SU1124178A1 - Измеритель толщины полимерных пленок - Google Patents

Измеритель толщины полимерных пленок Download PDF

Info

Publication number
SU1124178A1
SU1124178A1 SU833557400A SU3557400A SU1124178A1 SU 1124178 A1 SU1124178 A1 SU 1124178A1 SU 833557400 A SU833557400 A SU 833557400A SU 3557400 A SU3557400 A SU 3557400A SU 1124178 A1 SU1124178 A1 SU 1124178A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
measuring
input
potential
additional
Prior art date
Application number
SU833557400A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Алексеевич Скрипник
Николай Михайлович Свиридов
Original Assignee
Киевский технологический институт легкой промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский технологический институт легкой промышленности filed Critical Киевский технологический институт легкой промышленности
Priority to SU833557400A priority Critical patent/SU1124178A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1124178A1 publication Critical patent/SU1124178A1/ru

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

I. ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК,содержащий измерительный и образцовый накладные первичные преобразователи, состо щие каждый. из высокопотенциального и низкопотенциального электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, два коммутатора, входы которых подключены к высокопотенциальным электр .одам измерительного и образцового преобразователей, мостовую схему, измерительные входы которой подключены к выходам коммутаторов, генератор высокой частоты, последовательно .соединенные избирательный усилитель высокой частоты, входом подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, избирательный усилитель частоты коммутации , синхронныйдетектор и регистра:-, тор и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к управл ющим входам коммутаторов и синхронного детектора, о тличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности измерени , он снабжен управл емым делителем напр жени , включенным между генератором высокой частоты и мостовой схемой , дифференциальным усилителем, выход которого подключен к управл ющему входу делител  напр жени , стабилизированным источником.напр жени , подключенным к первому входу дифференциального усилител , запоминающей  чейкой, выход которой подключен ко второму входу дифференциального усилител , дополнительным коммутатором, информационный вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а первый выход - ко входу запоминающего элемента, и 0) эквивалентной нагрузкой, подключенной ко второму выходу дополнительс ного коммутатора. 2. Измеритель толщины полимерных пленок по п. 1, отличающийс   тем, что он снабжен дополнительт ными измерительным и образцовым. накладными первичными преобразовател ми , состо щими каждый из высоко -, потенциального и низкопотенциального электродов, закрепленных на той же диэлектрической подложке, высокопотенциальный электрод дополнительного sl измерительного преобразовател  и 00 низкопотенциалЬные электроды дополнительных измерительного и образцового преобразователей соединены с низкопотенциальными электродами основных измерительного и образцового преобразователей, а высокопотенциальный электрод дополнительного образцового преобразовател  соединен с измерительным входом мостовой схемы.

