pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTUpimi-36Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsКОМПЕНСАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРИ УМЕНЬШЕНИИ РАЗМЕРОВ ЗОНДА КЕЛЬВИНАCOMPENSATION OF MEASUREMENT ERRORS WHEN REDUCING LINEAR DIMENSIONS OF THE KELVIN PROBEТявловскийА. К.TyavlovskyA. K.nil_pt@bntu.byЖаринА. Л.ZharinA. L.nil_pt@bntu.byБелорусский национальный технический университетBelarus201330032015023541Copyright © Тявловский А.К., Жарин А.Л., 20152015Тявловский А.К., Жарин А.Л.Tyavlovsky A.K., Zharin A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/36

Представлены результаты моделирования измерительной цепи, содержащей динамический конденсатор, методом комплексно-гармонического анализа. Из-за малого значения нормированной частоты вибрации измерительный сигнал зонда Кельвина с чувствительным элементом малых размеров характеризуется значительными гармоническими искажениями, приводящими к резкому увеличению погрешности измерений. Уменьшение погрешностей может быть обеспечено за счет регистрации сигнала на его второй гармонике и контроля величины зазора зонд-образец на основе измерений отношения амплитуд первой и второй гармоники сигнала.

 

The study is based on results of modeling of measurement circuit containing vibrating-plate capacitor using a complex-harmonic analysis technique. Low value of normalized frequency of small-sized scanning Kelvin probe leads to high distortion factor of probe’s measurement signal that in turn leads to high measurement errors. The way to lower measurement errors is to register measurement signal on its second harmonic and to control the probe-to-sample gap by monitoring the ratio between the second and the first harmonics’ amplitudes.

зонд Кельвинадинамический конденсаторкомплексно-гармонический анализгармонические искаженияKelvin probevibrating-plate capacitorcomplex-harmonic analysisReferencesZharin, A. L. Contact Potential Difference Techniques as Probing Tools in Tribology and Surface Mapping // Scanning Probe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology (edited by B. Bhushan). – Springer : Heidelberg, Dordrecht, London, New York, 2010. – P. 687–720.Zharin, A. L. Contact Potential Difference Techniques as Probing Tools in Tribology and Surface Mapping // Scanning Probe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology (edited by B. Bhushan). – Springer : Heidelberg, Dordrecht, London, New York, 2010. – P. 687–720.Жарин, А.Л. Метод контактной разности потенциалов и его применение в трибологии / А.Л. Жарин. – Минск : Бестпринт, 1996. – 240 с.Жарин, А.Л. Метод контактной разности потенциалов и его применение в трибологии / А.Л. Жарин. – Минск : Бестпринт, 1996. – 240 с.Тявловский, А.К. Моделирование метрологических характеристик емкостных первичных преобразователей средств зондовой электрометрии / А.К. Тявловский, О.К. Гусев, А.Л. Жарин // Приборы и методы измерений. – 2011. – № 1(2) – С. 122–127.Тявловский, А.К. Моделирование метрологических характеристик емкостных первичных преобразователей средств зондовой электрометрии / А.К. Тявловский, О.К. Гусев, А.Л. Жарин // Приборы и методы измерений. – 2011. – № 1(2) – С. 122–127.Taylor, D. M. Measuring techniques for electrostatics / D. M. Taylor // Journal of Electrostatics. – 2001. – № 51–52. – P. 502–508.Taylor, D. M. Measuring techniques for electrostatics / D. M. Taylor // Journal of Electrostatics. – 2001. – № 51–52. – P. 502–508.Surplice, N.A. A critique of the Kelvin method of measuring work functions / N.A. Surplice, R.J. D’Arcy // Journal of Physics E: Scientific Instruments. – 1970. – Vol. 3. – P. 477–482.Surplice, N.A. A critique of the Kelvin method of measuring work functions / N.A. Surplice, R.J. D’Arcy // Journal of Physics E: Scientific Instruments. – 1970. – Vol. 3. – P. 477–482.Baikie, I.D. Noice and the Kelvin method / I.D. Baikie, S. Mackenzie, P.J.Z. Estrup, J.A. Meyer // Rev. Sci. Instrum. – 1991. – № 62 (5). – P. 1326–1332.Baikie, I.D. Noice and the Kelvin method / I.D. Baikie, S. Mackenzie, P.J.Z. Estrup, J.A. Meyer // Rev. Sci. Instrum. – 1991. – № 62 (5). – P. 1326–1332.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.