Измеритель толщины полимерных пленок

Формула изобретения На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит измерительный 1 и образцовый 2 накладные емкостные первичные преобразователи, состоящие каждый из низкопотенциального 1" и 2 и высокопотенциального 1 и 2" электродов, закрепленных соответственно на одной диэлектрической подложке 3 и измеряемой плен,е 4, коммутатор 5 и б, мостовую1хему 7, входы которой подключены к выходам коммутаторов 5 и б, генератор 8 высокой частоты, делитель 9 частоты, подключенный к выходу генератора 8, избирательный усилитель 10 высокой частоты, амплитудный детектор 11, вход которого подключен к выходу усилителя 10, избирательный усилитель 12 частоты коммутации,синхронный детектор 13, вход которого подключен к выходу усилителя 12, и регистратор 14, включенный на выходе синхронного детектора 13. Устройство работает следующим образом,Измерительный 1 и образцовый 2 первичные преобразователи накладываются на измеряемую пленку 4, Измерительные сигналы преобразователей поступают через коммутаторы 5 и б навходы мостовой схемы 7,Прй подключении измерительногопреобразователя 1 к схеме 7, высоко.потенциальный электрод 2.2 образцового преобразователя 2 подключается книзкопотенциальному электроду 2,1 и,наоборот, при подключении образцового преобразователя 2 к схеме 7 высокопотенциальный электрод 1.2 измерительного преобразователя 1 подключается к низкопотенциальному электроду 1.1.Такое переключение электродовпозволяет перераспределить электрические поля преобразователей 1 Ц 2 вдиэлектрической подложке 3 так,что при поочередном подключении этихдатчиков к мостовой схеме 7 их электрические поля будут пронизывать одни и те же слои диэлектрической под-ложки 3.При этом все изменения диэлектрических свойств подложки 3 при изме"нении температуры, давления и т.д.будут в равной мере влиять на емкость измерительного и образцовогопреобразователей.При отсутствии контролируемойпленки 4 емкости преобразователей1 и 2 будут одинаковы, вследствие этогО при поочередном их подключении.к мостовой схеме 7 с частотой коммутации в высокочастотном напряжениина выхсде моста будет отсутствоватьмОдуляция. При наложении контролируемой пленки 4 на измерительныйпреобразователь 1, емкость его возрастает по отношению,.к емкости образцового преобразователя 2. Так какамплитуда напряжения на выходе моста зависит от емкости подключаемогопреобразователя, высокочастотное напряжение на выходе мостовой схемы 7будет промодулировано с частотойкоммутации.При этом глубина модуляции будетпропорциональна разности емкостейпреобразователей 1 и 2. Это напряжение усиливается избирательным уси О лителем 10 высокой частоты и выпрямляется амплитудным детектором 11.Напряжение на выходе амплитудногодетектора 11 будет иметь в своемсоставе постоянную составляющую и 15 переменную составляющую с частотойкоммутации. Эта переменная составляюэая на выходе амплитудного детектора 11 выделяется и усиливаетсяизбирательным усилителем 12 частоты Щ коммутации. Амплитуда знакопеременного напряжения на выходе избирательного усилителя 12 будет пропорциональна разности емкостей преобразователей 1 2 Это напряжение подад 5 ется на вход синхронного детектора13, на управляющий вход которого подано напряжение с выхода генератора8 высокой частоты через делитель 9частоты, На выходе синхронного детектора 13 появится выпрямленное напря- ЗО жение, величина которого будет связана пропорциональной зависимостьюс разностью емкостей преобразователей 1 и 2. Так как эта разностьбуцет определяться емкостью, вносимой контролируемой пленкой 4, то напряжение на выходе синхронного детектора 13 будет функционально связанос толщиной пленки 4. Это напряжениеподается на регистратор 14. Щ Электрические поля измерительногои образцового преобразователей 1 и 2пронизывают одни и те же слои диэлектрической подложки 3, при этомсигналы от этих преобразователей про ходят через один и тот же измерительный канал, Следовательно, нестабильность параметров элементов всей измерительной схемы, а также изменениедиэлектрических свойств подложки 3 о будут в равной степени влиять на сигнал от образцового и измсрительногопреобразователей 1 и 2. Так как результат измерения получается из разности сигналбв преобразователей 1 и 2,то выходной сигнал измерителя не бу дет изменяться от дрейфа параметровэлементов измерительной схемы и изменения диэлектрических свойств подложки, что повышает точность измерения. Измеритель толщиныполимерных пленок, содержащий измерительный и образцовый накладные емкостные первичные892201 Составитель В.Николаеведактор О.Половка Техред И.Надь Корректор НСтец Заказ 11206/ 645 В твенно ретени 1 Ж, 60 2 иражНИИПИ Государспо делам изоб13035, Москва Подписноеа СССРийнаб., д. 4/ мите ткры ская гой и илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная преобразователи, состоящие каждый из высокопотенциального и низкопотен-. циального электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, мостовую схему, генератор высокой частоты, выход которого подключен к входу питания мостовой схемы, избира 5 тельный усилитель высокой частоты, подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, подключенный к выходу избирательного усилителя и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен делителем частоты, вход которого подключен к .выходу генератора высокой частоты, избирательным усилителем частоты коммутации, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, синхронным детектором, инФормационный вход которого подключен к выходу избиратель-ного усилителя частоты коммутации,уп равляющий вход - к выходу делителя частоты, а выход - к регистратору, и двумя коммутаторами, первый вход первого из которых и второй вход второго подключены к высокопотенциальномуэлектроду измерительного преобразователя, первый вход второго коммутатора и второй вход первого подключенык высокопотенциальному электроду образцового преобразователй, управляющие входы коммутаторов подключены квыходу делителя частоты, выход первого коммутатора подключен к первомувходу мостовой схемы, а .выход второго коммутатора и низкопотенциальныеэлектроды первичных преобразователейподключены ко второму входу мостовойсхемы. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 344260, йл. 6 01 В 7/06, 1972.2Авторское свидетельство СССР Р 398814, кл. О 01 В 7/06, 1973 (прототип).