Изобретение относитс к измерителььой технике и может быть испопь зовано дл контрол толщины изделий иэ диэлектрических материгшов в хим ческой и атомной промыаленностй. Иэвестьо устройство дл измерени толщины диэлектрических материалов при одностроннем доступе;содер жащее накладные емкостные первичные преобразователи Измерительный и об разцовый ), каждый из которых состои из высокопотенциешьного и низконоте циального электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, ти преобразователи включены в иэиверительную ,дифференциальную cxeMyfll Недостатком этого устройства в (П ютс существенные погрешности изм рени , обусловленшле неплотностью прилегани рабочей поверхности датчика к контролируемой пленке. Кроме того; дополнительна погрешность измерени вноситс при температурном изменении диэлектрических свойств подлржки. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс изме ритель толщины диэлектрических материалов , содержащий измерительный и образцовый накладные емкостные первичные преобразователи, состо щие каждый из основных высокопотенциального -и низкопотенциального электродов , закрепленных на одной диэлект рической подложке, два коммутатора, входы которых подключены к основным высокойотенциальным электродам, блок Пт еобразовани емкости функции neo-i вичных преобразователей в напр жение , вход которого подключен к выходам коммутаторов, избирательный усилитель , вход которого подключен к блоку преобразовани , синхронный детектор , соединенный по сигнальному входу с избирательным усилителем, генератор низкой частоты, выход которого подключен к управл ющим входам синхронного дед.ектора и кокмутатЬров , и регистратор, соединенный с выходом детектора 2. Недостатком указанного измерител вл етс существенна погрешность измерени , обусловленна неплотностью прилегани рабочей поверхности к контролируемой пленке. Цель изобретени - повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем что измеритель толщины диэлектричест ких материалов, содержащий измерительный и образцовый накладные емкос ные первичные, преобразователи, состо щие Кс1ждь1й из основных высокопотенциальиого к нйэкопотенциального электродов, закрепленных на одной диэлекфрическбй подложке, два комт мутатора, входы которых подключенык .основным высокопотенцйальным элект родам, блок преобразовани емкостной функции первичных преобразователей в напр жение, вход которого подключен к выхЬдам коммутаторов, избирательный усилитель, вход которого подключен к блоку преобразовани , синхронный детектор, соединенный по сигнальному входу с избирательным усилителем , генератор низкой частоты, выход которого подключен к управл бщнм входам синхронного детектора и коммутаторов,и {регистратор, соединенный с выходом детектора, снабжен дополнительными высокопотенциальвыми электродами, закрепленными на общей диэлектрической подложке между основными высокопотенциальными и низкопотенциальными электродами и повторителем напр жени , вход которого подключен к выходам коммутаторов, выход соединен с дополнительными .; ; электродами. На чертеже показана структурна схема измерител . Измеритель содержит измерительный 1 и образцовый 2 накладные емкостHbie первичные преобразователи, сое- . то щие каждый из основных низкопотенциальных 3 и 4, основного высокбпотенциального 5 и 6 и дополнйтельных высокопотенциальных 7 и 8 электродов ft закрепленных на диэлектрической подложке 9, кок 4утато5 а 10 и 11, подключенные к основнью4 высокопотенциальным электродам 5 и б соответственно измерительного 1 и образцового 2, преобразователей , блок 12 преобразовани ешостной функции в напр жение посто нного тока, вход которого подключен к выходам коммутаторов 10 и 11, повторитель 13 напр жени , вход которого подключен параллельно входу блока 12, а выход к дополнительным высокопоте.нциальньм электродам 7 и 8, избирательный усилитель 14, вход которого соединен с ВЫХОДФ1 блока 12, синхронный детектор 15| сигнальный вход которого подключен к выходу усилител 14, генератор 16 низкой частоты, выход которого соединен с управл ющими входами коммутаторов 10, 11 и синхронного детектора 15. и регистратор 17 подключенный к выводу детектора 15. I ; , . . ; Устройство работает следующим образом . К основным Высокопотенциальным электродам 5 и б через автоматичест Кие коммутаторы 10, 11 прикладываетс П1еременное электрическое напр жение , сущест вующее на входных зажимах блока 12 Одновременно это напр жение подаетс также на вход повторител 13. на выходе которого по вл тс напр жение по амплитуде и по фазе идентичное приложенному к его входу напр жению. Это напр жение с вьЁкода повторител 13. имеющего низкое выходное сопротивление. подаетс на дополнительные высокопотенциа ьные электроды 7 и 8, которые расположены соответственно между основными высо копотёнцйальными 5,6 и низко потенциальными 3 ,-4 электродами При подключении измерительного преобразовател 1 к блоку 12 основно высокопотенциаль ный электрод 6 обра:з цового преобразовател 2 подключаетс к низкрпотенциальному электроду 4 и наоборот, при подключений образцовог преобразовател 2 к блоку 12 основной высокопотенциал ньШ: электрод 5 измерительного преобразовател 1 под ключаетс к низкопотенциальному элек роду 3. Такое переключение электродо позвол ет перераспределить электрические пол преобразователей 1 и 2 в диэлектрической йодложке 9 так, чт рри поочередном подключении этих пре рбразователей к блоку 12 их электрические пол пронизывают одни и те ж слои даэЛектрической подложки 9. При этом все измеие1ии диэлектри еских свойств подложки 9 при измене нии температуры« давлени и т.