SU1158857A1 - Измеритель толщины полимерных пленок - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОКj со;|: ержа1ций измерительный и образцовый накладные емкостные первичные преобразователи состо щие каждый из высокопотенциального и низкопотенциального электродов,закрепленных на одной диэлектрической подло осе, генератор низкой частоты, два коммутатора j информаг онные входы которых подключены к высокопотенциальным электродам, а управл к цие входы - к генератору низкой частоты, блок преобразовани  емкости в напр жение, вход которого подключен к выходам коммутаторов, управл емый , избирательный усилитель низкой частоты, . информационный вход которого подключен к выходу блока преобразовани  емкости в напр -жение , синхронный детектор, информационный вход которого подключен к . выходу управл емого избирательного усилител  низкой частоты,а управл к ций вход -к генератору низ кой частоты, и регистратор , подключенньЕЙ к выходу синхрон ного детектора, отличающийс   тем, что, с целью повьшени  точности измерени , он снабжен датчиком , температзфы, закрепленным в диэлект (П рической подложке на одинаковом с рассто нии от электродов измерительного и компенсационного накладных емгкостных первичных преобразователей, ;и,согласукщим блоком, вход которого i подключен к датчику температуры, а выход - к управл ющему входу управСд |л бмого избирательного усилител  сх :низкой частоты. ч|

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  толщины полимерных пленок в процессе их производства.

Известно устройство дл  измерени  j толщины диэлектрических пленок, содержащее два накладных первичных преобразовател , закрепленных на одной диэлектрической подложке, и схему обработки измерительного 10 сигнала СП.

Недостатками известного устройства  вл ютс  наличие существенных погрешностей , абусловленньк изменением . диэлектрических свойств контролируе- 15 мого материала при изменении температуры , а также погрешностей, св занных с вли нием окружающей среды на Аиэдектрические свойства подложКИ . . „ ./:. . ;; ; . 20

Наиболее близким к изобретению  вл етс  измеритель толщины полимерных йленок, содержащий измерительный и образцовый Накладные емкостные первичные преобразователи, со- 25 сто щие каждый из аысркопоте:нциального и низкопотендиального электродов , закрепленных, на одной диэлектрической подложке, генератор низкой частоты, два коммутатора, ийформа- зо ционные входы которых подключены к высокопотенциальным электродам, а управл ющие входы - к генератр)у низкой частоты, блок преобразовани  емкости в напр жение, вход которого , подключен к выходам коммутато- 1 ров, управл емый избирательный / усилитель низкой частоты, инфор мационный вход которого подключен к выходу блока преобразовани  емкости в напр жение, синхронный детектор, информационный вход которрг го подключен к вькоду управл емого избирательного усилител  низкой частоты, а управл ющий вход - к « генератору низкой частоты, и регистратор , подключенный к выходу, синхронного детектора С J,

Недостатком данного устройства  вл етс  наличие погрешностей изме- JQ рени , обусловленных изменением диэлектрических свойств контролируемого метериала при изменении температуры.

Цель изобретени  Повышение точности измерени м , , 55

Поставленна  цель достигаетс  тем, что измеритель толщины полимерных пленок, содержащий измерительный

и образцовый накладные емкостные первичные преобразователи, состо щие к аждьп из высокопотенциального и низкопотенциального электродов, закрепленных на одной диэлектрической подложке, генератор низкой частоты, два коммутатора, информационные входы которых подключены к высокопотенциалы ным электродам, а управл ющие входы к генератору низкой частоты, блок преобразовани  емкости в напр жение , вхрд которого подклк)чен к выходам коммутаторов, упра вл емьй избирательный усилитель низкой частоты , информационный вход которого подключен к выходу блока.преобразовани  емкости в напр жение, синхронный детектор, информационный вход которого подк.гаочен к выходу управл ет мого избирательного усилител  низкой ча;стоты, а уп ; аэ л ющий вход - к генератору низкой частоты, и регистратор, подключенный к выходу синхронного детектора, снабжен датчиком температуры , закрепленным в диэлектрической подложке на одинаковом рассто нии от электродов измерительного и компенсационного накладных емкостных первичных преобразователей , и согласукшдам блоком, вход которого подключен к датчику температу ры, а выход - к управл ющему входу управл емого избирательного усилител  низкой частоты.

На чертеже приведена блок-схема измерител  толщины полшерных пленок.

