SU1149191A1 - Device for measuring electric potential distribution - Google Patents

Device for measuring electric potential distribution Download PDF

Info

Publication number
SU1149191A1
SU1149191A1 SU823547694A SU3547694A SU1149191A1 SU 1149191 A1 SU1149191 A1 SU 1149191A1 SU 823547694 A SU823547694 A SU 823547694A SU 3547694 A SU3547694 A SU 3547694A SU 1149191 A1 SU1149191 A1 SU 1149191A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
voltage
amplifier
measuring probe
Prior art date
Application number
SU823547694A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альгимантас Теодорович Добровольскис
Казимерас Стяпович Мотеюнас
Станисловас Юозович Сакалаускас
Original Assignee
Вильнюсский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Государственный Университет Им.В.Капсукаса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вильнюсский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Государственный Университет Им.В.Капсукаса filed Critical Вильнюсский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Государственный Университет Им.В.Капсукаса
Priority to SU823547694A priority Critical patent/SU1149191A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1149191A1 publication Critical patent/SU1149191A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

УСТРС СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕдаЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЩШ1А , содержащее последовательно соединенные измерительньй зонд, выполненный в вцде вибрирующего электрода , усилитель переменного напр жени  , последовательно соединенные фазовращатель, синхронный детектор, усилитель посто нного напр жени  и регистратор, генератор, подключенный к опорному входу синхронного детектора и измерительнсму зонду, блок перемещени  измерительного зонда , при этом выход усилител  посто нного напр жени  соединен с электропровод щей подложкой дл  размещени  исследуемого объекта, о т л и ч а ю .щ е е с   тем, что, с целью повышени  его точности, между выходс« усилител  переменного напр жени  и входом фазовращател  включен фильтр первой гармоники, метк у выходом усилител  переменного напр жени  и управл ющим входом блока перемещени  измерительного зонда включены последовательно фильтр (Л второй гармоники, детектор, блок делени , второй вход, которого соединен с выходом синхронного детектора и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом введенного регулируемого источника опорного напр жени . 4 09 USTRS GUSTs FOR MEASURING RASPREdaLENIYa ELECTRIC POTENSCHSH1A comprising serially connected measurement probes arranged in vtsde vibrating electrode power AC voltage, series-connected phase shifter, a synchronous detector, an amplifier DC voltage and the registrar, the generator connected to the reference input of the synchronous detector and izmeritelnsmu the probe, the measuring probe moving unit, while the output of the DC amplifier is connected to an electrically conductive substrate to accommodate the object under study, so that, in order to increase its accuracy, between the output of the AC voltage amplifier and the input of the phase shifter the first harmonic filter is turned on, the label at the output of the AC voltage amplifier and the control input of the measuring probe moving unit is connected in series to the filter (L of the second harmonic, detector, dividing unit, the second input, which is connected to the output of the synchronous detector and the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the input variable o source of reference voltage. 4 09

