DE3833930C2

DE3833930C2 -

Info

Publication number: DE3833930C2
Application number: DE3833930A
Authority: DE
Inventors: Akira Nagaokakyo Kyoto Jp Kumada
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-10-06
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1992-03-19
Also published as: DE3833930A1; US4894607A; JPH0194270A; JPH0569469B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Ober flächenpotentialen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Abtastung des Trommelpotentials in Normalpapier-Kopier geräten.

Bei herkömmlichen Sensoren zur Messung von Oberflächen potentialen läßt sich in funktioneller Hinsicht zwischen aktiven und passiven Typen und in konstruktiver Hinsicht zwischen mechanischen und elektrischen Typen unterscheiden.

Ein Sensor vom aktiven Typ verfügt über eine eigene Ein richtung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, erzeugt ein mit dem zu messenden Oberflächenpotential überein stimmendes Potential, so daß das elektrische Feld zwischen der zu messenden Oberfläche und der Abtastoberfläche des Sensors den Wert Null annimmt, und mißt so das Potential der zu messenden Oberfläche. Ein Sensor vom passiven Typ mißt das Potential der zu messenden Oberfläche mit Hilfe eines elektrischen Feldes, das von der zu messenden Ober fläche ausgeht und durch Influenz die als Bezugselektrode dienende Meßoberfläche des Sensors beeinflußt. Im Prinzip hängt das Signal eines aktiven Sensors nicht von dem Abstand zwischen der zu messenden Oberfläche und der empfindlichen Oberfläche des Sensors ab, während bei einem passiven Sensor das Ausgangssignal von diesem Abstand abhängig ist. Bei einem mechanischen Sensor wird allgemein eine piezoelektrische Stimmgabel als Oszillator verwendet, und das von der zu messenden Oberfläche ausgehende elek trische Feld wird mit Hilfe dieser mechanischen Einrich tung moduliert und gemessen. Bei einem Sensor vom elek trischen Typ ist ein elektrooptischer Kristall oder eine mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Einrichtung zur Messung des Potentials auf nicht-mechanischem Wege vorgesehen.

Zur näheren Erläuterung der verschiedenen bisher bekann ten Anordnungen soll bereits hier auf Fig. 6 bis 8 der Zeichnung Bezug genommen werden.

Ein passiver, mechanischer Oberflächenpotentialsensor umfaßt gemäß Fig. 6 eine Elektrode 1 mit einer empfind lichen Oberfläche, die der Oberfläche 2, deren Potential zu messen ist, in Abstand gegenüberliegt. Ein durch eine piezoelektrische Stimmgabel gebildeter Chopper 3 ist zwischen der Elektrode 1 und der zu messenden Oberfläche 2 angeordnet. Ein aktiver, mechanischer Sensor umfaßt gemäß Fig. 7 eine Elektrode 4, deren empfindliche Oberfläche der Oberfläche 5, deren Potential zu messen ist, in Abstand gegenüberliegt. Ein durch eine piezo elektrische Stimmgabel gebildeter Chopper 6 ist zwischen der Elektrode 4 und der zu messenden Oberfläche 5 ange ordnet. Zusätzlich ist zwischen dem Chopper 6 und der zu messenden Oberfläche 5 eine Bezugselektrode 7 vor gesehen. Gemäß Fig. 8 umfaßt ein passiver, elektrischer Sensor eine Elektrode 8, deren empfindliche Oberfläche der zu messenden Oberfläche 9 in Abstand gegenüberliegt. Die Elektrode 8 ist elektrisch mit einer Elektrode 11 eines elektrooptischen Kristalls 10 verbunden, so daß eine dem von der Elektrode 8 empfangenen elektrischen Feld entsprechende Spannung an die Elektrode 11 angelegt wird. Ein durch eine Leuchtdiode gebildetes lichtaussen dendes Teil 12 und ein durch einen Fototransistor gebil detes lichtempfindliches Teil 13 sind ebenfalls über eine optische Faser 14 mit dem elektrooptischen Kristall 10 verbunden.