Description

Изобретение относитс  к нэмернтельной технике и может быть исполь зовано дл  контрол  толщины полимер ных пленок в процессе их производст ва. Известно устройство дл  измерени толщины диэлектрических материалов, содержащее два емкостных первичных преобразовател  включенных в измер тельную мостовую схему fij . Недостатком известного устройств  вл етс  невысока  точность Измерени , обусловленна  вли нием дрейфа геометрических размер ов электродов первичных преобразователей и изменени  диэлектрических свойств подложки при изменении температуры. Известно устройство дл  измерени толщины диэлектрических пленок, QOдержащее два накладных емкостных первичных преобразовател , закрепле ных на одной диэлектрической подлож ке , включенных в мостовую схему (2j Недостатком Известного устройства  вл етс  невысока  точность измерени , обусловленна  вли нием изменени  диэлектрических свойств подложки при изменен и температуры, а также вли нием на результат измерени  прочих дестабилизирующих факторов (дрейф параметров элементов , изменение напр жени  питани  и т.д.) . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  измеритель толщины Полимерных пленок, содержащий измерительный и образцовый накладные первичные преобразователи , состо ац|е каждый из высокопотвнциальиого и низкопотенциального электродов, закрепленных на одной диэлек-грической подложке, два коммутатора входы которых подключены к высокопотенциальным электродам измерительного и образцо вого преобразователей, мостовую схему, измерительные входы которой подключены к выходам коммутаторов, генератор высокой частоты, последр .Ъательно соединенные избирательный усилитель высокой частоты, входом подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, избира тельный усилитель частоты коммутаци синхронный детектор и регистратор и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к управл ющим входам , /коммутаторов и Синхронного детектора з . Недостатком данного устройства  вл етс  невысока  точность -измерени , обусловленна  вли нием на результат измерени  дестабилизирующих факторов (температуры, влажности, напр жени  питани  и T.n.J. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем,что измеритель толщины полимерных пленок,содержащий измерительный и образцовый накладные первичные преобразователи , состо щие каждый из высокопотенциального и низкопотенциального электродов,закрепленных на одной диэлектрической подложкр, два коммутатора , входы которых, подключены к Высокопотенциальным электродам измерительного и образцового преобразователей , мостовую схему, измерительные входы которой подключены к выходам коммутаторов, генератор высокой частоты, последовательно соединенные избирательный усилитель высокой частоты, входом подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, избирательный усилитель Частоты коммутации, синхронный детектор и регистратор и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к управл ющим входам коммутаторов и синхронного детектора, снабжен управл емым делителем напр жени , включенным между генератором высокой частоты и мостовой схемой, дифференциальным усилителем, выход которого подключен к управл ющему входу делител  напр жени ,стабилизированным источником напр жени , подключенным к первому входу дифференциального усилител , запоминакмций  чейкой, выход которой подключен ко второму входу дифференциального усилител , дополнительным коммутатором, информационный вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а первый выход - ко входу запоминающего элемента, и эквивалентной нагрузкой , подключенной ко второму выходу дополнительного коммутатора. Кроме того, измеритель снабжен дополнительными измерительным и образцовым накладными первичными преобразовател ми, состо щими каждый из высокопотенциального и низкопо ,тенциального электродов, закрепленHbix на той же диэлектрической прдло же, высокопотенциальный электрод дойолнительного измерительного преобразовател  и низкопотенциальны электроды дополнительных измеритель ного и образцового преобразователей соед1шены с ниэкопотенциальными электродами основных измерительного и образцового преобразователей, а высокопотенциальный электрод дополнительного образцового преобразовател  соединен с измерительным входом мостовой схемы. На чертеже приведена блок-скема измерител  толщины полимерных плено Измеритель содержит измерительны i и образцовый 2 накладные емкостны первичные преобразователи, состо щи из низкопотенциальных 1.J и 2fl и высокопотенциальных 1.2 и 2,2 электродов, закрепленных соответг. ственно на одной диэлектрической подложке 3, накладьшаемые на контро лируемую пленку 4 одной стороной, а с другой стороны размещаетс  обра цова  пленка 5, первый 6, второй 7 коммутаторы, мостовую схему 8, изме рительные входы которой подключены к выходам коммутаторов 6 и 7, л емьй делитель 9 напр жени , генератор 10 высокой частоты, делитель М частоты, подключенный к выходу генератора 10, и последовательно соединенною избирательный усилитель 12 высокой частоты, амплитудный детектор 13, избирательный усилител 14 частоты коммутации, синхронный детектор 15 и регистратор 16, допо  иительиый коммутатор I7, запоминающую  чейку 18, дифференциальный усилитель 19, стабилизированный источник 20 напр жени , эквивалентную нагрузку 21, а также дополнительные измерительный 22 и образцо . вый 23 первичные емкостные преобразователи , состо щие каждый из низко потенциальных 22,1 и 23,1 и высокопотенциальных 22.2 и 23,2 электродо Измеритель работает следующим образом. Основные измерительный 1 и образцовый 2 емкостные преобразователи накладываютс  на контролируемую 4 и образцовую 5 пленки. Толщина образцовой пленки 5 выбираетс  равной , номинальной толщине контролируемой пленки 4. Емкостные преобразователи через первый 6 и второй 7 коммутаторы поочередно подключаютс  к мостовой измерительной схеме 8, котора  через управл емый делитель 9 напр жени  питаетс  от высокочастотного генератора 10. Коммутаторы 6 и 7 перекачаютс  низкочастотным пр мгугольным напр жением, формируемым делителем 11 частоты. При переключении высокопотенциальных 1,2, 2.2 и низкопотенциальных 1.1 и 2,I электродов электрическое поле поочередно пронизывает контролируемую 4 и образцовую 5 пленки и непрерьшно пронизывает одни и те же слои диэлектрической подложки 3. При отсутствии пленок начальные емкости преобразователей 1 и 2 одинаковы и их поочередное включение в мостовую схему 8 не вызывает ее разбаланса. Наложение преобразователей на соответствующие пленки вызывает разбаланс мостовой схемы. При положении коммутаторов 6 и 7, указанном на чертеже, высокопотенциальный 2,2 и ннзкопотенцийльный ., 1электроды образцового преобразовател  2 включены в мостовую схему 8, а высокопоте цйальный электрод 1.2измерительного преобразовател  1 соединен с низкопотенциальными электродами 1,1 и 2,1, Напр жение мостовой схемы 8 при этом пропорционально емкости, вносимой образцовой пленкой ,СоК,ио; где S| - чувствительность мостовой схемы; емкость, функционально св занна  с толщиной и диэлектрической проницаемостью образцовой пленки; 1 - коэффициент передачи делител  9 напр жени ; напр жение генератора 10 высокой частоты. Выходное напр жение моста усилиаетс  избирательным усилителем 2 высокой частоты и детектируетс  мплитудным детектором 13. Выходное апр жение детектора описываетс  ыражением / U2-5,CoK,UoKi-52, де Kj - коэффициент усилени  избирательного усилител  I2; 62 - чувствительность амплитудного детектора 13. Напр жение детектора lij через ополнительный коммутатор 17, перет ключаеыый выходшлм напр жением делител  11 частоты, поступает на  чейку 18, например конденсатор с малой утечкой и истоковым повторит лем, где и запоминаетс . Напр жени С выхода запоминающей  чейки 18 поступает на первый вход дифференциального усилител  19, на второй вход которого приложено напр жение стабилизированного источника 20. Усиленное разностное напр жение во действует на управл ющий вход делител  9 напр жени  в направлени уменьшени  разности напр жени , запоминаемого  чейкой 18, и напр же ни  источника 20, т.е. } (i В результате воздействи  управл щего напр жени  на делитель 9 напр жени  его коэффициент передачи становитс  равным 5,CoUoKje2 При противоположном положении ко мутаторов 6 и 7 высокопотенциальньй электрод 2.2 образцового преобразовател  2 подключаетс  к низкопотенциальиому электроду 2.1, а высокопотекциальный электрод 1.2 измеритель ного преобразовател  1 и его низкопотейциальный электрод 1.1 включает с  в мостовую схему 8. Напр жение небаланса мостовой схемы при этом становитс  равным U4v5ACo -bC}K,U гделС- дополнительна  вносима , емкость ,функционально св зан - на  с отклонением толщины контролируемой пленки от номинального значени . Напр жение на выходе амплитудног детектора 13 соответственно принима значение - , ygrS CoiNqK UoKiez. Новое значение выходного напр же ни  tig детектора 13 не измен ет величину запомненного напр жени  в  чейке 18, так как коммутатор 17 подключен к эквивалентной нагрузке 21. С учетом ранее установленного значени  коэффициента передачи делител  9 напр жени  выходное напр жение детектора 13 принимает вид oXCoUaUotg SgU 5,CoUoKi54 Избирательным усилителем 14 частоты коммутации усиливаетс  переменна  составл юща  вьсходного напр жени  амплитудного детектора 13 . 3{Cot.CV ,ЗЬС.. u6° 3-2--2 -cr -Ч -Tc; где К - коэффициент усилени  избирательного усилител  14. Переменное напр жение lig, выпр мл етс  синхронным детектором 15 и подаетс  на регистратор 16. Так как относительные изменени  емкости ьС/Сд пропорциональны относительным изменени м толщины контролируемой пленки от ее номинального значени , то шкала регистратора 16 с нулем посередине может быть отградуирована в процентах отклонени  толщины пленки от заданного значени  a,Vtk4- iOOt%, посто нный коэффициент , пропорциональности; В и ь6 -соответственно толщина пленки и ее абсолютное отклонение. Из полученного выражени  видно, что непосто нства чувствительности мостовой схемы (SO , напр жени  питани  моста (i/o), коэффициента усилени  высокочастотного усилител  ( 2)( чувствительности амплитудного детектора (S) не вли ют на результат измерени . Дл  исключени  погрешностей от изменени  геометрических размеров электродов в смежное плечо мостовой схе-мы 8 подключены дополнительные измерительный 22 и образцовый 23 емкостные преобразователи, выполненные идентично основным преобразовател м 1 и 2. При этом электроды измерительного преобразовател  22 контактируют с контролируемой пленкой 4, а электроды образцового преобразовател  23 не касаютс  образцовой пленки 5. При указанном соединении электродов преобразователей 22 и 23 в смежное плечо мостовой схемы 8 посто нно включена начальна  емкость образцового преобразовател  23. Благодар  непрерывному контакту диэлектрической подпожки 3 с контролируемой пленкой 4 через электроды измерительных преобразоватьлей I и 22 температура во всех точках основных и дополнигтельных преобразователей всегда одинакова . Поэтому баланс мостовой схем 8 по начальным емкост м не нарушаетс  при изменении температуры. Разбаланс. 1МОСТОБОЙ схемы при этом определ етс  только рабочими емкост ми , вносимыми контролируемой или образцовой пленками, и не зависит о 88 температурных Изменений геометрических размеров электродов и дизлектрич ческих свойств общей подложки накладных емкостных преобразователей, Изобретение позвол ет повысить точность измерени  за счет компенсаций вли ни  на результат измерени  изменений под действием дестабилизирующих факторов параметров элементов измерител .