Description

Изобретение относитс  к технике электрических измерений и может быт использовано при исследовании зар женньк поверхностей электрографических -и видиконовых слоев. Известно устройство дл  измерени  локальной плотности поверхностного зар да, содержащее зрнд с вйбри . рующим измерительньм электродом, модул тор, генератор высокой часто .ты, блок индикации индуцированного зар да и блок обратной св зи СО- . Однако устройство дл  измерени  локальной плотности поверхностного зар да не обеспечивает точность изме рений распределени  электрического потенциала на поверхност х с произвольной топографией, так как не всег да можно.возбуждать высокочастотное электромагнитное поле на зар женной поверхности исследуемого объекта, не искажа  реального распределени  электрического потеницала, кроме того , высокочастотное электромагнитное поле может измен ть электрически свойства исследуемого объекта. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устрой ство дл  измерени  распределени  электрического потенциала, содержащее последовательно соединенные измерительный зонд, выполненный в виде вибрирующего электрода, усилитель переменного напр жени , последовател но соединенные фазовращатель, синхронный детектор, ycHnHTejjb посто нного напр жени  и регистратор, генератор , подключенный к опорному входу синхронного детектора и измерительному зонду, блок перемещени  иэмерительного зонда, при этом выход усили тел  посто нного напр5шени  соединен с электропровод щей подложкой дл  размещени  исследуемого объекта С2 Однако известное устройство дл  .измерени  распределени  электрическо го потенциала не обеспечивает высокую точность измерений. Цель изобретени  - повышение точности . Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  распределени  электрического потенциала содержащем псследовательно соединенные измерительный зонд, вьшолненный в виде вибрирующего электрода, усилитель переменного напр жени , последовательно соединенные фазовраща1 тель, синхронный детектор, усилитель посто нного напр жени  и регистратор , генератор, подключенный к опорному входу синхронного детектора и измерительному зонду, блок перемещени  измерительного зонда, при этом выход усилител  посто нного напр жени  соединен с электропровод щей подложкой дл  размещени  исследуемого объекта, между выходом усилител  переменного Напр жени  и входом фазовращател  включен фильтр первой гармоники, между выходом усилител  переменного.напр жени  и управл ющим вхо.цом блока перемещени  измерительного зонда включены последовательно фильтр второй гармоники,детектор , блок делени , второй вход котоporo соединен с выходом синхронного детектора, и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом введенного регулируемого источника опорного напр жени . На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства дл  измерени  распределени  электрического потенциала. Устройство содержит измерительный зонд 1, выполненный в виде вибрирующего электрода, усилитель 2 переменного напр жени , фазовращатель 3, синхронный детектор 4, усилитель 5 посто нного напр жени , регистратор 6, генератор 7, блок 8 перемещени  измерительного зонда 1, электропровод щую подложку 9 дл  размещени  исследуемого объекта, фильтр 10 первой гармоники, фильтр 11 второй гармоники, детектор 12, блок 13 делени  и блок 14 сравнени , регулируемый источник 15 опорного напр жени . Устройство дл  Измерени  распределени  электрического потенциала работает следующим образом. Сигнал на выходе усилител  2 переменного напр жени  содержит кроме первой, и другие высшие гармоники, причем при параметрах входной цепи устройства 0,1 соотношение первой и другой высшей гармоники обратно пропорционально коэффициенту модул ции емкости или пропорционально рассто нию от измерительного зонда 1 до поверхности исследуемого объекта. Работа данного устройства основана на анализе соотношени  первой и второй гармоник сигнала. С выхода измерительного зонда 1 на усилитель 2 поступает напр жение пропорциональное преобразуемому электрическому потенциалу исследуемого образца, которое усиливаетс  и через фильтр 10 первой гармоники и фазовращатель 3, который служит дл  компенсации фазовых сдвигов входной цепи усилител  и фильтра 10 перва  гармоника сигнала поступает на синхронный детектор 4, который преобразует переменное напр жение в посто нное, которое усиливаетс  усилителем 5 посто нного напр жени  и далее регистрируетс  регистратором 6. Напр жение с выхода усилител  5 посто нного напр жени  поступает и на электропровод щую подложку 9, что обеспечивает 100% отрицательную св зь, повышающую точност измерени  электрического потенциала образца. С выхода усилител  2 переменного напр жени  усиленное переменное напр жение поступает также на 1фштьтр 11 второй гармоники, который служит дл  вьщелени  второй гармони ки сигнала. Втора  гармоника сигнал преобразуетс  в посто ное напр жени детектором 12, которое, как и посто нное напр жение с выхода синхрон ного детектора 4, поступает на блок делени . Блок 13 делени  выполн ет операцию делени  напр жени  с выхода синхронного детектора 4 на посто гнное напр жение с выхода детектора 12, вьщава  на выходе напр жение , пропорциональное их отношение. Из-за изменени  отношени  первой и второй гармоник сигнала при изменении рассто ни  от измерительного зонда 1 в виде вибрирующего электрода и исследуемой поверхности мен етс  и выходное напр жение блока 13.Блок 14 сравнени  сравнивает это напр жение и заданным напр жением регулируемого источника 15 опорного напр жени  и вьщает сигнал, управл ющий блоком 8 перемещени  измерительного зонда 1, который, в зависимости от того, выше или ниже заданного напр жени  регулируемого источника 15 напр жени  выходное напр жение блока 13, приближает или отдал ет измерительный зонд 1 в ввде вибрирующего электрода к поверхности исследуемого объекта. Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность измерени  распределени  поверхностного электрического потенциала, так как измерительный зонд 1 может иметь значительно меньший радиус (нижний предел определ етс  механической прочностью материала вибрирующего измерительного электрода). Устройство также позвол ет поддерживать посто нное рассто ние t от измерительного зонда t до поверхности исследуемого объекта более точно , так как отношение первой и второй гармоник измен етс  пропорционально этому рассто нию (т.е., при изменении рассто ни  на два пор дка, отношение гармоник измен етс  тоже на два пор дка).The invention relates to the technique of electrical measurements and can be used in the study of the charging surfaces of electrographic and vidicon layers. A device for measuring the local density of a surface charge is known, which contains a wave with a vibra. a measuring electrode, a modulator, a high frequency generator., an induced charge indication unit and a CO- feedback unit. However, a device for measuring the local density of surface charge does not provide accurate measurements of the distribution of electric potential on surfaces with an arbitrary topography, since it is not always possible to excite a high-frequency electromagnetic field on the charged surface of the object under study, without distorting the actual distribution of the electric potential, except In addition, the high-frequency electromagnetic field can change electrically the properties of the object under study. The closest technical solution to the invention is a device for measuring the distribution of electric potential, containing a series-connected measuring probe, made in the form of a vibrating electrode, an AC voltage amplifier, a series-connected phase shifter, a synchronous detector, a ycHnHTejjb and a dc voltage recorder, a generator connected to the reference input of the synchronous detector and the measuring probe, the displacement unit of the measuring probe, and the output of the force of the body is constant nnogo napr5sheni connected to the electrically conductive substrate for accommodating the test object C2 However Measurements were known device for distributing electric capacity of not provide high measurement accuracy. The purpose of the invention is to improve accuracy. The goal is achieved by the fact that, in a device for measuring the distribution of electric potential, there is an alternating connected measuring probe, made in the form of a vibrating electrode, an alternating voltage amplifier, a series-connected phase shifter, a synchronous detector, a direct voltage amplifier and a recorder, a generator connected to the reference the input of the synchronous detector and the measuring probe, the moving unit of the measuring probe, and the output of the DC amplifier Connected with an electrically conductive substrate to accommodate the object under study, a first harmonic filter is connected between the output of the AC voltage amplifier and the input of the phase shifter, between the output of the AC voltage amplifier and the control input of the measuring probe movement unit, the second harmonic filter in series is connected, detector, unit the division, the second input of which is connected to the output of the synchronous detector, and the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the inputted adjustable source of the reference voltage and The drawing shows the structural electrical circuit of the device for measuring the distribution of electric potential. The device includes a measuring probe 1, made in the form of a vibrating electrode, an alternating voltage amplifier 2, a phase shifter 3, a synchronous detector 4, a constant voltage amplifier 5, a recorder 6, a generator 7, a displacement unit 8 of the measuring probe 1, an electrically conductive substrate 9 for placing the object under study, the first harmonic filter 10, the second harmonic filter 11, the detector 12, the dividing unit 13 and the comparison unit 14, an adjustable reference voltage source 15. The device for measuring the distribution of electric potential works as follows. The signal at the output of the alternating voltage amplifier 2 contains, besides the first, other harmonics, and with the input circuit parameters of the device 0.1, the ratio of the first and other higher harmonics is inversely proportional to the modulation factor of the capacitance or proportional to the distance from the measuring probe 1 to the surface of the object under study . The operation of this device is based on the analysis of the ratio of the first and second harmonics of the signal. From the output of the measuring probe 1, the amplifier 2 receives a voltage proportional to the transformed electrical potential of the sample under study, which is amplified through the first harmonic filter 10 and the phase shifter 3, which serves to compensate for the phase shifts of the input circuit of the amplifier and filter 10, the first harmonic signal goes to the synchronous detector 4 which converts an alternating voltage into a constant, which is amplified by a constant voltage amplifier 5 and then recorded by the recorder 6. The voltage output from the device A constant voltage cell 5 is also applied to the electrically conductive substrate 9, which provides a 100% negative coupling that increases the accuracy of the measurement of the electric potential of the sample. From the output of the alternating voltage amplifier 2, the amplified alternating voltage is also supplied to the second frequency 11 of the second harmonic, which serves to separate the second harmonic of the signal. The second harmonic signal is converted to a constant voltage by the detector 12, which, like the direct voltage from the output of the synchronous detector 4, is fed to the dividing unit. The division unit 13 performs the operation of dividing the voltage from the output of the synchronous detector 4 to the constant voltage from the output of the detector 12, the output voltage being proportional to their ratio. Due to the change in the ratio of the first and second harmonics of the signal as the distance from the measuring probe 1 in the form of a vibrating electrode and the surface under study changes, the output voltage of the unit 13. The comparison unit 14 compares this voltage with a predetermined voltage of the adjustable source 15 of the reference voltage. signal and controls the moving unit 8 of the measuring probe 1, which, depending on whether the output voltage of the unit 13 is higher or lower than the specified voltage of the adjustable voltage source 15 The sensor probe 1 in the input of the vibrating electrode to the surface of the object under study is given. The proposed device makes it possible to improve the measurement accuracy of the distribution of the surface electric potential, since the measuring probe 1 can have a much smaller radius (the lower limit is determined by the mechanical strength of the material of the vibrating measuring electrode). The device also allows you to maintain a constant distance t from the measuring probe t to the surface of the object under study more accurately, since the ratio of the first and second harmonics changes in proportion to this distance (i.e., when the distance changes by two orders, the ratio the harmonics are also changed by two orders of magnitude).

