Способ измерения толщины проводящего слоя изделия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 70 РЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ. ти коваютнияного ота питани ницаемость де ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(72) В.В.Гаврилин и Ю.К.Григулис (71) физико-энергетический институт АН Латвийской ССР(56) 1.Авторское свидетельство СССР В 371413 кл, 6 01 В 7/06 1970.2.Авторское свидетельство СССР В 363046, кл. С 01 й 27/00, 1970. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОВОДЯЩЕГО СЛОЯ ИЗДЕЛИЯ путем измерения отношения активной и реактивной составляющих сигнала с вихретокового параметрического преобразователя, включенного в резонансный контур, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точнос,804 2 А онансный контур настраии изделия до значесоставляющей его полния Х, равнойфРоф ееия преобразователятобы глубина П протромагнитного поляевышала нтроля,рез в отсутствн реактивной сопротивле М =008 а частоту питан выбирают так, ч никновения элек в изделие не пр- круговая част я; - магнитная провакуума; - количество витков преобразователя; - радиус преобразователя; аЕ - минимальная толщина измеряемого проводящего слоя.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для иэмереииЯ толщины проводящих слоев на диэлектрической и металлической основах.Известен способ измерения параметров электропронодящих иэделийна основе .нихретоковых датчиковс частичной отстройкой от зазорапри помсщн дополнительного компенсационного напряжения, реГулируемо 1 Ого Фазовращателем, включенныМ вцепь обратной связи Я ,В данном способе отстройка от эа"зора осуществляется в узко ограниченных пределах изменения свойств 15изделия (1Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсяспособ измерения толщины проводящего слоя изделия путем измерения 2 Оотношения активной и реактиннойсоставляющих сигнала с вихретоконого параметрического преобразователя, нключенного,н резонансныйконтур 2,25Недостатком известного способаявляется сложность функциональногопреобразования сигналов, пропорциональных активной и реактивной составляющим вносимого сопротивленияв преобразователь, требующая сложных конструкций устройств, реализующих способ. Способ также не обеспечивает отсройку от зазора приизмерении.толщины слоев на металлической основе. 35Цель изобретения - повышение точности контроля измерения толщины слоев путем отстройки от изменения зазора между изделием и преобразователем.40Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измеренийтолщины проводящего слоя изделияпутем измерения оношения активнойи реактивной составляющих сигналае нихретоконого параметрическогопреобразователя, включенного в резонансный контур, резонансный кон-.тур настраивают в отсутствии изделийдо значения реактивной составляющейего полного сопротивления к равнойх:о,о 5 сдр е д,а частоту питания преобразователя вы.бирают так, чтобы глубина П проникновения электромагнитного поля виэделие не превышала1 са(ю и Ьс о д,где я - круговая частота питания;- магнитная проницаемость вакуума;60а - количество витков преобразователя;а - радиус преобраэователя 1А - минимальная толщина измеряемого проводящего слоя. 65 На чертеже представлена блок-схема устройства, реализукщего способизмерения толщины проводящего слояизделия.Устройство содержит генератор 1качающейся частоты, измерительныймост 2 с контурами, блок 3 сравнениявеличины продетектиронанного по высокой частоте с эталонным напряжением, блок 4 эталонного напряжения.Измерительный мост 2 состоит иэиндуктннностей преобразователя Ь 1и комйенсационной катушки Ь 2,подстроечных реэонасных емкостей С 1 иС 2, подстроечного активного сопро-тивления В моста, обраэцовых сопротивлений Во плеч моста.Принцип работы устройства основан на том, что среднюю частоту (Оогенератора 1 без качания (+с ) выбирают так, чтобы глубина проникновения электромагнитного поля вматериал измеряемого слоя не превышала радиуса датчика, делениого на50, и минимальной толщины покрытияна 10, Таким образом выбирается режим работы вихретокового накладного преобразователя на известной кри-вой изменения составляющих вносимого в преобразователь сопротивленияот толщины покрытия, при этом оттолщины покрытия зависит главнымобразом активная составляющая вносимого в преобразователь сопротивления. Все эти кривые пересекаютсядля различных зазорон при значенияхреактивной составляющей вносимогосопротивлениях.0,05 сдрам 9 .оТаким образом, если перенести начало координат кривых н точку иЪно щз,05 М ае и затем разделить сйгнал прямо пропорциональный активнойсостанлякщей вносимого сопротивленияВз на сигнал прямо пропорциональныйпреобразованной реактивной составляющей хек ъ+0,05 ИОра,получим желаемуюотстройку от сильных вариаций зазорапри работе на нетнях кривых,После выбора рабочей частоты питания отстройка от зазора дЬстигается путем настройки резонансного контура с параметрическим преобразователем следующим образом,Настраивают контур с преобразователем при помощи переменного конденсатора С 1 в резонанс на рабочей частоте. Эатем рассматривают контур до значения реактивной составляющей его полного сопротивления равнойхо -005 сд(м ае+20 фПри помощи подстроечного сопротивления й и конденсатора С 2 уравновешивают мост на частотеИО.Подают модуляцию на генератор 1 качакщейся частотыИ+Ы . После перемещения на1044962 Составитель В.филиновРедактор Н,Стащиюнна ТехредА.Бабинец Корректор А. Повх Заказ 7532/37 Тираж 602 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, ж, Раушская наб д, 4/5Псщписноемщтютюю тттщювьЪфилиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 преобразователь измеряемого образца на выходе моста образуется промодулированный по амплитуде ВЧ сигнал, Амплитуда в минимуме выходного сигнала пропорциональна величинец, л знй"Энф "ои не зависит от вариации зазора мелинду преобразователем и измеряемым покрытием. Выходной. сигнал подается на блок сравнения велачины минимума с эталонные напряжением бло ка 4.. Таким образом, предлагаЕмй способ позволяет достигнуть хораюей ото 5 стройки от зазора при значительномизменении его величиныкогда толщина контролируемого проводящего слоя изделия измеряется в Мироном диапазоне.