Физико-математические модели многопараметровых электроемкостных систем для исследования диэлектриков

• Автор: Петьков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МНОГОПАРАМЕТРОВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ
1.1. Общая характеристика электромагнитных методов измерения
1.2. Задача многопараметрового контроля диэлектриков
1.3. Электроемкостные системы
1.4. Выводы
2 . МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫХ МЕТОДОВ
2.1. Краевые задачи. Общие соотношения
2.2. Аппаратная функция и ее свойства
2.3. Электроемкостная система с Ы-слойным
диэлектриком
2.4. Модель зондовой системы с диэлектриком на
проводящей подложке
2.5. Модель системы с диэлектрическим слоем между
зондом и подложкой
2.6. Выводы
3. МОДИФИКАЦИИ ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫХ СИСТЕМ
3.1. Многоэлектродная электростатическая система
3.2. Трехэлектродная система для определения
плотности поверхностного заряда и одного из параметров слоя
3.3. Четырехэлектродная система для определения
плотности поверхностного заряда и одного из параметров слоя
3.4. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА. ВОПРОСЫ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ.
РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
4.1. Структурная схема установки и особенности основных ее элементов
4.2. Методические вопросы применения
экспериментальной установки

4.3. Решение практических задач
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Применение электроемкостцых методов в различных областях физики и техники непрерывно расширяется вследствие их достаточно широких возможностей как при измерении некоторых электрофизических величин, так и параметров неэлектрического происхождения. Эти методы интересны прежде всего потому, что на их основе могут быть созданы эффективные средства для неразрушающих бесконтактных измерений диэлектрической проницаемости, проводимости, плотности объемного и поверхностного электрического зарядов, толщины, расстояния, неплоскостности, амплитуды частот вибраций, а также практических и технологических характеристик, например, свойств отдельных компонентов в композиционных материалах, зависимостей характеристик от внешних факторов - излучения, температуры, влажности, степени полимеризации материалов, радиопрозрачности, плотности, ориентации армирующего материала и многих других.
Неразрушающие электроемкостные методы определения какого-либо из параметров материала уступают по точности разрушающим методам, поскольку в последних все направлено именно на достижение точности (форма и размеры образцов, режимы и условия проведения измерений). При реализации неразрушающих бесконтактных методов все эти требования не выполняются -форма и размеры объекта не могут быть изменены, условия измерений ограничены, специальная обработка поверхности недопустима и возникает необходимость локализации электрического поля в определенной области исследуемого объекта и обеспечения его сканирования. То есть, при осуществлении бесконтактных неразрушающих измерений возникает рядновых проблем, от решения которых зависит возможность их проведения вообще. В частности, неоднородность электрического поля в зоне измерений (это принципиально необходимо) приводит к возникновению дополнительных погрешностей и,

границы раздела диэлектриков.
В другом состоянии (рис. 2.1 б) объемные и поверхностные заряды исключаются из рассмотрения, потенциалы всех
электродов, кроме к-го, равны нулю, а потенциал к-го
электрода равен единице.
В этом случае в системе будет существовать другое поле
Ф = Фк(х,у,2) , (2.5)
которое должно удовлетворять уравнению Лапласа
У[е(х, у, г)УФ(х, у, х)] = 0 (2.6)
с граничными условиями
%*к=°;фк
ЭФ' ЭФ"
8' — + е" = 0 (2.7)
Эп' р Эп"

Заметим, что, если во втором состоянии системы рассматривается несколько электродов с потенциалами
— 1 < ОС < 1 , что может быть обусловлено, например, измерениями индуцированных потенциалов одновременно в цепях этих электродов, то, используя принцип суперпозиции, получим результирующее поле