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА, содержащее последовательно соединенные измерительный зонд, выполненный в виде вибрирующего электрода, усилитель переменного напряжения , последовательно соединенные фазовращатель, синхронный детектор, усилитель постоянного напряжения и регистратор, генератор, подключенный к опорному входу синхронного детектора и измерительному зонду, блок перемещения измерительного зонда, при этом выход усилителя постоянного напряжения соединен с электропроводящей подложкой для размещения исследуемого объекта, о т л и ч а годе е с я тем, что, с целью повышения его точности, между вых одем усилителя переменного напряжения и входом фазовращателя включен фильтр первой гармоники, между выходом усилителя переменного напряжения и управляющим входом блока перемещения измерительного зонда включены последовательно фильтр второй гармоники, детектор, блок деления, второй вход, которого соединен с выходом синхронного детектора и блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом введенного регулируемого источника опорного напряжения.DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL POTENTIAL DISTRIBUTION, comprising a serially connected measuring probe made in the form of a vibrating electrode, an alternating voltage amplifier, a phase shifter, a synchronous detector, a constant voltage amplifier and a recorder, a generator connected to the reference input of a synchronous detector and a measuring probe, a movement unit measuring probe, the output of the DC amplifier connected to an electrically conductive substrate for The location of the studied object, and the fact that, in order to increase its accuracy, the first harmonic filter is switched on between the output of the AC voltage amplifier and the input of the phase shifter, between the output of the AC voltage amplifier and the control input of the measuring probe moving unit a second harmonic filter, a detector, a division unit, a second input, which is connected to the output of the synchronous detector, and a comparison unit, the second input of which is connected to the output of the introduced controlled source, are connected in series voltage. >> 1 1149191 21 1149191 2
SU823547694A 1982-12-24 1982-12-24 Device for measuring electric potential distribution SU1149191A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823547694A SU1149191A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Device for measuring electric potential distribution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823547694A SU1149191A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Device for measuring electric potential distribution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1149191A1 true SU1149191A1 (en) 1985-04-07