Bei herkömmlichen mechanischen Sensoren, wie sie in Fig. 6 und 7 gezeigt sind, nimmt die Meßgenauigkeit mit der Zeit ab. Außerdem sind diese Sensoren stoßempfindlich. Bei passiven Sensoren gemäß Fig. 6 und 8 ist eine schnelle und einfache Messung des Oberflächenpotentials nicht möglich, da das Meßsignal von dem Abstand des Sensors zu der zu messenden Oberfläche abhängig ist. Bei dem in Fig. 8 gezeigten passiven Oberflächen potentialsensor vom elektrischen Typ hat der elektro optische Kristall selbst eine hohe Dielektrizitätskonstante, und aus diesem Grund ist das in dem Kristall erzeugte elektrische Feld nicht stark genug. Aus diesem Grund ist der in Fig. 8 gezeigte Aufbau des Sensors zwar theoretisch denkbar, doch ist die praktische Anwendung schwierig. Außerdem muß bei dem Aufbau nach Fig. 8 der elektrooptische Kristall eine genau bekannte elektro optische Kennlinie aufweisen. Dies macht es schwierig, einen stabilen Meßbetrieb aufrechtzuerhalten.

Aus der DE-PS 34 04 608 ist ein elektrooptischer Feldstärkesensor bekannt. Der elektrooptische Kristall wird mit polarisiertem Licht durchstrahlt und unmittelbar in das zu messende elektrische Feld gebracht, so daß durch die Wirkung des elektrischen Feldes in dem Kristall eine Drehung der Polarisati onsrichtung des Lichtes erfolgt. Die von dem elektrooptischen Kristall durch gelassene Lichtmenge wird gemessen, nachdem das Licht einen Analysator passiert hat. Die durch die Drehung der Polarisationsebene bedingte Intensi tätsabnahme ist im wesentlichen proportional zu der elektrischen Feldstärke und ermöglicht so die quantitative Bestimmung der Feldstärke. Zu Eich- oder Prüfzwecken wird der Sensor zwischen die Elektroden eines Plattenkonden sators gebracht.

In der DE-OS 30 39 136 wird ein ähnlicher elektrooptischer Feldstärkesen sor beschrieben, der auch zur Messung elektrischer Spannungen eingesetzt werden kann. Bei der Spannungsmessung werden an den entgegengesetzten Oberflächen des elektrooptischen Kristalls Elektroden angebracht, an die die zu messende Spannung angelegt wird.

Auch bei diesen bekannten Feldstärkesensoren hängt die Genauigkeit des Meßergebnisses davon ab, daß die Kennlinie des elektrooptischen Kristalls genau bekannt und hinreichend stabil ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung zur Messung von Oberflächenpotentialen zu schaffen, bei der die Meßgenauig keit nicht durch mechanische Faktoren beeinträchtigt wird und das Meßsig nal nicht vom Abstand der zu messenden Oberfläche abhängt und mit dem das Oberflächenpotential mit hoher Geschwindigkeit berührungslos gemes sen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein elektrooptisches Element mit ei ner Meßelektrode, die mittelbar oder unmittelbar dem von der zu messen den Oberfläche ausgehenden elektrischen Feld ausgesetzt ist, und einer Be zugselektrode zur Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen der Meß elektrode und der Bezugselektrode und eine Spannungsquelle zum Anlegen einer Wechselspannung vorgegebener Frequenz an die Bezugselektrode. Die Stärke des elektrischen Feldes zwischen der Meßelektrode und der Bezugselektrode wird anhand der Intensität des von dem elektrooptischen Element durchgelassenen Lichtes gemessen. Die Vorrichtung enthält somit einen aktiven Sensor mit einer Bezugselektrode, und aus diesem Grund bleibt das Meßergebnis unverändert, wenn sich der Abstand zwischen der zu messenden Oberfläche und dem Sensor ändert. Dies ermöglicht eine einfache Messung des Oberflächenpotentials mit hoher Geschwindig keit. Da ein elektrooptisches Element verwendet wird, hat der Sensor keine mechanisch beweglichen Teile, und somit wird die Meßgenauigkeit nicht durch mechanische Faktoren beeinträchtigt. Außerdem wird durch diese Bau weise eine kompakte Konstruktion des Sensors ermöglicht. Anhand der Intensität des durchgelassenen Lichtes wird der Nulldurchgang der elektrischen Feldstärke zwischen der Meßelektrode und der Bezugselektrode erfaßt. Hinsichtlich der Kennlinie des verwendeten elektrooptischen Elements brauchen deshalb keine strengen Bedingungen ein gehalten zu werden, so daß durch Verwendung eines billigen elektrooptischen Kristalls eine Kostenersparnis erreicht werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungs beispiels der Erfindung;

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine elektrooptische Einrich tung eines Potentialsensors;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der elek trooptischen Einrichtung;

Fig. 4(A) bis 4(E) Signalwellenformen beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5 einen vertikalen Teilschnitt durch einen Sensor gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6, 7 und 8 jeweils eine Darstellung eines her kömmlichen Sensors.

