RU2230290C2 - Измеритель площади металлизации - Google Patents
Измеритель площади металлизации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230290C2 RU2230290C2 RU2001107682/28A RU2001107682A RU2230290C2 RU 2230290 C2 RU2230290 C2 RU 2230290C2 RU 2001107682/28 A RU2001107682/28 A RU 2001107682/28A RU 2001107682 A RU2001107682 A RU 2001107682A RU 2230290 C2 RU2230290 C2 RU 2230290C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- voltage
- output
- area
- anode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам контроля геометрических величин электрическими методами, в частности площади металлизации печатных плат в процессе электроосаждения. Технический результат: снижение погрешности измерения площади металлизации путем коррекции результата с учетом изменения площади анода. Сущность изобретения: устройство содержит силовой источник тока, преобразователи тока, напряжения, удельной проводимости в аналоговые сигналы и блоки обработки результатов измерений, преобразующие полученные данные в сигнал площади металлизации. Новым является использование канала измерения площади анода и второго делителя напряжения, осуществляющих коррекцию результатов измерения площади металлизации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения площади электропроводных деталей, погруженных в гальваническую ванну, при электрохимическом осаждении покрытий в процессе металлизации.
Известен измеритель площади металлизации [1], содержащий ванну с электролитом, с погруженными в нее электродами, кондуктометрический первичный измерительный преобразователь тока и напряжения гальванопары в сигнал площади, скорректированный на величину удельной проводимости. Но в этом измерителе не учитывается изменение площади анода, растворяемого в процессе нанесения гальванопокрытий, что при использовании прибора в системах автоматического задания плотности тока может привести к росту потерь на брак.
Целью изобретения является снижение погрешности измерения при изменении площади анода в процессе металлизации.
Указанная цель достигается тем, что в измеритель площади металлизации, содержащий масштабный усилитель, квадратор, сумматор, первый делитель напряжения, индикатор площади, ванну с электролитом, с закрепленными в ней штангами анодом и изделием, источник тока, положительный полюс которого соединен с первым входом преобразователя напряжение - напряжение и через штангу с анодом, а отрицательный - с входом преобразователя ток - напряжение, первый выход которого соединен с первым входом первого делителя напряжения, второй вход преобразователя напряжение - напряжение соединен через штангу с изделием, а выход - с первым входом вычитающего сумматора, к второму входу которого подключен генератор уставки. Выход вычитающего сумматора соединен со вторым входом аналогового перемножителя, первый вход которого через блок измерителя удельной проводимости соединен с выходом кондуктометрического первичного измерительного преобразователя, погруженного в ванну, а выход - с вторым входом первого делителя напряжения. Выход первого делителя напряжения соединен со входом квадратора, а выход масштабного усилителя соединен с индикатором площади. В устройство дополнительно введены блок измерения площади анода и второй делитель напряжения. Первый вход блока измерения площади анода соединен с вторым выходом преобразователя ток - напряжение, а второй вход - с вторым входом преобразователя напряжение - напряжение. Выход блока измерения площади анода соединен с вторым входом второго делителя напряжения, первый вход второго делителя напряжения соединен с выходом квадратора, а выход второго делителя напряжения соединен со входом масштабного усилителя.
На чертеже приведена схема измерителя площади металлизации.
Источник тока 6 в заполненной электролитом 2 ванне 1, в которую погружены с помощью штанг 3 анод 4 и изделие 5, создает ток, который аналоговым преобразователем ток - напряжение 8 преобразуется в токовый сигнал, а напряжение на гальванопаре аналоговым преобразователем напряжение - напряжение 7 - в сигнал напряжения, который поступает на первый вход вычитающего сумматора 10, на второй вход которого поступает напряжение с генератора уставки 11. В ванну 1 погружен также кондуктометрический первичный измерительный преобразователь (ПИП) 17, подключенный к входу блока измерения удельной проводимости 16, сигнал с выхода которого поступает на первый вход аналогового перемножителя 15, на второй вход которого поступает напряжение с выхода сумматора 10.
С выхода аналогового перемножителя 15 сигнал поступает на второй вход первого делителя напряжения 9, на первый вход первого делителя напряжения 9 поступает напряжение с первого выхода преобразователя ток - напряжение 8. Сигнал с выхода первого делителя напряжения 9 поступает на вход квадратора 13. Первый вход блока измерения площади анода 19 соединен с вторым выходом преобразователя ток - напряжение 8, а второй вход блока измерения площади анода 19 соединен с вторым входом преобразователя напряжение - напряжение 7. Сигнал с выхода блока измерения площади анода 19 поступает на второй вход второго делителя напряжения 18. На первый вход второго делителя 18 поступает напряжение с выхода квадратора 13, сигнал с выхода второго делителя 18 через масштабный усилитель 12 подается на индикатор площади 14.
В отличие от известных в предлагаемый измеритель площади металлизации введена автоматическая коррекция результатов по изменению площади анода, что обеспечивает более высокую точность измерений.
