Способ измерения толщины проводящего слоя изделия Советский патент 1983 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к контрол но-измерительной технике и может выть использовано для измерения то щины проводящих слоев на диэлектри ческой и металлической основах. Известен способ измерения параметров электропроводящих изделий на основе .вихретоковых датчиков с частичной отстройкой от зазора при помощи дополнительного компексационного напряжения, регулируемо го фазовращателем, включенншлМ в цепь обратной связи l , В данном способе отстройка от за зора осуществляется в узко ограниченных пределах- изменения свойств изделия.ч Наиболее близким к. предлагаемому по технич;еской сущности являетс способ измерения толщины проводящего слоя изделия путем измерения отношения активной и реактивной составлякяцих сигнала с вихретокового параметрического преобразователя, включенного, в резонансный контур з . Недостатком известного способа является сложность функционального преобразования сигналов, пропорцио нальных активной и реактивнЪй составляющим вносимого сопротивления в преобразователь, требующая сложных конструкций Устройств, реализующих способ. Способ также не обес печивает отсройку от зазора при измерении толщины слоев на метал.лИ ческой основе. Цель изобретения - повышение точ ности контроля измерения то.ггщины сл ев путем отстройки от изменения зазора между изделием и.преобразовате лем . Поставленн ая цель достигается тем, что согласно способу измерения толй1ины проводящего слоя изделия путем измерения отношения активной и реактивной составляющих сигнала е вихретокового параметрического гцэеобразователя, включенного в резонансный контур, резонансный кон-. тур настраивают в отсутствии издели до значения реактивной составляквдей его полного сопротивления Ко , равно ,05cjfUoW a, а частоту питания преобразователя в бирают так, чтобы глубина h проникновения электромагнитного поля в изделие не превышала н h fO-d, где 00 круговая частота питания; fUo - магнитная проницаемость вакуума ; W - количество витков преобразо вателя; а - ращиус преобразователя; d - минимальная толщина измеряе мого проводящего слоя. На чертеже представлена блок-схема устройства, реализуквдего способ измерения толщины проводящего слоя изделия. Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, измерительный мост 2 с контурами, блок 3 сравнения величины продетектированного по высокой частоте с эталонным напряжением, блок 4 эталонного напряжения. Измерительный мост 2 состоит из индуктивностей преобразователя L 1 и компенсационной катушки L 2,подстроечных резонасных емкостей С 1 и С 2, подстроечного активного сопро.тивления R моста, образцовых сопротивлений RO плеч моста. Принцип работы устройства основан на том, что среднюю частоту (о генератора 1 без качания (jfc/ico) выбирают так, чтобы глубинаЬ проникновения электромагнитного поля в материал измеряемого слоя не превышала радиуса датчика, деленного на 50, и минимальной толщины покрытияна 10, Таким образом выбирается режим работы вихретокового накл дного преобразова.теля на известной кри-) вой изменения составляющих вносимого в преобразователь сопротивления от толщины покрытия, при этом от толщины покрытия зависит главным образом активная составляющая вносимого в преобразователь сопротивления. Все эти кривые пересекаются для различных зазоров при значениях реактивной составляющей вносимого сопротивления x.0, Тйким образом, если перенести начало координат кривых- в точку -0,05c)jJJoaw и затем разделить сигнал прямо пропорциональный активной составляющей вносимого сопротивления Кэд на сигнал прямо пропорциональный преобразованной реактивной составляющей Xj i.-+0,05(J(UoalW,пoлyчим желаемую отстройку от сильных вариаций зазора при работе на ветвях кривых, После выбора рабочей частоты питания отстройка от зазора достигается путем Настройки резонансного кон тура с параметрическим преобразователем следующим образом. Настраивают контур с преобразователем при помощипеременного конденсатора С1 в резонанс на рабочей частоте. Затем рассматривают контур до значения реактивной составляющей его полного сопротивления равной Хр 0,05a)(Ueavv l20%. При помощи подстроечного сопротивления R и конденсатора С 2 уравновешивают мост на частотеUQ,Подают модуляцию на генератор 1 качающейся частотыСдЗо+Л«, После перемещения на

преоСрлзователь измеряемого образца I на выходе моста образуется промоду.лированный по амплитуде ВЧ сигнал. Амплитуда в минимуме выходного сигнала пропс циональна величине

и «.-iin-

и не зависит от вариации зазора между преобразователем и измеряетн покрытием. Выходной сигнал подается на блок сравнения велячияк мя,нимума с эталонным напряжением блока 4.

Таким образом, предлагаемой способ позволяет достигнуть хорсзшей от стройки от зазора при аначительном изменении его величины,когда толцнна контролируемого проводящего Ьлой . изделия измеряется в &1ирЬком диайазоне.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОВОДЯЩЕГО СЛОЯ ИЗДЕЛИЯ путем измерения отношения активной и реактивной составляющих сигнала с вихретокового параметрического преобразователя, включенного В резонанс ный контур, отличающийс тем, что, с целью повышения точнос ти контроля,резонансный контур настраи- вают в отсутствии изделия до значения реактивной составляющей его полного сопротивления Хо равной .05w(U(,w2«i, а частоту питания преобразователя выбирают так, чтобы глубина h проникновения электромагнитного поля в изделие не превышала и , где U - круговая частота питания; (Up - магнитная проницаемость вакуума; W - количество витков преобразователя; а - радиус преобразователя; § с1 - минимсшьная толщина измеряемого проводящего слоя.