Измеритель площади металлизации

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЛОЩАДИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности касается измерения площади электропроводных деталей,погруженных в гальваническую ванну приэлектрохимическом осаждении покрытий в Ы 1763881 А 1 процессе металлизации, Сущность изобретения; измеритель содержит ванную 1 с электролитом, в которой с помощью штанг 3 погружены электрод 4 и иэделие 5, источник 6 тока, преобразователь 7 напряжение- напряжение, преобразователь 8 ток-напряжение, делитель 9 напряжения, сумматор 10, генератор 11 уставки, масштабный усилитель 12, квадратор 13, индикатор 14 площади, перемножитель 15, блок 16 измерения удельной проводимости и кондуктометрический первичный измерительный преобразователь 17. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения площади электропроводных деталей, погружаемых в гальваническую ванну при электрохимическом осаждении покрытий в процессе металлизации.Наиболее близким по технической сущности является измеритель площади металлизации, содержащий ванну с электролитом, размещенные в ней электроды, источник тока и аналоговый преобразователь тока и напряжения гальванопары в сигнал площади. Недостатком этого измерителя является то, что при изменении состава или температуры раствора электролита, погрешность такого измерения возрастает, что при использовании измерителя в системах автоматического задания плотности тока может привести к возрастанию потерь на брак.Целью изобретения является повышение точности измерений,Указанная цель достигается тем, что в измеритель площади металлизации, содержащий ванну с электролитом, закрепленные в ней штангами электрод и изделие, источник тока положительный полюс которого соединен с первым входом преобразователя напряжение-напряжение и через штангу с электродом, а отрицательный полюс источника тока соединен через преобразователь ток-напряжение с вторым входом преобразователя напряжение-напряжение и через штангу с изделием, выход преобразователя напряжениенапряжениесоединенспервым входом сумматора,к второму входу которого подключен генератор уставки,выход преобразователя токнапряжение подключен к первому входу делителя напряжения, выход которого через последовательно соединенные между собой масштабный усилитель и квадратор соединен с индикатором площади, введены блок измерения удельной проводимости,перемножитель и кондуктометрический первичный измерительный преобразователь, который размещен в электролите и подключен к входу блока измерения удельной проводимости, выход которого соединен с первым входом пере- множителя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход перемножителя подключен к второму входу делителя напряжения,Измеритель площади металлизации представлен на чертеже,Он содержит ванну 1, заполненную электролитом, в которую погружены с помощью штанг 3 электрод 4(анод), изделие 5 (катод), источник 6 тока, преобразователь 7 напряжение-напряжение, преобразователь 8 ток-напряжение, делитель 9 напряжения, сумматор 10 (вычитающий), генератор 11 уставки, масштабный усилитель 12, квадратор 13, индикатор 14 площади, перемножитель 15, блок 16 измерения удельнойпроводимости и кондуктометрический первичный измерительный преобразователь 17 (ПИП),Принцип действия измерителя площади основан на том, что площадь металлизации катода Як связана с током и напряжением О гальванопары соотношением Я 1 11+а 1+ 12 2хр(1)где Яа - площадь анода; - расстояние между анодом и катодом; а ир - эмпирические коэффициенты, учитывающие потери энергии соответственно в электролите за счет газонаполнения и в контактах электрической цепи; Лр - электродная разность потенциалов, х - удельная проводимость электролита,Проводимость электролита х в процессе измерений считалась постоянной. В реальных технологических процессах металлизации необходимо учитывать изменение х во времени из-за изменения состава, химической активности и зависимости х от температуры, что существенно снижает точность измерения Як, Из (1) вытекает, чтоЯ= Р----(2)1+ 1+аи Ьр =(1+Р) =р,являются постоянными,Таким образом для определения площади металлизации изделия Як необходимо реализовать алгоритм (2), для чего необходимо сформировать сигналы тока 1, напряжения О, контактной разности потенциалов р и удельной проводимости х. Для формирования токового сигнала введен преобразователь ток-напряжение 8, одновременно осуществляющий гальваническую развязку силовой и измерительной цепей, Если крутизна измерительного преобразователя ток-напряжение С, то на выходе блока 8 формируется сигналО = С (5) Сигнал напряжение гальванопары формируется преобразователем напряжение-напряжение 7, т,е,О = В.