Claims (2)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК,содержащий измерительный и образцовый накладные первичные преобразователи, состоящие каждый.
из высокопотенциального и низкопотенциального электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, два коммутатора, входы которых подключены к высокопотенциальным электродам измерительного и образцового преобразователей, мостовую схему, измерительные входы которой подключены к выходам ^коммутаторов, генератор высокой частоты, последовательно .соединенные избирательный усилитель высокой частоты, входом подключенный к выходу мостовой схемы, амплитудный детектор, избирательный усилитель частоты коммутации, синхронный детектор и регистратор и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к управляющим входам коммутаторов и синхронного детектора, о т~ личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен управляемым делителем напряжения, включенным между генератором высокой частоты и мостовой схемой, дифференциальным усилителем, выход которого подключен к управляющему входу делителя напряжения, стабилизированным источником .напряжения , подключенным к первому входу дифференциального усилителя, запоминающей ячейкой, выход которой подключен ко второму входу дифференци ального усилителя, дополнительным коммутатором, информационный вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а первый выход - ко входу запоминающего элемента, и эквивалентной нагрузкой, подключенной ко второму выходу дополнительного коммутатора.
2. Измеритель толщины полимерных пленок поп. 1,отличающийс я тем, что он снабжен дополнитель*?
1ными измерительным и образцовым.· накладными первичными преобразователями, состоящими каждый из высокопотенциального и низкопотенциального электродов, закрепленных на той же диэлектрической подложке, высокопотенциальный электрод дополнительного измерительного преобразователя и низкопотенциалЬные электроды дополнительных измерительного и образцового преобразователей соединены с низкопотенциальными электродами основных измерительного и образцового преобразователей, а высокопотенциальный электрод дополнительного образцового преобразователя соединен с измерительным входом мостовой схемы.
SU833557400A 1983-02-21 1983-02-21 Измеритель толщины полимерных пленок SU1124178A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833557400A SU1124178A1 (ru) 1983-02-21 1983-02-21 Измеритель толщины полимерных пленок

