SU977935A1 - Измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов - Google Patents
Измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов Download PDFInfo
- Publication number
- SU977935A1 SU977935A1 SU813305241A SU3305241A SU977935A1 SU 977935 A1 SU977935 A1 SU 977935A1 SU 813305241 A SU813305241 A SU 813305241A SU 3305241 A SU3305241 A SU 3305241A SU 977935 A1 SU977935 A1 SU 977935A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- measuring
- generator
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ . ДВУХСЛОЙНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
1
Изобретение относитс к измepитeль ной технике и может быть использовано дл контрол технологических параметров двухслойных диэлектрических материалов.
Известно устройство дл контрол технологических параметров двухслойных диэлектрических материалов, содержащее два автогенератора, емкостный датчик, смеситель, полосовой фильтр и частотный детектор 1 .,д
Недостатком этого устройства вл етс невысока точность измерени .
Наиболее близким по технической сушности к изобретению вл етс измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектри- 5 ческих материалов, содержащий измерительный и опорный генераторы, измерительный емкостной датчик, генератор синхросигналов , частотный модул тор, вход которого соединен с выходом генератора 20 синхросигналов, а выход - с управл ющим входом опорного генератора, смеситель, входы которого соединены с выходами измерительного и опорного генераторов. МАТЕРИАЛОВ
последовательно соединенные с выходом импульсов полосовой фильтр, формирователь импульсов, частотный детектор, избирательный усилитель, синхронный детектор , опорный вход которого соединен с выходом генератора синхросигналов, а выход - с управл ющим входом измерительного генератора С2 .
Недостатком этого измерител вл ет с невысока точность измерени вследствие наличи погрешности, вызванной дестабилизирующими факторами, измен кущими параметры первичного преобразовател и канала обработки измерительной информации.
Цель изобретени - повышение точности измерени .
Эта цель достигаетс тем, что измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов, содержащий измерительный и опорный генератор), измерительный емкостной датчик, генератор синхросигналов, частотный модул тор , вход которого соединен с выходом генератора синхросигналов, а выход - с управл ющим входом опорного генератора смеситель, входы которого соединены с выходами измерительного и опорного генераторов , последовательно соединенные с выходом смесител ., полосовой фильтр, формирователь импульсов, частотный детектор , избирательный усилитель, синхрон ный детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора си ц.роскг-, налов, а выход - с управл ющим входом измерительного генератора, снабжен образцовым емкостным датчиком, первым коммутатором, ,входы которого соединены с выходами соответственно измерительного и образцового емкостных датчиков, а выход - с входом измерительного генератора , реверсивным счетчиком, счетный вход которого соединен с выходом формировател импульсов, фазоинвергором, выход которого подключей к управл ющему входу счетчика, вторым коммутатором, . вход -которого соединен с выходом генера тора синхросигналов, а выходы соответст венно с входом фазоинвертора и с управл ющим входом счетчика, делителем част ты, вход котрого подключен к выходу генератора синхросигналов, а выход - к управл ющим входам коммутаторов, форми рователем строб-импульсов, вход которог подключен к выходу делител частоты, блоком задержки, вход которого подключен к выходу формировател строб-импульсов , а выход - к установочному входу счётчика, элементом И, входы кототюг подключены соответственно к выходу счет чика и к выходу формировател строб-импульсов , дешифратором, вход которого под ключен к выходу элемента И и регистратором , вход которого соединен с выходом дещифратора. . На чертеже приведена блок-схема измерител толщины ПОК{Н 1ТИЯ. Измеритель содержит измерительный 1 и опорный 2 генераторы, первый комму татор 3, частотный модул тор 4, измерительный 5 и образцовый 6 