Family

ID=21048000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823547694A SU1149191A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Device for measuring electric potential distribution

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1149191A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Авторское свидетельство СССР 574684, кл. G 01 R 29/12, 1977. 2, Авторское свидетельство СССР 9 1022078, кл. G 01 R 29/12, 1982 (прототип). - *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1149191A1 (en) Device for measuring electric potential distribution
RU2411512C1 (en) Device for measuring moisture of granular materials
SU1022078A1 (en) Device for measuring distribution in electric potential
RU2051476C1 (en) Method of and device for plasma diagnostics
SU1083104A1 (en) Method of measuring specific electrical conductivity of non-ferromagnetic objects
GB594308A (en) Improvements in or relating to apparatus for indicating or measuring small dimensions
US3452274A (en) Apparatus for measuring loss characteristics of dielectric test specimens including an electrical bridge with sine to square wave conversion means and integration means
RU2260811C1 (en) Method for determining the charge surface density of plane dielectrics
RU2016376C1 (en) Film thickness measuring device
SU1056083A1 (en) Oscillographic method of segnetoelectric dielectric hysteresis loop determination
SU1108472A1 (en) Device for simulating electromagnetic induction in earth
RU2120623C1 (en) Capacitance proximate moisture meter
SU1396063A1 (en) Electric meter
SU935771A1 (en) Device for measuring electric conductivity of multicomponent liquid media
SU811160A1 (en) Survey apparatus
SU1531031A1 (en) Method of measuring surface density of electret charge
SU709990A1 (en) Electronic moisture-content meter
SU842541A1 (en) Soil humidity volume converter
SU798667A1 (en) Geoelectrosurvey apparatus
SU1543351A1 (en) Instrument transducer of non-electric values provided with capacitive pickup
SU1390578A1 (en) Method of determining potential of a charged dielectric surface
SU911306A1 (en) Electromagnetic flow detector
SU1099293A1 (en) Device for measuring dynamic reversible magnetic permeability
SU873162A1 (en) Method of measuring electric field intensity
SU819637A1 (en) Method of measuring resistivity distribution in optical transparent media