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833557400A SU1124178A1 (ru) 1983-02-21 1983-02-21 Измеритель толщины полимерных пленок

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1124178A1 true SU1124178A1 (ru) 1984-11-15

Family

ID=21051363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833557400A SU1124178A1 (ru) 1983-02-21 1983-02-21 Измеритель толщины полимерных пленок

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1124178A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 344260, кл. G 01 В 7/06, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 398814, кл. G 01 В 7/06, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР № 892201, кл. С 01 В 7/06, 1981 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100390307B1 (ko) 센서 신호 처리 장치
US5708368A (en) Method and apparatus for emulation of a linear variable differential transducer by a capacitive gaging system
JP2717011B2 (ja) 容量性圧力センサと差圧センサの温度補償用回路装置
US4167697A (en) Capacitive pick-off circuit
SU1124178A1 (ru) Измеритель толщины полимерных пленок
JP3569772B2 (ja) 静電容量型トランスデューサ用信号処理回路
JPH06235739A (ja) 検電器
US3395581A (en) Pressure measuring apparatus
SU851285A1 (ru) Устройство дл измерени диэлектрическихпАРАМЕТРОВ МАТЕРиАлОВ
SU842395A1 (ru) Устройство дл бесконтактного контро-л диАМЕТРА пРОВОдА
SU1543351A1 (ru) Измерительный преобразователь неэлектрических величин с емкостным датчиком
SU1647272A1 (ru) Емкостный компенсационный уровнемер
US3066535A (en) Device for measuring low pressures
RU2272298C1 (ru) Емкостный преобразователь перемещений
SU966488A1 (ru) Измеритель толщины полимерных пленок
SU1158857A1 (ru) Измеритель толщины полимерных пленок
SU1411568A1 (ru) Емкостное устройство дл измерений микроперемещений
SU958846A1 (ru) Измеритель толщины диэлектрических материалов
SU892201A1 (ru) Измеритель толщины полимерных пленок
SU679895A1 (ru) Устройство дл измерени составл ющих комплексной проводимости двухполюсников
US3066536A (en) Apparatus for measuring low pressures
RU2037770C1 (ru) Измерительный преобразователь неэлектрических величин
SU1532885A1 (ru) Преобразователь емкости в частоту
SU805058A1 (ru) Устройство дл измерени перемещений
SU1298517A1 (ru) Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий