Измеритель толщины полимерных пленок

Измеритель толщины полимерных пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ «« 892201 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270580 (2 l.) 293053/18-28 (1) М с присоединением заявки é9 (23) Приоритет

G 01 В 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231281, Бюллетень Ио 47

Дата опубликования описания 231281 (53) УДЫ 621. 317. .39:531.717 (088.8) 1

1О.A. Скрипник и Н.М. Свнридов

1

l «

, «3 1

Киевский технологический институт егкоЯ,.промышленности ,E f (72} Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины полимерных пленок в процессе производства.

Известно устройство для измерения толщины диэлектрических материалов, содержащее два емкостных первичных преобразователя, включенных в измерительную мостовую схему (1) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель толщины полимерных пленок,.содержащий измерительный и образцовый накладные емкостные первичные преобразователи, состоящие каждый из высо. копотенциального и низконотенциального электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, мостовую схему, генератор выЧокой частоты, выход которого подключен к входу питания мостовой схемы, избирательный усилитель высокой частоты, подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, подключенный к выходу избирательного усилителя, и регистратор (21.

Недостатком этих устройств является невысокая точность измерения,обусловленная влиянием температуры на диэлектрические свойства подложки.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен делителем частоты, вход которого подключен к выходу генератора высокой частоты,избирательным усилителем частоты коммутации, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора,синх-. ронным детектором, информационный вход которого подключен к выходу избирательного усилителя частоты коммутации, управляющий вход — к выходу делителя частоты, а выход — к регист15 ратору, и двумя коммутаторами, первый вход первого из которых и второй вход второго подключены к высокопо тенциальному электроду измерительного преобразователя, первый вход второго

20 коммутатора и второй вход первого подключены к высокопотенциальному электроду образцового преобразователя, управляющие входы коммутаторов подключены к выходу делителя частоты, выход первого коммутатора подключен к первому входу мостовой схемы, а выход второго коммутатора и низкопотенциальные электроды первичных преобразователей подключены ко второму вхоЗО ду мостовой схемы.

892201

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 6, мостовую

1 zet4y 7, входы которой подключены к выходам коммутаторов 5 и 6, 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 на входы мостовой схемы 7.

Прй подключении измерительного преобразователя 1 и схеме 7, высоко.потенциальный электрод 2.2 образцового преобразователя 2 подключается к низкопотенциальному 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 электродов позволяет перераспределить электрические поля преобразователей 1Ц2 в диэлектрической подложке 3 так, что при поочередном подключении этих датчиков 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 изменении температуры, давления и т.д. .будут в равной мере влиять на емкость измерительного и образцового преобразователей.

При отсутствии контролируемой пленки 4 емкости преобразователей

1й2 будут одинаковы, вследствие этого при поочередном их подключении .к мостовой схеме 7 с частотой коммутации в высокочастотном напряжении на выхсде моста будет отсутствовать модуляция. При наложении контролируемой пленки 4 на измерительный преобразователь 1, емкость его возрастает по отношению,к емкости образцового преобразователя 2. Так как амплитуда напряжения на выходе моста зависит от емкости подключаемого преобразователя, высокочастотное напряжение на выходе мостовой схемы 7 будет промодулировано с частотой коммутации.

При этом глубина модуляции будет пропорциональна разности емкостей преобразователей 1 и 2. Это напряжение усиливается избирательным усилителем 10 высокой частоты и выпрямляется амплитудным детектором 11.

Напряжение на выходе амплитудного детектора 11 будет иметь в своем составе постоянную составляющую и

15 переменную составляющую с частотой коммутации. Эта переменная составляюэая на выходе амплитудного детектора 11 выделяется и усиливается избирательным усилителем 12 частоты

Щ коммутации. Амплитуда знакопеременного напряжения на выходе избирательного усилителя 12 будет пропорциональна разности емкостей преобразователей 1>2 Это напряжение подад5 ется на вход синхронного детектора

13, на управляющий вход которого подано напряжение с выхода генератора

8 высокой частоты через делитель 9 частоты. На выходе синхронного детектора 13 появится выпрямленное напряЗО жение, величина которого будет связана пропорциональной зависимостью с разностью емкостей преобразователей 1 и 2. Так как эта разность буцет определяться емкостью, вносимой контролируемой пленкой 4, то напряжение на выходе синхронного детектора 13 будет функционально связано с толщиной пленки 4. Это напряжение подается на регистратор 14.

Щ Электрические поля измерительного и образцового преобразователей 1 и 2 пронизывают одни и те же слои диэлектрической подложки 3, при этом сигналы от этих преобразователей проходят через один и тот же измерительный канал, Следовательно, нестабильность параметров элементов всей измерительной схемы, а также изменение диэлектрических свойств подложки 3 о будут в равной степени влиять на сигнал от образцового и измсрительного преобразователей 1 и 2. Так как результат измерения получается из разности сигналбв преобразователей 1 и 2, то выходной сигнал измерителя не бу 5 дет изменяться от дрейфа параметров элементов измерительной схемы и изменения диэлектрических свойств подложки, что повышает точность измерения.

Формула изобретения

Измеритель толщины полимерных пленок, содержащий измерительный и образцовый накладные емкостные первичные

892201 if

illl

Составитель В.Николаев

Редактор О.Половка Техред М.Надь Корректор Н. Стец

Заказ 11206/60 2ираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 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, избира5 тельный усилитель высокой частоты, подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, подключенный к выходу избирательного усилителя и регистратор, отличающийся 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- 20 равляющий вход — к выходу делителя частоты, а выход — к регистратору, и двумя коммутаторами, первый вход первого из которых и второй вход второго подключены к высокопотенциальному электроду измерительного преобразователя, первый вход второго коюлутатора и второй вход первого подключены к высокопотенциальному электроду образцового преобразователй, управляющие входы коммутаторов подключены к выходу делителя частоты, выход первого коммутатора подключен к первому входу мостовой схемы, а .выход второго коммутатора и низкопотенциальные электроды первичных преобразователей подключены ко второму входу мостовой схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 344260, йл. G 01 В 7/06, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 398814, кл. G 01 В 7/06, 1973 (прототип).