Gemäß Fig. 1 ist ein Sensor 21 zur Messung von Oberflächen potentialen benachbart zu einer Oberfläche 20 angeordnet, deren Potential gemessen werden soll.

Ein elektrooptisches Kristallelement 22 des Sensors 21 wird gebildet durch einen im wesentlichen quaderförmigen Festkörperbaustein mit einem elektrooptischen Kristall 23 und mit einer Meßelektrode 24 sowie einer Bezugselektrode 25, die an den beiden größten Oberflächen des Kristalls ausgebildet sind. Der elektrooptische Kristall 23 ist aus einem Material, beispielsweise einem BaTiO₃-Einkristall hergestellt, bei dem eine Feld-Achse und eine optische Achse, die einen primären elektrooptischen Effekt zeigen, rechtwinklig zueinander verlaufen. Beispielsweise ist der elektrooptische Kristall 23 als einkristalliner Körper oder Film ausgebildet, der hauptsächlich aus einem der folgenden Materialien besteht: BaTiO₃, LiNbO₃, Ba₂NaNbO₁₅, (K, Li) NbO₃, LiTaO₃, (Sr, Ba) Nb₂O₆. Die optische Weglänge in dem elektrooptischen Kristall 23 ist so festgelegt, daß die Polarisation in dem Kristall etwa 90° beträgt, wenn das auf den Kristall einwirkende elektrische Feld maximal wird. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, dient der elektrooptische Kristall 23 zum Erfassen der elektrischen Feldstärke Null, und es ist daher anders als bei dem Kristall zur Messung des elektrischen Feldes in dem herkömmlichen Sensor keine genaue Beziehung zwischen der Intensität des elektrischen Feldes und dem Polarisationswinkel erforderlich. Für die elektrooptischen Eigenschaften des Kristalls 23 gelten daher weniger strenge Anforderungen als beim Stand der Technik. Die Intensität des auf den elektrooptischen Kristall einwirkenden elektrischen Feldes und die optische Weglänge in dem Kristall zur Einstellung des Polarisations winkels in dem elektrooptischen Kristall können beliebig gewählt werden im Hinblick auf die Winkel der polarisieren den Oberflächen der vor und hinter dem elektrooptischen Kristall 23 angeordneten Polarisationsfilter, den Aufbau einer Schaltung zur Erfassung des elektrischen Null-Feldes in dem elektrooptischen Kristall bei Empfang eines op tischen Signals und die erforderliche Meßgenauigkeit des Sensors. An die Bezugselektrode 25 ist eine hohe elek trische Wechselspannung anlegbar, wie nachfolgend be schrieben wird. Der elektrooptische Kristall befindet sich somit in dem elektrischen Feld, das sich zwischen der Bezugselektrode 25 und der zu messenden Oberfläche 20 ausbildet.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist das elektrooptische Element 22 einen Polarisator 26 an seiner lichtempfangenden Ober fläche und einen Fotodetektor 27 an seiner lichtaussen denden Oberfläche auf. Wie aus der schematischen Ansicht in Fig. 3 hervorgeht, sind die Polarisationsachsen des Polarisators 26 (Pfeil A) und des Fotodetektors 27 (Pfeil B) um 90° gegeneinander verdreht, so daß die durchgelassene Lichtintensität minimal wird, wenn kein elektrisches Feld auf den elektrooptischen Kristall 23 einwirkt. In Fig. 3 repräsentiert die Linie C die optische Achse für das den Kristall durchstrahlende Licht, während der Pfeil E die Richtung des auf den elektrooptischen Kristall 23 ein wirkenden elektrischen Feldes repräsentiert. Gemäß Fig. 2 sind an dem Polarisator 26 und dem Fotodetektor 27 auf den entgegengesetzten Seiten des elektrooptischen Kristalls 23 zwei Lichtleiter 28 angeordnet. Das Licht von einem lichtaussendenden Element 29 in Form einer Leuchtdiode wird durch einen der Lichtleiter 28 zu dem Polarisator 26 geleitet. Das Licht, das den Fotodetektor 27 durchstrahlt, wird durch den anderen der Lichtleiter 28 zu einem durch einen Fototransistor gebildeten lichtempfindlichen Teil 30 geleitet. Mit der oben beschriebenen Anordnung kann unter Ausnutzung des elektrooptischen Effekts (Pockels- Effekt) des elektrooptischen Kristalls 23 der Null-Zustand des elektrischen Feldes festgestellt werden. Obgleich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber ein elektrooptischer Effekt erster Ordnung aus genutzt wird, kann wahlweise auch ein elektrooptisches System vorgesehen sein, bei dem elektrooptische Effekte höherer Ordnung verwendet werden.