Принцип действия измерителя площади основан на том, что площадь металлизации катода Sk связана с током I и напряжением U на электродах гальванопары соотношением [2, 3]
где Sa - площадь анода;
L - расстояние между анодом и катодом;
d и f - эмпирические коэффициенты, учитывающие потери энергии в электролизе за счет газонаполнения и в контактах электрической цепи соответственно;
φ - электродная разность потенциалов,
χ - удельная проводимость электролита.
Из (1) вытекает, что
являются постоянными.
Таким образом, для определения площади металлизации изделия Sk следует реализовать алгоритм (2), для этого необходимо сформировать сигналы: тока I, напряжения U, контактной разности потенциалов φk, удельной проводимости χ и площади анода Sa.
Для формирования токового сигнала введен преобразователь ток - напряжение 8, одновременно осуществляющий развязку силовой и измерительной цепей. Если крутизна преобразования ток - напряжение С, то на первом выходе блока 8 формируется сигнал
Сигнал напряжения гальванопары формируется преобразователем напряжение - напряжение 7, т.е.
где В - масштабный коэффициент блока 7.
Контактная разность потенциалов φk определяется составом гальваноцепи и в данном технологическом процессе постоянна. Она определяется по справочным данным [2] и задается генератором уставки 11. Но для удобства реализации измерителя выгодно генератором уставки 11 задавать величину напряжения В·φk. Тогда на выходе вычитающего сумматора 10 с учетом (6) получим
Если коэффициент преобразования блока измерения удельной проводимости 16 М, то сигнал кондуктометрического ПИП 17 на выходе блока 16 преобразуется в напряжение
Напряжения Uc и Uχ вводятся на входы аналогового перемножителя 15 и на его выходе имеем
где N - масштабный коэффициент перемножителя 15.
На входы делителя напряжения 9 вводятся сигналы: Ui в качестве делимого и Un - делителя, поэтому выходное напряжение с учетом (5) и (9) равно
где D - масштабный коэффициент деления.
С выхода делителя 9 напряжение поступает на вход квадратора 13, на выходе которого действует напряжение
где Е - масштабный коэффициент квадратора.
Сигнал площади анода, формируемый блоком измерения площади ранода 19, равен
где R - коэффициент преобразования блока 19.
Напряжение с выхода блока измерения площади анода Ua подается на вход делителя напряжения 18 в качестве делителя, а напряжение Uk, с выхода квадратора 13 - в качестве делимого, тогда выходное напряжение делителя 18 с учетом (10) и (12) равно
где Т - масштабный коэффициент деления.
Напряжение UT подается на вход масштабного усилителя 12 и с его выхода на индикатор площади 14. На выходе масштабного усилителя 12 с коэффициентом передачи К формируется напряжение, равное
Для обеспечения прямого отсчета площади металлизации коэффициент К выбирается равным
С учетом (13) и (14) имеем
Сравнивая выражения (16) и (2), находим, что они идентичны, т.е. (16) реализует алгоритм (2) измерения площади металлизации Sk.
Измеритель площади металлизации работает следующим образом. Изделие 5, закрепленное на штанге 3, опускается в ванну с электролитом 2. В ванне на второй штанге закреплены анод 4 и кондуктометрический ПИП 17. Источник питания 6 создает в ванне ток, который аналоговым преобразователем ток -напряжение 8 преобразуется в напряжение токового сигнала Ui, а напряжение на электродах гальванопары 4-5 аналоговым преобразователем напряжение - напряжение 7 - в сигнал напряжения Uu. В вычитающем сумматоре 10 реализуется вычитание из сигнала напряжения Uu напряжения, пропорционального электродной разности потенциалов В·φk, поступающего от генератора уставки 11.
Блок измерения удельной проводимости электролита 16 формирует напряжение, пропорциональное удельной проводимости электролита Uχ, которое перемножается аналоговым перемножителем 15 на выходное напряжение вычитающего сумматора 10. В делителе 9 формируется сигнал, пропорциональный отношению ток - напряжение гальванопары 4-5, который после возведения в квадрат блоком 13 преобразуется в сигнал квадрата эффективной площади гальванопары, пропорциональный произведению Sk·Sa. Сигнал квадрата эффективной площади гальванопары с выхода квадратора 13 подается на вход делимого блока 18, а сигнал площади анода, сформированный в блоке измерения площади анода 19, - на вход делителя блока 18. В результате на выходе делителя напряжения 18 формируется сигнал, пропорциональный площади изделия Sk. Для обеспечения прямого отсчета площади металлизации изделия сигнал Sk вводится на индикатор площади металлизации 14 через масштабный усилитель 12.
Автоматический учет изменения площади анода при его растворении в процессе эксплуатации позволяет увеличить точность измерения площади катода, что при включении измерителя металлизации в состав систем автоматического управления током гальванических ванн обеспечивает уменьшение расхода материалов, сокращение энергопотребления, повышение степени автоматизации процесса нанесения покрытий. Так, при использовании предложенного измерителя площади металлизации совместно с устройством контроля площади анода по [4] в составе широко распространенной гальванической установки фирмы Schering - DYNA точность установки тока повышается на 7-10 процентов.