емкостные датчики, смеситель 7, входы которого подключены к выходам генераторов 1 и 2, генератор 8 синхросигналов, полосовой фильтр 9, включенный на выходе сме сител 7, делитель 10 частоты, формирователь 11 импульсов, включенный на выходе полосового фильтра 9, второй коммутатор 12, фазоинвертор 13, форми1 рователь 14 строб-импульсов, вход которого подключен к выходу делител 1О частоты, частотный детектор 15, реверсивный счетчик 16, блок 17 задержки, вход которого подключен к выходу формировател 14, элемент И 18, избирательный усилитель 19, синхронный детектор 20, подключенный к выходу усилител : 19, дешифратор 21, включенный на выходе элемента И 18, и регистратор 22, включенный на выходе дещифратора 21. Измеритель работает следующим образом . Выходные сигналы с измерительного и опорного генераторов 1 и 2 поступают на смеситель 7. Выходной сигнал опорного генератора 2 модулируетс напр жением пр моугольной формы с частотного модул тора 4. Частота модулирующего напр жени равна частоте Si. , задаваемой сигналом с выхода генератора 8 синхросигналов . При этом в первый полупериод частоты выходной сигнал опорного генератора 2 имеет частотуш, а во второй полуперйод JT/Q (Jn. Частота сигнала измерительного генератора 1 определ етс параметрами емкостных датчиков с измер емым объектом и контрольным образцом , периодически подключаемых к частотозадающей цепи измерительного генератора 1. Первый коммутатор 3 управл етс сигналом пр моугольной формы, с делител 10, частота которого также задаетс генератором 8 синхросигналов и равна 6Z/n, где г - целое число. В первый полупериод частоты С2/П , когда подключен образцовый емкостной датчик 6 (режим коррекции), частота измерительного генератора 1 равна м, а при подключении измерительного емкостного датчика 5 (режим измерени ) частота измерительного генератора 1 равна ю, . Параметры датчиков и частоты опорного генератора 2 подбираютс так, чтобы в отсутствие измер емого объекта и контрольного образца и при введении их в зоны чувствительности соответствующих датчиков сохран лось условие ш (u) , u):|)U)2. (Я После смешивани выходных напр жений генераторов 1 и 2 в смесителе 7 и выделени полосовым фильтром 9 сигнала разностной частоты на вход формировател 11 импульсов с выхода полосового фильтра 9 поступает частотно-модулированное напр ение с частотой модул ции и несущими частотами uj, оо, , и uJ , соответствующими полупериоду модулирующего сигнала 31/Я. и сигнала (с полупериодом Jn/ ), управл юо1его первым коммутатором 3 и задающего режимы ра597 боты измерител . Следовательно в первый полупериоа37п(режим коррекции) полосовым фильтром выдел етс частотно-модулирова шый сигнал с несущими частотами, равными в первый полупериод шгШ - ujg а во второй полупериод JT/ U): u)2- U). Соответственно в режиме измерени (вто рой полупериод Jn / ) несушие частоты выдел емого частотно- лодулированного сигнала равны в первый полупериод Л/ U))-U, а во второй полупериод /Q /V W ш 2 - u . I На .выходе формировател 11 импульсов вл ющегос одновременно амплитудным ограничителем, устран ющим паразитную амплитудную модул цию сигнала, по в тс периодические последовательности пакетов импульсов. Частота импульсов в пакете (длительность пакета J/Q ), рав на частоте поступающего в данный полупериод y/yi входного разностного сигнала периодически измен етс (с частотой модул ции Q ), принима в пределах одной последовательности (одного полупериода Лп/S ) поочередно два значени - либо шиш, либо ц) и u). После преобразовани импульсов частотно-модулированного напр жени в частотном детекторе 15 на выходе последнего выделитс амплитуд но-модулированное напр жение с несущей частотой О. и огибающей частоты CZ /п . Амплитуда сигнала несущей частоты будет пропорциональна девиации разностной частоты I d} - в режиме коррекции (первый полупериод In/и ) и - в режиме измерени , причем luj- u. )( ( гае с - суммарна расстройка часгогы 1Ш°} измерительного генератора 1 с образповъ1м емкостным датчиком 6 в частотозадающей цепи, въгзванна параметрами контрольного образца и аддитив ной составл ющей погрещности первичного преобразовател и пр мого канала преобразовани сигнала: 5 - дополнительна расстройка часл тоты LO , вызванна подключением к частотозадающей цепи измерительного eh cocTHoro датчика 5 с измер емым объектом и завис ща от различи технологических параметров измер емого объекта и контрольного д u)u), образца; 4 n - частота измерительного генератора 1, соответствующа на частотной оси точке, симметрич- ной относительно частот uin и Ю9 опорного генератора 2. При этом предлагаетс , что в отсуттвие измер емого объекта и контрольного образца параметры измерительного и образцового емкбстных датчиков 5 и 6 вдентичны (датчики выполнены на одной подложке по единой технологии и соединены по дифференциальной схеме), и что под воздействием внешних факгоров( климатические услови и пр.) изменени их параметров эквивалентны. Усиленный избирательным усилителем 19, настроенным на частоту и преобразующим напр жение пр моугольной формы в синусоидальное, сигнал поступает в синхронный детектор 2О, на опортый вход которого подаетс напр жение с генератора 8 синхросигналов частоты . Так как выход синхронного детектора 2О соединен с управл ющим входом измерительного генератора 1, то изменений амплитуды выходного сигнала детектора -(имеющего форму пакетов выпр мленных полу- ; волн длительностью Jin /С), пропорциональные измер емой величине А X , воздействуют на частоту измерительного генератора 1, измен ее таким образом, чтобы в оба полу периода Jin/Я. (в оба такта работы измерител ) выполн лись услови баланса частотгенераторов 1 и 2: LU - U}A tOo- UJ U)- UJ,j- UJ с точностью до ощибки некомпенсации замкнутой системы, состо щей из звеньев 7, 9, 11, 15, 19, 20, 1. Причем величина некомпенсации пропорциональна величинам |сЛ| и ( в соответствующий полупериод Jn/52. Измер емый технологический параметр, пропорциональнъй. величине Aj( , определитс ,- исход из соотнощений (2) и (3), как , |. ||ш-ш|-1и. (Ь).
Реверсивный счетчик 16, на счетный вход которого поступает импульсный час тотно-модулированный сигнал с выхода формировател II импульсов, выполн ет операции вычислени величины по за- 5 данному соотношением (6) алгоритму, при этом на его счетный вход периодически поступают пакеты импульсов (частота следовани пажтов;), частота которых в первый полупериод Jn/S равна ю 1ши w,а во второй полупериод. или и). Одновременно на управл ющий вход реверсивного счетчика 16 поступают синхросигналы с генератора 8 череа второй коммутатор 12, управл емый делителем 10 частоты, причем суммирование импульсов , поступающих на счетный вход, происходит при BbicoKOM уровне напр жени синхросигнала, а вычитание - при низком.
В первый полупериодjfil/Я (режим кор-
рекции) в результате чередовани операций сложени и вычитани импульсов числовое, значение кода реверсивного счетчика будет равно
. V (--).
а во второй полупериод лп/И (режим измерени ) к выходу генератора 8 синхросигналов подключаетс фазоинвертор 13 и происходит инверси управл ющего напр жени , т.е. очередность операций суммировани и вычитани изменитс на противоположную , в результате чего показани реверсивного счетчика измен тс на величину35
N.,,).
При этом результирующий выходной 7СОД реверсивного счетчика за период 2J/n/Si работы измерител станет равным 0
)-()V), (7)
г
и не будет зависеть от величины суммарной расстройки с/, котора определ етс 45 как параметрами контрольного образца, так и аддитивной погрещностью, св занной с дрейфом первичного преобразовател и пр мого тракта усилени и выделени измерительной информации.50
Как следует из описани режимов работы реверсивного счетчика и соотнощений (6) и (7), однозначное соответствие выходно- го кода счетчика Nj( измер емому технологическому параметру д j{ будет соблю- 55 датьс лишь при условли
w(w, ио) uj
u) (ы,и.)ч ujj , ( 8)
о
т.е. когда изменение частоты о) измерительного генератора 1 под воздействием параметров измерительного и образцового емкостных датчиков 5 и 6 с измер емым объектом и контрольным образцом будут одного знака. Это условие выполн етс при соответствующем подборе параметров конт рольного образца, относительно которого ведутс измерени .
По окончании управл ющего импульса с делител Ю частоты формирователь 14 строб-импульсов выдает сигнал, разрешающий прохождение информационного сигнала с выхода реверсивного счетчика 16 через элемент И 18 на дешифратор 21 и, далее , на регистратор 22. Врем индикации результата измерени определ етс периодом 2 Л n/S, а врем перезаписи результата с выхода реверсивного счетчика 16 в дешифратор 21 определ етс временем задержки блока 17, по истечении которого выходной сигнал с формировател 14 строб-импульсов, пройд блок 17 задержки , поступит на . установочный вход рвве{ сйвного счетчика 16 и переведет все его разр ды в состо ние . О. Разр дность счетчика определ етс максимальным числом импульсов, поступающих на его счетный вход за пшупериод Jn/ , и величиной коэффициента делени п делител 1О, т.е., исход из соотношени (7-), разр дность реверсивного счетчшса должна быть не меньше, чем величина
- X max ц;, to, to, ы Дси-ш)-,
K-u;)f
Дл простоты отсчета результата измерений коэффициент делени п выбираетс кратным двадцати, что приводит при считывании результата к переносу зап той . Кроме того, необходимо соблюдение услови , согласно которому частота синхросигналов должна быть меньше частоты переключаемых сигналов
f-«5 «min{u3 oj,uj,u).
Дл .устранени погрешности измерени
св занной с неидентичностью параметров
Claims (2)
- емкостных датчиков, производитс кредварительна установка нул . Измер емый объект и контрольный образец вывод тс из зон чувствительности соответ ртвующих емкостных датчиков и с помощью подстроечных элементов частотозадаюших цепей измерительного 1 и опорного 2 генераторов добиваютс выполнени условий баланса частот генераторов (4) и (5). В этом случае частоты измерительн го генератора 1 станут равными между собой u); и установитс равенство частот разностных сигналов 1г.,|( Ы-и UJn U) U) где uJ - среднее значение частоты разностного сигнала, выдел емого полосовым фильтром 9. Тогда, согласно выраж нию (7), показани регистратора 22 установ тс в О. Таким образом, использование в изме рттеле замкнутой структуры аналогового тракта позвол ет уменьшить вли ние иестабильностей пр мого канала усилени и вьщепени измерительной информации, а введение двухтактного режима работы с ко{фека0ей измер емого технсшогическо го параметра по образцу в цифровой части , реализующей операцию вычитани аддитивной составл кшей погрешности из суммарного сигнала, дает возможность повысить точность измерени . Кроме того, благодар чередованию операций суммировани и вычитани , а также инверсии очередности этих операцйй между тактами коррекции и измерени уменьшаетс разр дность реверсивного счетчика, при этом заданна точность может быть обеспечена за счет увеличени коэффициента делени п делител час тоты. Формула изобретени Измеритель толщкны покрыти двукслой ных- диэлектрических материалов, содержащий измерительный и опорный генерат рЬ1, измерительный емкостный датчик, ге нератор синхросигналов, частотный модул тор , вход которого соединен с выходо генератора синхросигналов, а выход - суправл ющим входом опорного генератора, смеситель, входы которого соединены с выходами измерительного и опорного ге- , нераторов, последовательно соединенные с выходом смесител , полосовой фильтр, формирователь импульсов, частотный детектор , избирательный усилитель, синхронный детектор, опорный вход которого соединен с выходом генератора синхросигналов , а выход - с управл ющим входом измерительного генератора, отличающийс тем, что, с целью погышени точности измерени , он снабжен образцовым емкостным датчиком, первым коммутатором , входы которого соединены с выходами соответственно измерительного и образцового емкостного датчиков, а выход - с входом измерительного генерато ра, реверсивным счетчиком, счетный вход которого соединен с выходом формировател импульсов, фазоинвергором, выход которого подключен к управл ющему входу счетчика, вторым коммутатором, вход которого соединен с выходом генератора синхросигналов, а выходы соо:гветственно с входом фазоинвентора и с управл ющим входом счетчика, делителем частоты, вход которого подключен к выходу генератора синхросигналов, а выход - к управл ющим входам коммутаторов, формирователем строб-импульсов, вход которого подключен к выходу делител частоты, блоком задержки, вход которого подключен к выходу формировател строб-импульсов, а выход - к установочному входу счетчика , элементом И, входы которого подключены соответственно к выходу счетчика и к выходу формировател строб-импульсов , дешифратором, вход которого под- ключен к выходу элемента И и регистратором , вход которого соединен с выходом дешифратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 4О48844, кл. G, О1 N 27/22, 1977.