Eine Nachweisschaltung 31 zur Erfassung der Feldstärke Null des elektrischen Feldes ist gemäß Fig. 1 an das licht empfindliche Teil 30 angeschlossen. Die Nachweisschaltung 31 liefert ein Triggersignal an eine Halteschaltung 32, wenn durch das lichtempfindliche Teil 30 bei elektrischem Feld null ein Minimum der durch das elektrooptische Element 23 durchgelassenenLichtmenge festgestellt wird. Bei dem Meßvorgang wird der Umstand ausgenutzt, daß das elek trische Feld zwischen der zu messenden Oberfläche 20 und der Bezugselektrode 25, an der die Wechselspannung anliegt, den Wert Null annimmt, wenn der Momentanwert der Wechselspannung und das Potential der Oberfläche 20 übereinstimmen. Bei Eintreffen des Triggersignals von der Nullfeld-Nachweisschaltung 31 hält die Halte schaltung 32 den Momentanwert des Wechselspannungs signals, das zu der an die Bezugselektrode 25 angelegten Spannung proportional ist, und übermittelt diesen Momentan wert an eine Ausgabeschaltung 33.

Eine spannungserhöhende Schaltung 34 ist elektrisch mit der Bezugselektrode 25 des elektrooptischen Elements 22 verbunden. Die spannungserhöhende Schaltung 34 wird in nicht gezeigter Weise gebildet durch einen spannungs erhöhenden Transformator, einen Kondensator und einen Widerstand und erhöht die Spannung des oszillierenden Ausgangssignals einer Oszillatorschaltung 35 in einem konstanten Verhältnis. Die Hochspannung, die durch die spannungserhöhende Schaltung 34 an die Bezugselektrode 25 angelegt wird, steht daher in einem festen Verhältnis zu dem Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 35. Das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 35 hat die gleiche Phase wie die an die Bezugselektrode 25 angelegte Hoch spannung und wird an die Halteschaltung 32 übermittelt. Auf der Grundlage des Ausgangssignals von der Oszillator schaltung 35 und des Triggersignals von der Nachweisschal tung 31 hält die Halteschaltung 32 den Spitzenwert des oszillierenden Ausgangssignals der Oszillatorschaltung zu dem Zeitpunkt, zu dem das Triggersignal eintrifft. Die Ausgabeschaltung 33 nimmt das Signal der Halteschal tung 32 auf und erzeugt an ihrer Ausgangsklemme 36 ein Ausgangssignal, das dem durch die Halteschaltung 32 ge haltenen Spannungswert entspricht. Auf diese Weise kann das Potential der zu messenden Oberfläche 20 ermittelt werden anhand des oszillierenden Ausgangssignals der Oszillatorschaltung zu dem Zeitpunkt, zu dem das Poten tial der Bezugselektrode 25 mit dem der Oberfläche 20 übereinstimmt.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise des Sensors 21 anhand der Fig. 4A bis 4E erläutert werden.

Die an die Bezugselektrode 25 angelegte Wechselspannung wird in Fig. 4A durch eine Kurve P repräsentiert. Das zu messende Potential der Oberfläche 20 wird beispiels weise durch die Linie Q in Fig. 4A angegeben. Wenn die Beziehung zwischen dem Potential der Bezugselektrode 25 und dem zu messenden Oberflächenpotential den in Fig. 4A dargestellten Verhältnissen entspricht, so wird die elektrische Feldstärke im Inneren des elektrooptischen Kristalls 23 durch die Wellenform E_i in Fig. 4B angegeben. Wenn das Potential der Bezugselektrode 25 mit dem zu messenden Oberflächenpotential übereinstimmt, ist die Feldstärke im Inneren des elektrooptischen Kristalls 23 gleich Null, während andernfalls in dem elektrooptischen Kristall 23 ein inneres elektrisches Feld erzeugt wird, das der Differenz zwischen dem Potential der Bezugs elektrode 25 und dem der zu messenden Oberfläche 20 entspricht. Entsprechend den in Fig. 4B gezeigten Änderungen der Stärke des elektrischen Feldes wird die Polarisationsrichtung des durch den elektrooptischen Kristall 23 hindurchtretenden Lichtes gedreht, und dem entsprechend ändert sich die von dem lichtempfindlichen Teil 30 empfangene Lichtmenge. Aufgrund der Abweichung der Polarisationsrichtungen des Polarisators 26 und des Fotodetektors 27 wird die von dem lichtempfindlichen Teil 30 empfangene Lichtmenge minimal, wenn das innere elektrische Feld des elektrooptischen Kristalls 23 den Wert Null annimmt. Wenn das Minimum der durchgelassenen Lichtmenge abgetastet wird, liefert die Nachweisschaltung 31 ein Triggersignal entsprechend Fig. 4C an die Halte schaltung 32.