О, (6) где В - масштабный коэффициент блока 7,ок определяется составом гальваноцепи, т,е. в принципе постоянен и может задаваться генератором 11 уставки, но для удобства реализации измерителя целесообразно генератором 11 уставки задавать ве(3) (4)ния 50 личину напряжения 3 дъ. Тогда на выходе с вычитающего сумматора 10 получим.Ос= Ои -Р )к = В (О - дик) (7) Если коэффициент преобразования блока 16 измерения удельной проводимости,и, то сигнал кондуктометрического ПИП 17 на выходе блока 16 преобразуется в напряжение Ох= р. х (8) Напряжение О и Ох вводятся на входы.перемножителя 15, поэтому на выходе этого блока имеетО =НО.О =,и(ИВх(О-рк), (9) где М - масштабный коэффициент перемножителя 15.На входы делителя напряжения 9 вводятся сигналы О 1 вкачестведилимогои Оп-делителя,поэтому выходное напряжениесучетом(5) и(9) равно ОС(10)где О - масштабный коэффициентделеС выхода делителя 9 напряжение через последовательно включенные масштабный усилитель 12 с коэффициентом передачи К и квадратор 13 с коэффициентом преобразования Е поступает на индикатор 14 площади. На выходе квадратора 13 действует напряжениеО =(Ор.к),Е (11) Для обеспечения прямого отсчета коэффициент выбирается равным К= РВ,иМЕ/сР Е (12) где Р - размерный коэффициент, С учетом (10 - 12) имеемо Р 2 г 12(1 3) Сравнивая выражения (13) и(2) находим, что они идентичны, т.е. (13) реализует алгоритм (2) измерения площади Я,Измеритель площади металлизации работает следующим образом.Изделие 5 прикрепляют к штанге 3 и опускают в ванну 1 с электролитом 2.В ванне второй штангой 3 закреплен анод 4 постоянной площади Яа и кондуктометрический ПИП 17. Источник 6 питания в ванне создает ток, который аналоговым преобразователем 8 ток-напряжение преобразуется в напряжение токового сигнала Ог, а напряжение на электродах гальванопары аналоговым преобразователем 7 напряжение-напряжение - в сигнал напряжения Ои, В сумматоре 10 осуществ 5 10 15 20 25 30 35 ляется вычитание из сигнала напряжения Ои напряжения, пропорционального электродной разности потенциалов В р, поступающего от генератора 11 уставки, Блок 16 измерения удельной проводимости электролита формирует напряжение, пропорциональное удельной проводимости электролита Ох, которое умножается пере- множителем 15 на выходное напряжение сумматора 10. В делителе 9 напряжения формируется сигнал, пропорциональный отношению ток-напряжение, Масштабный усилитель 12 имеет коэффициент передачи, обеспечивающий прямой отсчет площади. Сформулированный квадратором 13 сигнал площади поступает на вход индикатора 14 площади. Учет удельной проводимости электролита, отражающий изменение его состава и температуры, позволяет увеличить точность измерения площади металлизации.Формула изобретения Измеритель площади металлизации, содержащий ванну с электролитом, закрепленные в ней штангами электрод и изделие, источник тока, положительной полюс которого соединен с первым входом преобразователя напряжение - напряжение и через штангу - с электродом, а отрицательный полюс источника тока соединен через, преобразователь ток-напряжение с вторым входом преобразователя напряжение - напряжение и через штангу - с изделием, выход преобразователя напряжение - напряжение соединен с первым входом сумматора, к второму входу которого подключен генератор устав ки, выход преобразователя ток-напряжение подключен к первому входу делителя напряжения, выход которого через последовательно соединенные масштабный усилитель и квадратор соединен с индикатором площади, о т - л ича ю щийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок измерения удельной проводимости,перемножитель и кондуктометрический первичный измерительный преобразователь, который размещен в электролите и подключен к входу блока измерения удельной проводимости, выход которого соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход перемножителя подключен к второму входу делителя напряжения.