Способ измерения плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА В ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ заключающийся в возбуждении в исследуемом образце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда, отличающийся тем, что, с целью новьппения чувствительности, н исследуемом образце возбуждают механические колебания в виде стоячих волн, (Л х х чЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (1}) Зов G О 1 К 29 / 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

11

1,1 1

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л, Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523879/18-21 (22) 16.12.82 (46) 23.04.84. Бюп. М 15 (72) В. Н. Гусельников и К. А, Дергобузов (71) Челябинский государственный университет (53) 681.17(088.8) (56) 1. В. Cross. "Эффект облучения в боросиликатном стекле". Plus. Rev, 1957, Ч. 107. р. 368.

2. Розно А. Г., Громов В. В. Измерение плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках.

Письма в ЖТФ, 1979, т. 5, вып. 11, с. 649 (прототип).

2 (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА В

ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ, заключающийся в возбуждении в исследуемом образце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, н исследуемом образце возбуждают механические колебания в виде стоячих волн, 1087927

Изобретение относится к технике измерения вну ренних электростатических полей в твердых диэлектриках и может быть использовано в радио1 технической и радиоэлектронной промышленности, а также в научно-исследовательских лабораториях для неразрушающего контроля электростатических полей в твердых диэлектриках.

Известен радиационный способ из- 1О мерения плотности распределения элек" трического заряда, основанный на определении тока во внешней цепи исследуемого образца (1) .

Недостатком его является разруше- 15 ние исследуемого образца в процессе измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения плотности распределения р0 объемного заряда в твердых диэлектриках, заключающийся в возбуждении в исследуемом образце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда. Способ позволяет проводить изменения без разрушения образца или введения в него зондов, возмущающих исследуемое распределение (2J .

30, Однако чувствительность известного способа ограничена конечной длительностью фронта нарастания давления.

Целью изобретения является повышение чувствительности. 35

11оставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках, заключающемся в возбуждении в исследуемом об- " разце механических колебаний и получении электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда, в исследуемом образце возбуждают механические колебания в ви45 де стоячих волн.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ. устройство содержит исследуемый образец 1 с нанесенными на него электродами 2 и 3, соединенными с измерителем 4 тока и электромеханический

) преобразователь 5, примыкающий к электроду 3 и соединенный с выходом 55 генератора 6 синусоидальных колебаний, вход которого подключен к выходу детектора 7, Способ осуществляется следующим образом.

С помощью электромеханическогр преобразователя 5, генератора 6 синусоидальных колебаний и детектора

7 в образце 1 возбуждают стоячие волны и с помощью измерителя 4 тока измеряют ток во внейшней цепи.

Детектор 7 служит для идентификации режима установления стоячей волны в исследуемом образце 1.. В качестве такого детектора может быть использован, например, измеритель силы тока в цепи генератора.

Если между электродами на глубине, находится плоскость с поверхностным зарядом 6 кл/M то наведен" 2 ная плотность заряда на электродах, расстояние между которыми d равна

6 d (1) 1;-g (Д-х) ъб =- — х а

При перемещении заряженной плоскости со скоростью v (x Ц через измеритель 4 потечет ток, плотность которого

;() 1 1=l )(ц А d д =з а а

Если между электродами имеется объемный заряд с распределением ))()() то наведенный ток а (ç) И.d J P(»)v(»,t)d» о

В образце создаются стоячие волны, когда толщина образца о кратна половине длины волны A ..

d=n 9 /2 (n=l, 2, 3, ...). И)

При этом искомое распределение электрического заряда P() ) и плотность тока в цепи электродов 11). ) связаны соотношением

Я („(tl= и = d6i»4ltJ P(»)ca»()d» /ц»,(5)

О де 6 — поверхностная плотность заряда;

7() — амплитудное значение колебательной скорости частиц;

41 - частота колебаний.

Измеряют амплитудные значения тока в цели электродов последовательно при частотах колебаний, удовлетворяю" щих условию (4)„ затем решают уравнение (2) относительно р()() . Имеются стандартные программы решения подобных уравнений (обратное преобразо" вание Фурье).

1087927

Составитель Е. Плужникова

Редактор О. Черниченко Техред M. Гергель

Корректор В. Синицкая

Заказ 2652/42 Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )l(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал П1Ш "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Чувствительность измерения предлагаемым способом определяется минимальным значением тока, измеряемого с допустимой погрешностью. Стандартные приборы позволяют - измерять амплитудное значение тока в единицах наноампер с точностью -3 .

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является высокая чувствительность, достигаемая за счет простой синусоидальной формы используемых колебаний, вследствие чего исчезает определяющее влияние формы возбуждаемого импульса давления на величину измеряемого сигнала.