Gleichzeitig wird ein in Fig. 4D gezeigtes oszillierendes Ausgangs signal S, das die gleiche Phase wie die an die Bezugs elektrode 25 angelegte Wechselspannung aufweist (Kurve P in Fig. 4A) von der Oszillatorschaltung 35 an die Halte schaltung 32 übermittelt. Die Halteschaltung 32 hält den Spitzenwert oder Momentanwert des Ausgangssignals S der Oszillatorschaltung zu dem Zeitpunkt, zu dem das in Fig. 4c gezeigte Triggersignal R eintrifft. Die Ausgabe schaltung 33 liefert folglich als Ausgangssignal die gehaltene Spannung T, die in Fig. 4E dargestellt ist.

Es soll nunmehr angenommen werden, daß sich das zu messende Potential der Oberfläche 20 von dem Wert Q auf den Wert Q′ in Fig. 4A ändert. In diesem Fall ändert sich die innere elektrische Feldstärke in dem elektrooptischen Kristall 23 gemäß der strichpunktierten Kurve E′_i in Fig. 4B, entsprechend dem geänderten Oberflächenpotential. Unter diesen Umständen erreicht die innere elektrische Feldstärke in dem elektrooptischen Kristall 23 erst zu einem späteren Zeitpunkt den Wert Null. Folglich ist das von der Nachweis schaltung 31 erzeugte Triggersignal, das in Fig. 4C mit R′ bezeichnet ist, gegenüber dem zuvor betrachteten Fall verzögert. Der Wert des Ausgangssignals S der Oszillator schaltung ist somit zu dem Zeitpunkt, zu dem das Trigger signal R′ von der Halteschaltung 32 empfangen wird, um einen der Verzögerung des Triggersignals entsprechenden Betrag erhöht, d.h., der von der Halteschaltung 32 gehaltene Spannungswert ist höher. Im Ergebnis wird der von der Ausgabe schaltung 33 ausgegebene Spannungswert von dem Wert T auf den Wert T′ in Fig. 4E erhöht.

In der oben beschriebenen Weise ermittelt der Sensor 21 das zu messende Potential der Oberfläche 20.

Da an die Bezugselektrode 25 des Sensors 21 eine Wechsel spannung angelegt wird, läßt sich die Menge an Staub redu zieren, die aufgrund elektrostatischer Aufladung durch das elektrooptische Element 22 angezogen wird, und somit kann die durch den Staub verursachte Verschlechterung der Meßgenauigkeit vermieden werden.

Die Ansprechgeschwindigkeit des Sensors 21 kann durch Erhöhen der Oszillationsfrequenz der Oszillatorschaltung 35 verbessert werden.

Anstelle der oben beschriebenen Anordnung, bei der die Meßelektrode 24 direkt der zu messenden Oberfläche 20 gegenüberliegt, kann auch die in Fig. 5 gezeigte Anordnung verwendet werden.

Gemäß Fig. 5 ist eine gesonderte Abtastelektrode 24a vor gesehen, die elektrisch mit der Meßelektrode 24 des elek trooptischen Elements 22 verbunden ist. Die Abtastelektrode 24a nimmt das elektrische Feld von der zu messenden Ober fläche 20 auf. Folglich wird über die Abtastelektrode 24a an die Meßelektrode 24 eine Spannung angelegt, die dem an der zu messenden Oberfläche 20 erzeugten elektrischen Feld entspricht. Auch in diesem Fall kann das zu messende Potential der Oberfläche 20 in ähnlicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel anhand des zwischen der Meßelektrode 24 und der Bezugselektrode 25 gebildeten elektrischen Feldes ermittelt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Sensor zur Messung von Ober flächenpotentialen lassen sich die folgenden Vorteile erreichen.