Структура нового измерителя площади металлизации содержит в основном блоки, выпускаемые в бескорпусном исполнении, что позволяет оформлять устройство в виде гибридной интегральной микросхемы. Предложенный алгоритм обработки данных обеспечивает линейный выход по информативному параметру.
Источники информации
1. А.с. СССР №1763881, 1992, БИ №35.
2. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник т.1. Под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1985.
3. Данилов Ю.В., Подкин Ю.Г. Гальванический измеритель площади покрытий. ПТЭ, №5, 1989.
4. А.с. СССР №1763880, 1992, БИ №35.
Claims (1)
- Измеритель площади металлизации, содержащий масштабный усилитель, квадратор, сумматор, первый делитель напряжения, индикатор площади, ванну с электролитом, с закрепленными в ней штангами анодом и изделием, источник тока, положительный полюс которого соединен с первым входом преобразователя напряжение - напряжение и через штангу - с анодом, а отрицательный - с входом преобразователя ток - напряжение, первый выход которого соединен с первым входом первого делителя напряжения, второй вход преобразователя напряжение - напряжение соединен через штангу с изделием, а выход - с первым входом вычитающего сумматора, к второму входу которого подключен генератор уставки, выход вычитающего сумматора соединен со вторым входом аналогового перемножителя, первый вход которого через блок измерителя удельной проводимости соединен с выходом кондуктометрического первичного измерительного преобразователя, погруженного в ванну, а выход - с вторым входом первого делителя напряжения, выход первого делителя напряжения соединен со входом квадратора, а выход масштабного усилителя соединен с индикатором площади, отличающийся тем, что в устройство дополнительно введены блок измерения площади анода и второй делитель напряжения, первый вход блока измерения площади анода соединен с вторым выходом преобразователя ток - напряжение, а второй вход - с вторым входом преобразователя напряжение - напряжение, выход блока измерения площади анода соединен с вторым входом второго делителя напряжения, первый вход второго делителя напряжения соединен с выходом квадратора, а выход второго делителя напряжения соединен со входом масштабного усилителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107682/28A RU2230290C2 (ru) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Измеритель площади металлизации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107682/28A RU2230290C2 (ru) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Измеритель площади металлизации |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001107682A RU2001107682A (ru) | 2003-05-20 |
RU2230290C2 true RU2230290C2 (ru) | 2004-06-10 |
Family
ID=32845289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001107682/28A RU2230290C2 (ru) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Измеритель площади металлизации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230290C2 (ru) |
-
2001
- 2001-03-21 RU RU2001107682/28A patent/RU2230290C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6019455B2 (ja) | 有機レベリング剤の有効量を決定する方法 | |
Wagner | On the determination of the roughness of metallic surfaces | |
CN109444245B (zh) | 一种循环伏安分析仪的校准系统及其校准方法 | |
RU2230290C2 (ru) | Измеритель площади металлизации | |
CN108254611A (zh) | 一种电极电流测量方法及系统 | |
SU1763881A1 (ru) | Измеритель площади металлизации | |
CN110088362B (zh) | 镀覆装置 | |
US11674236B2 (en) | Plating apparatus and plating system | |
EP0630426B1 (en) | Process for mantaining a cathodic protection against corrosion and device for carrying out said process | |
US3387210A (en) | Method and apparatus for measuring the resistance of an electrochemical cell | |
JP2006241566A (ja) | めっき液の建浴方法と銅めっき装置 | |
SU1044964A1 (ru) | Способ определени площади поверхности электропроводного объекта | |
CN212894991U (zh) | 一种钢构件电位测量系统 | |
SU798199A1 (ru) | Способ измерени площадидЕТАли пРи гАльВАНичЕСКОМпРОцЕССЕ | |
SU1548275A1 (ru) | Устройство дл нанесени гальванических покрытий | |
SU717158A1 (ru) | Способ автоматического регулировани состава электролита и устройство дл осуществлени этого способа | |
SU859488A1 (ru) | Способ измерени площади детали при гальваническом процессе | |
JPH08178894A (ja) | 電解液中添加剤濃度の測定方法および添加剤濃度の管理方法 | |
RU1772221C (ru) | Способ автоматического контрол толщины гальванопокрытий | |
SU1242546A1 (ru) | Способ измерени площади катода в гальванической ванне | |
SU1555620A1 (ru) | Измеритель площади металлизации | |
JPS6313486Y2 (ru) | ||
SU637650A1 (ru) | Способ определени пористости полимерного покрыти | |
SU1224356A1 (ru) | Способ измерени площади деталей при гальваническом процессе | |
RU2216726C2 (ru) | Устройство для измерения удельного сопротивления жидких сред и грунта |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050322 |