Устройство для измерения диэлектрических параметров материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

Р ХЖХХКХХЮ ХКХХ1 Х 1ХХХХХ Ф Х Ф( ////////////////////////////////

// ////////////////////////////// W99

/////////// / / / //7///////////////

Фиг.1

11

3-jz 1:;()и)етсние относится к измерительной гсхинке и может быть использовано, в частности, li качестве первичного преобразовате.1я в автоматизированных системах мераз})уп1аюш,его контроля качества неметаллических материалов. Известно устройство д.ля имерения параметров неметаллических материалов, например ди.чектрической проницаемости, тан|-епса угла потерь и других в котором контролпр.(-мый материа.1 помещается между обкладками измерительного конденсатора, иклк)че1П1()го в различные измерительные цепи 1. Однако известное устройство обладает погрешностью измерений. Ыаиболее близки.м техническим решением к изобретению является устройство, содержащее генератор пилообразного напряжения, счетчик имнульсов и измерительный конденсатор с обкладками 2. Однако наличие аналого-цифрового преобразователя и перечисленных электронных блоков усложняет конструкцию устройства, снижает его надежность. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение его надежности. Цель достигается тем, что в устройстве для измерения диэлектрических параметров материалов, содержащем генератор пилообразного напряжения, счетчик имнульсов и измерительный конденсатор, обкладки конденсатора выполнены трапецеидальными, па одну из которых последовательно нанесены первая изоляционная пленка, вторая изоляционная пленка, снабженная токосъемными зондами, контактирующими с ферромагнитной пленкой и соединенными между собой напыленными проводника.ми, расположенными вдоль оси симметрии обкладок. Фе|)р()магнит}1ая пленка выполнена из материала с 11рямоуго.1ьпой петлей гистерезиса (ИНГ), причем ось легкого намагничивания if..ieiiKH перпепдикулярна оси симметрии обкладок, а токосъе.мные зонды расположеп вдоль оси сим.метрии обкладок. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид сверху. На верхнюю токопроводящую обкладку 1 измерительного конденсатора нанесены плепкп; изоляционная 2, ферромагнитная 3 и изоляционная 4 с отверстиями под токосъе.мные зонды 5 и напыленными проводниками 6. Напряжение переменного тока подводится к входным клеммам 7 и 8, а напыленные проводники подсоединены к выводам 9 и 10. Устройство работает следующим образом. Контролируемый материал 11, например диэлектрическая пленка, помещается между обкладками измерительного конденсатора. При подаче напряжения к клеммам 7 и 8, между обкладками 1, образующими измерительный конденсат, протекает ток, величина 10 2 которого зависит от емкостного сопротивления, являющегося функцией параметров контролируемого материала: его толщины, диэлектрической проницаемости, влажности. Нротекание тока по обк.тадкам приводит к появлению магнитного ноля, напряженность которого HBH должна превын1ать величину коэрцитивной силы HC ферромагнитной пленки 3 для образования в пей управляемой подвижной доменной стенки. Неременная плотность тока по сечению обкладок сопровождается появлением градиента напряженности grad Н, направленного вдоль оси симметрии обкладок и обеспечивающего управляемое движение границы. Движение стенки осуществляется до тех пор, пока HC . При пересечении подвижной доменной стенкой токосъемных зондов в них появляются электрические импульсы, полярность которых зависит от направления перемагничивания, а число определяется нлощадью перемагниченного участка пленки и дискретностью зондов. При изменении характеристик контролируемого материала (диэлектрической проницае.мости, толщины пленки, влажности) и постоянной амплитуде подаваемого напряжения изменяется площадь перемагниченпого участка, а с„тедовательно, и количество и.мпульсов, снимаемых с выводов 9 и 10. Таким образом, по количеству импульсов можно судить о свойствах контролируе.мого материала. При непрерывнном перемещении контролируемого материала (пленки) между обкладками измерительного конденсатора снимаемые импульсы с выводов 9 и 10 целесообразно передавать в микропроцессоры или ЭЦВМ для дальнейщей обработки или в соответствующий цифровой индикатор. Трапецеидальное выполнение обкладок конденсатора необходимо для создания градиента поля, обеспечивающего управляемое движение подвижной стенки в пленке. Существенность последовательности нанесения слоев; 1-й слой необходим для изоляции токопроводящего основания обкладки конденсатора от 2-го ферромагнитного слоя, а 3-й - для изоляции токосъе.мных проводников и ферромагнитной пленки. Толщина изоляционных слоев выбрана в пределах 0,084 - 0,1 .мкм, при этих значениях исключается вероятность пробоя. Толщина ферромагнитной пленки выбрана, исходя из условия постоянства коэрцитивной силы пленки при незначительном технологическо.м разбросе толщин (Г 0,13-0,3 мкм. В этом интервале Н, const. Предлагаемое устройство обладает по сравнению с базовы.м выходным сигнало.м в виде число-импульсного кода, что позволяет сопрягать его с цифровыми вычислительНЫМ.И машинами, минуя промежуточные устройства. Это может Оыть полезным при использовании устройства в виде первичного преобразователя в автоматизированных системах неразрушаемого контроля качества неметаллических материалов и позволяет

ускорить нропесс коптро.чя, ii() oiii качество. Кроме того, прел.пагаемое xorpoiiство имеет простую надежную конструкцию технологично, отличается невысокой себестоимостью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащее генератор пилообразного напряжения, счетчик импульсов и измерительный конденсатор с обкладками, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повыщения его надежности, обкладки конденсатора выполнены трапецемдальными, на одну из которых последовательно нанесены первая изоляционная пленка, вторая изоляционная пленка, снабженная токосъемными зондами, контактирую щими с ферромагнитной пленкой и соединенными между собой напыленными проводниками, расположенными вдоль оси симметрии обкладок.