(a) Da es sich um einen aktiven Sensor mit einer Bezugs elektrode handelt, ist das Ausgangssignal des Sensors auch dann keinen Änderungen unterworfen, wenn sich der Abstand zwischen der zu messenden Oberfläche und dem Sensor ändert, und infolgedessen kann die Messung auf einfache Weise auch bei hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden.

(b) Da der Sensor einen elektrooptischen Kristall und keine mechanisch beweglichen Teile aufweist, wird die Meßgenauigkeit nicht durch mechanische Faktoren beein trächtigt.

(c) Da mechanisch bewegliche Teile durch einen elektro optischen Kristall ersetzt sind, kann der Sensor insgesamt eine kompakte Konstruktion aufweisen.

(d) Aufgrund einer Meßanordnung, bei der das Minimum der elektrischen Feldstärke zwischen der Meßelektrode und der Bezugselektrode anhand der Intensität des durchge lassenen Lichtes ermittelt wird, brauchen an die Kenn linie des verwendeten elektrooptischen Kristalls keine strengen Anforderungen gestellt zu werden, so daß kosten günstige elektrooptische Kristalle verwendet werden können. Hierdurch werden die Gesamtkosten des Sensors verringert.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung von Oberflächenpotentialen mit:

- einem elektrooptischen Element (22) mit einer Meßelektrode (24), die mittelbar oder unmittelbar dem von der zu messenden Oberfläche (20) aus gehenden elektrischen Feld ausgesetzt ist, einer Bezugselektrode (25) zur Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen der Meßelektrode und der Be zugselektrode und einem zwischen der Meßelektrode und der Bezugselektro de angeordneten elektrooptischen Kristall (23) und
- einer Auswerteeinrichtung (29, 30, 31, 32) zum Messen der elektrischen Feldstärke zwischen der Meßelektrode und der Bezugselektrode anhand der Intensität des von dem elektrooptischen Kristall durchgelassenen Lichtes,

dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Wechselspannungsquelle (34, 35) zum Anlegen einer Wechsel spannung vorgegebener Frequenz an die Bezugselektrode (25) vorgesehen ist,
- daß die Auswerteeinrichtung eine Nullfeld-Nachweiseinrichtung (31) auf weist, die anhand eines die durchgelassene Lichtmenge angebenden Signals (E_i) feststellt, ob das elektrische Feld in dem elektrooptischen Kristall (23) den Wert Null hat, und die ein das Vorliegen dieser Bedingung anzeigendes Signal (R) liefert, und
- daß eine Halteschaltung (32) vorgesehen ist, die als Meßergebnis den Momentanwert der von der Wechselspannungsquelle (34, 35) erzeugten Wechselspannung bei Eintreffen des von der Nullfeld-Nachweiseinrichtung (31) erzeugten Signals (R) hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgabe schaltung (33) zur Ausgabe eines dem von der Halteschaltung (32) gehaltenen Spannungswert entsprechenden Signals.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Element (22) einen Polarisator (26) auf der Licht-Einlaßseite und einen auf der Licht-Auslaßseite angeordneten Analysator (27) aufweist, dessen Polarisationsrichtung von der des Polarisators abweicht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (29), die Licht zu dem elektrooptischen Element (22) aussendet, und ein lichtempfindliches Element (30), das das von dem elek trooptischen Element durchgelassene Licht der Lichtquelle (29) aufnimmt und das die durchgelassene Lichtmenge angebende Signal (E_i) erzeugt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abtastelektrode (24a), die unmittelbar dem von der zu messenden Oberfläche (20) ausgehenden elektrischen Feld ausgesetzt und elektrisch mit der Meßelektrode (24) des elektrooptischen Elements verbunden ist.

6.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrooptische Element einen einkristallinen Körper oder Film (23) aufweist, der hauptsächlich aus einem der folgenden Gruppe angehörenden Material besteht: BaTiO₃, LiNbO₃, Ba₂NaNbO₁₅, (K, Li) NbO₃, LiTaO₃, (Sr, Ba) Nb₂O₆.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß das elektrooptische Element (22) einen polykristallinen kerami schen Festkörper aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßelektrode (24) und die Bezugselektrode (25) unmittel bar an der Oberfläche des elektrooptischen Kristalls (23) angebracht sind.