Измеритель содержит измерительный I и образцовый 2 накладные емкостные первичные преобразователи, состо щие каждый из низкопотенциальных 1 . I и 2.I и высокопотенциальньк 1.2 и 2.2 электродов, закрепленных На диэлектрической подложке 3, коммутаторы 4 и 5, подключенные к вь1сокопотенциальным электродам соответственно , измёритё ьногр 1 и образцового 2 преобразователей, блок 6 преобразовани  емкости в напр жение, подключенный К выходам коммутато ррв, управл емый избирательный уси литель 7 низкой частоты, подключенный к блоку преобразовани  емкости в напр жение , датчик 8 температуры, согла сующий блок 9, включенный между датчиком температуры и управл юощм входом усилител  7 синхроннсый детектор 10, подключенный iTвыходу усилител  7, генератор 11 низкой частоты, подключенный к управл ющим входам коммутаторов 4 и 5 и детекто ра 10, регистратор 12, подключенньвй к выходу синхронного детектора 10. Устройство работает следующим образом.. . Измерительный 1 и образцовьй 2 емкостные первичные преобразователи накладываютс  на контролируемую пол мерную . Измерительные сигнал преобразователей 1 и 2 поступают через коммутаторы А и 5 :,на входы блока 6 преобразовани  емкости в на р жение.: При подключении измерительного преобразовател  1 к блоку 6 высокопотенциальный электрод 2.2 образцового преобразовател  2 подключает с  к низкопотенцйальному электроду 2.1 и, наоборот, при подключеНИИ образцового преобразовател  2 к блоку 6, высокопотенциальный электрод 1.2 измерительного преобразовател  1 подключаетс  к низкопотенциальному йлектроду 1.1.Такое переключение электродов позвол ет перераспределить электрические пол  преобразователей I и 2 в диэлектрической подложке 3 так, что их элект ческие пол  пронизьшают одни и те ж слои диэлектрической подложки 3. При этом все изменени  диэлектри ческих свойств подложки 3 при измен нии температуры, давлени  и т.д. в равной мере вли ют на емкость измерительного и образцового преобразов телей., . .; .,/ / При отсутствии контролируемой пленки емкости преобразователей 1 и 2 одинаковы, вследствие этого при поочередном их подключении к блоку 6с частотой коммутации в выходном его напр жении отсутствует . модул ци . При наложении пленки на преобразователь 1 емкость его возг растает по отношению к емкости обра цового преоб| аэоватёл  2, а так как напр жение на вькоде блока 6 зависит от емкости подключаемого. преобразовател , то выходное напр ж ние блока 6 промодулируетс  с часто той коммутации. При этом глубина модул ции пропорциональна ра1зности емкостей преобразователей 1 и 2 Дл  получени  непрерывной информации о температуре пленки в диэлектрическую , подложку 3 на одинако рассто нии от низкопотенциальных . электродов 1.1 и 1.2 помещен датчик 8 температуры. Такое расположение датчика 8 температуры невбходимо во избежание нарушени  распределени  электрических полей в диэлектрической подложке 3. В качестве датчика 8 температуры можно испольэовать термосопротивление, термопару и Tiд. Вследствие того, что полимерна  пленка плотно прилегает к измерительному преобразоватешо 1, а диэлектрическа  подложка 3 выполнена из материала с больпшм коэф фициентом теплопередачиi температура в каждой точке подложки 3 всегда равна температуре контролируемой пленки. Сигнал от датчика 8 температуры поступает через согласующий блок 9 на управл ющий вход управл емого избирательного усилител  7 низкой частоты. Согласующий блок 9 обеспечивает преобразование поступающего сигнала от датчика 8 в управл ющий сигнал дл  изменени  коэффициента усилени  усилител  7. Функци  преобразовани  сигнала согласующего е блока 9 выбираетс  такой, что бы более полно обеспечить компенсацию температурного изменени  диэлектрической проницаемости материала пленки путем изменени  коэффициента передачи усилител  7 в широком диапазоне температур. . . - / Напр жение с выхода управл емого избирательного усилител  7 низкой частоты подаетс  на информационный вход синхронного детектора 10, на управл ющий вход которого подано опорное напр жение с выхода генератора 1 1 низкой часто ты. На выходе синхронного детектора 10 по вл етс  выпр мленное напр жение, величина которого св зана пропорциональной зависимостью с разностью емкостей преобразователей 1 и 2, а так как эта разность определ етс  емкостью ,- вносимой контролируемой пленкой, то напр жение на выходе синхронного детектора IО функционально св зано с толщиной пленки и не измен етс  от температурных изменений диэлектрической проницаемости ; материала пленки. Напр жение с выхода детектора 10 подаетс  на регистратор 12.

5n58857«

Изобретение позвол ет повысить ловленно изменением диэлектоичесто оеть измерени  толщины полимер- ких свойств контролируемого ных пленок вследствие компеиса- тепиала пЬм „о «ИИ погрешности измерени , обус- ьГ изменении температу

Сийо1ые fvHUU з ектриvtcKux no/ieii

и

IПиенкл

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК, содержащий измерительный и образцовый накладные емкостные первичные преобразователи, состоящие каждый из высокопотенциального й низкопотенциального электродов,закрепленных на одной диэлектрической подложке, генератор низкой частоты, два коммутатора, информационные входы которых подключены к высокопотенциальным электродам, а управляющие входы -к генератору низкой частоты, блок преобразования емкости в напряжение, вход которого подключен квыходам коммутаторов, управляемый, избирательный усилитель низкой частоты, , информационный вход которого подключен к выходу блока преобразования емкости в напряжение, синхронный детектор, информационный вход которого подключен к выходу управляемого избирательного усилителя низкой частоты,а управляющий вход-к генератору низкой частоты,и регистратор, подключенный к выходу синхро» ного детектора, отличающий. с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен датчиком температуры, закрепленным в диэлектрической подложке на одинаковом расстоянии от электродов измерительного и компенсационного накладных емкостных первичных преобразователей, и .согласующим блоком, вход которого подключен к датчику температуры, а выход - к управляющему входу управляемого избирательного усилителя низкой частоты.

   01 ОС □Р СП м

   1 1158857