- 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2868124/18-21 (ОО3151) кл. G01N 27/22 (прототип).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813305241A SU977935A1 (ru) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | Измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813305241A SU977935A1 (ru) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | Измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU977935A1 true SU977935A1 (ru) | 1982-11-30 |
Family
ID=20964588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813305241A SU977935A1 (ru) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | Измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU977935A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103644833B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-06-01 | 无锡市迈日机器制造有限公司 | 网络版带移动存储器的高性能电子柱 |
-
1981
- 1981-06-15 SU SU813305241A patent/SU977935A1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103644833B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-06-01 | 无锡市迈日机器制造有限公司 | 网络版带移动存储器的高性能电子柱 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB1446801A (en) | Time interval phase detection in distance measuring apparatus | |
SU977935A1 (ru) | Измеритель толщины покрыти двухслойных диэлектрических материалов | |
SU1095101A1 (ru) | Устройство дл контрол многослойных диэлектриков | |
SU1128184A1 (ru) | Устройство дл измерени девиации частоты | |
SU1019355A1 (ru) | Способ измерени фазового сдвига | |
SU958876A1 (ru) | Устройство дл измерени неэлектрических величин | |
RU2001409C1 (ru) | Устройство дл определени соотношени фаз двух синусоидальных сигналов | |
SU834549A1 (ru) | Дифференциальный коммутационный указательС пЕРиОдичЕСКиМ СРАВНЕНиЕМ гАРМОНичЕСКиХСигНАлОВ | |
SU855527A1 (ru) | Компенсационный измеритель разности фаз | |
SU757992A1 (ru) | Автоматический измеритель переменных напряжений 1 | |
SU1187118A1 (ru) | Многозначна мера радиоимпульсного напр жени | |
SU550570A1 (ru) | Устройство дл токовихревого контрол стальных канатов | |
SU752197A1 (ru) | Измеритель коэффициента трансформации | |
SU883788A2 (ru) | Устройство дл измерени фазового рассогласовани | |
SU569031A1 (ru) | Устройство дл измерени времени зедержки сигнала в линии св зи | |
SU1081566A1 (ru) | Диэлькометрический измеритель концентрации пластификатора в пленочных материалах | |
SU1437764A1 (ru) | Устройство дл автоматического измерени влажности сыпучих материалов | |
SU725033A2 (ru) | Устройство дл сравнени амплитуд двух гармонических напр жений | |
SU779903A1 (ru) | Цифровой фазометр | |
SU883801A1 (ru) | Устройство дл контрол коэффициента амплитудной модул ции | |
SU1109670A1 (ru) | Широкополосный измеритель параметров диэлектриков | |
SU1076869A1 (ru) | Способ измерени групповой задержки | |
SU310388A1 (ru) | Цифровой автокомпенсатор для измерения комплексных параметров переменного тока | |
SU587403A1 (ru) | Цифровой пол рно-координатный автокомпенсатор | |
SU1689833A1 (ru) | Устройство дл измерени влажности почвы |