вл ютс  малые чувствительность и разрешающа  способность. .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  потенциала зар женной поверхности, содержащее зонд с вибрирук дим измерительным электродом, подключенный ко входу усилител , выход которого соединен с регистратором 2.

Известное усЬгройство имеет высокую чувствительность, однако разрешающа  способность его недостаточно

высока  вследствие наличи  поперечных колебаний измерительного электрода , что увеличивает эффективный диаметр электрода. Кроме того, при малых рассто ни х зонда от исследуемой поверхности возможен пробой воздушного промежутка.

Цель изобретени  - повышение разрешающей способности устройства.

О Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  измерени  электрического потенциала зар женной поверхности, содержащий зонд с вибрирующим измерительным элек-15 тродом, соединенный со входом усилител  с регистратором на его выходе, зонд снабжен заземленным конусным экраном с отверстием в его вершине, в котором расположен покрытый жестким

20 диэлектрическим слоем измерительный электрод с возможностью выхода из отверсти  экрана, и дополнительным электродом, концентрически расположенным относительно измерительного

25 электрода и подключенным ко входу

усилител , выход которого соединен . с зар женной поверхностью.

На фиг; 1 изображена электрическа  схема устройства; на фиг. 2 30 конструкци  зонда.

Устройство содержи зонд, представл ющий собой заземленный конусный экран 1 с отверстием в вершине. В экране 1 расположены измерительный электрод, выполненный в виде ните- .

образного п:р6вЬднйка 2, покрытсГго жестким диэлектрическим слоем 3, и ополнительный электрод 4 в виде кольца , концентрически расположенного относительно измерительного электрода.

Электрод 4 с помощью проводника 5 соединен со входом усилител  6, на выходе которого включен регистратор 7.Выход усилител  б соединен также с исследуемой зар женной поверхностью 8 образца. Колебательна  система 9 приводит измерительный зонд в колебани  в продольном направлении

с ВОЗМОЖНОСТЬЮ выхода из Ьтвёрстй  экрана 1, На изол торе 10 крепитс  ополнительный электрод 4,

Работа устройства основана на принципе динамического конденсатора, непОдвйжную пластину которого составл ет зар женна  поверхность 8, а подвижную - конец нитеобразного проводника 2 вибрирующего измерительного элеКтгрода.

При изменении рассто ни  Н между зар женной поверхностью 8 и нитеобразным проводником 2 измен етс  емкость динамического конденсатора, вызывающа  изменение напр жени  на его . пластинах.

Переменное напр жение с нитеобразного проводника 2 через емкость проводника 2 и дополнительный электрод 4 поступает на вход усилител  6, в

состав которого вход т электрометриЧ .еский усилитель, усилитель переменного тока и демодул тор. Так как измерительный электрод, усилитель и зар женна  поверхность образца охвачены отрицательной обратной св зью, то напр жение на регистратор,е 7 |равно

U

-{-И / К

где В - измер емый потенциал, :

К - общий коэффициент усилени 

устройства.

При достаточно большом коэффициенте усилени  К потенциал измерительного электрода равен измер емому потенциалу вданной точке поверхности зар женного образца. Это позвол ет приблизить измерительный электрод к поверхности на рассто ние, близкое к амплитуде вибраций электрода, не вызыва  перераспределени  потенциала и электрического пробо . Вли ние измерительного элект{5ода на картину расгпред ел е ни  пове рх ност н о го потенциала будет тем меньше, чем меньше разница потенциалов д Е между зондом и :поверхностью образца, равна 

Л Е Е

1 + К

5При л к меньше 0,001Е. Эта

разница автоматически поддерживаетс  во врем  измерений,

Разрешающа  способность устройства S определ етс  выражением 10

5..R-(.±1),

где R - радиус проводника измерительного электрода.

5 При рассто нии Н, не превышающем размеры выступающего конца нитеобразного проводника 2, разрешающа  способность определ етс  его площадью и может достигать нескольких квадратQ ныхмикрон.

Конусна  форма экрана 1, имеющего нулевой потенциал, диаметр отверсти  которого больше диаметра проводника измерительного электрода, выход щего из экрана, исключает вли ние экрана на картину распределени  потенциала и уменьшает паразитную емкость зонда. Жестка  конструкци  измерительного электрода защищает его от случайных поврёждений и исключает поперечные

0 колебани , которые привод т к увеличению эффективной площади электрода,Устройство позвол ет получить при заданной чувствительности измерений достаточно высокую разрешающую способность.

изобретени 

Устройство дл  измерени  электрического потенциала зар женной поверхности, содержащее зонд с вибрирующим измерительным электродом, соединенный

со входом усилител  с регистратором

на его выходе, отличающеес   тем, что, с целью повышени  разрешающей способности, зонд снабжен заземленным конусным экраном с отверстием в его вершине, в котором с возможностью выхода из отверсти  экрана расположен покрытый жестким диэлектрическим слоем измерительный электрод, и дополнительным электродом, концентрически расположенным относительно измерительного электрода и подключенным ко входу усилител , выход которого ч::оединен с зар женной поверхностью. 5 Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 1281573, кл. 21е 29/14, опублик. 1968.

2.Гайд лис В. И. и др. Физические 0 процессы в электрофотографических

сло хи if О.Вильнюс, Минтис, 1968, с. 89 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения электрического потенциала заряженной поверхности, содержащее зонд с вибрирующим измерительным электродом, соединенный ' со входом усилителя с регистратором на его выходе, отличающеес я тем, что, с целью повышения разреди шающей способности, зонд снабжен заземленным конусным экраном с отверстием в его вершине, в котором с возможностью выхода из отверстия экрана расположен покрытый жестким диэлектрическим слоем измерительный электрод, и дополнительным электродом, концентрически расположенным относительно измерительного электрода и подключенным ко входу усилителя, выход которого соединен с заряженной поверхностью.