д. в равной мере вли ют на емкость изме рительного 1 и образцового 2 преобразователей . Так ка:к переменное напр жение на дополнительных высокопотенциальHijK электродах 7 и 8 по амплитуде и по .фазе всегда повтор ет напр жение на основных высокопотенциальных электродах 5 и 6, то распределение силовы линий электрических полей между элек родами не из мен ет при изменении напр жени на ocHoiBHtJX электродах 5 И 6.. На чертеже пуйктиром показаны распределени силовых линий электрических полей основного высокопотен цигшьного электрсйа 5, 31 точками показанн распределени силовых линий электрических полей дополнительных высокопотенциальных электродов 7 и 8 При переключении коммутаторов 10, 11 картина распределени электрических полей изменитс на обратную. Из этих распределений видно, что силовые линии электрических полей основного элехтррда 5 как бы приподн ты над ,рабочей поверхностью измерительного преобраз овател ; силовыми лини ми электрических полей дополнительного электрода 7. Электрическое поле меж1 ду OCHOBHW4 S и дополнительным 7 электродами отсутствует, так как при ложенные к ним напр жени идентичны по амплитуде и фазе, т.е. в любой момент времени эти элект|роды вл ютс эквипотенциальными. Поэтому частицы диэлектрика, попавшие в это межэлектродное пространство, не пол ризуют, а следовательно, не измен ют емкость измерительного преобразовател 1. Частицы диэлектрика , попавшие в межэлектродное пространство , образованное дополнитель-ным электродом 7 и низкопотенциальным электродом 3, подвергаютс пол ризации электрическим полем, суадёствуюадим между этими электродами. Однако эта пол ризаци не вызывает изменение напр жени на дополнительном электроде 7 (как по амплитуде, так и по фазе) ввиду того/ что это напр жение подаетс от источника с низким выходным сопротивлением, какрВЕдМ вл етс повторитель 13 напр жени . При наложении контролируемого материала на измерительный преобразователь 1 емкость его возрастает по отношению к емкости образцрвого. преобра зрвател 2. Это приращение емкости не измен етс при удалении материала от рабочей поверхности измеритель-, ного преобразовател 1 до тех пор, пока все силовые линии электрических полей основного электрода S дважды пересекут ксэнтролируемый материал..Таким образом, удаление Контролируемого материала на некоторое , рассто ние от рабочей поверхнрс- ти измерительного преобразовател 1 не вли ет на результат измерени . Это позвол ет осуществить бесконтактный односторонний принцип измерени толщины диэлектрического материала путем установлени некоторого воздушного зазора между рабочей поверхностью преобразовател 1 и контролируемым материалом. При этом исключаетс дополнительна погрешность иэмерени , обусловленна возможным тех-i- . нолргическим изменением этого зазора . В этой св зи по вл етс возможriocTb измер ть толщину при однострроннем доступе даже жестких диэлектрических материалов (например, стекл нных , поверхность которьох имеет волнистую форму (см. чepтeжV Введение контролируемого материала в электрическое поле дополнительного высокопотенцисшьнрго электрода 7 не вызывает изменени напр жени на нем (как по амплитуде, и по фазе ), так как это напр жение подаетс от источника (повтррител 13 )с низким выходным сопротивлением . . При отсутствии контролируемргр материала емкости преобразователей 1,2 одинаковы. Вследствие этого при поочерёдном их подключении с помощью коммутаторов 10, 11 к блоку 12 преобразовани емкости в напр жение посто нного тока с частотой кс лмутаод и в выходном напр жении блока 12 отсутствует переменна составл юща частоты коммутации. При налржении контррлируемого материала на измерительный преобразователь 1 емкость его возрастет по отношению к емкости образцового прербразовател 2. Так как величина напр жени на выходе блока 12 зависит от емкости подключаемрго преобразовател , то вьшодное напр жение блока 12 содержит составл ющую с частотой коммутации. Амплитула ее пропорциональна разности емкостей преобразователей 1 и 2, Эта переменна составл юща с частотой коммутации на выходе блока. 12 вьвдел етс и усиливаетс избирательным усилителем 14, Амплитуда знакопеременного напр жени на выходе усилител 14 пропорциональна разности емкостей преобразователей 1,2, Это напр жение подаетс на информационный вход синхронного детектора 15, на управл ющий вход которого подано опорное напр жение с выхода генератора 16 низкой частоты. С выхода генератора 16 напр жение подаетс также на управл ющие входы коммутаторов 10, 11, На выходе синхронного детектора 15 по вл етс выпр мленное напр жение, величина которого св зана пропорцио-: нальной зависимостью с разностью ем/костей преобразователей 1 и 2, Так kaik эта разность определ етс емкое- тью, вносимой контролируемым диэлектрическим материалом, то напр жение на. выход:,е синхронного детектора 15
Также св зано пропорциональной зависимостью с толщиной диэлектрического материала. Это напр жение подаетс на регистратор 17,
Таким образом, в данном устройст- ;ве существенно (в 3-4 раза повышена точность измерени за счет исключени погрешносли измерени г обусловленной неплотным прилеганием измерительного емкостного преобразовател к контролируемому материалу. Исключение этой погрешности измерени позволит.применить данное устройство не только дл одностроннего контрол толщины наиболее тонких диэлектрических пленок(например , полиэтиленовых пленок толщиной до 20 мкм, получаемых методом экструзии с раздувом, при котором недопустимо чрезмерно плотное прилегание пленки к емкостному преобразователю иэ-за опабности ее прорыва , но также и дл одностороннего контрол толщийы листовых диэлектрических материалов , при измерений толщины которых трудно обеспечить плотное прилегание к ним емкостного преобразовател .