Способ контроля толщины плоских диэлектриков

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПЛОСКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ, заключающийся в том, что помещают контролируемый диэлектрик между электродами конденсатора , прикладывают к ним напряжение переменного тока и измеряют . ток, протекающий через конденсатор, по величине которого определяют толщину ди электрика, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности контроля путем исключения влияния воздушных зазоров между диэлектриком и электродами конденсатора , повышают амплитуду приложенного напряжения до уровня, соответствующего ионизации воздушных зазоров, и стабилизируют его на этом уровне в процессе измерения тока.

! (19} (ИЗ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3151} Q 01 В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3510959/25-28 (22) 11.11.82 (46) 30.05.84. Бюл. }} 20 (72) Г.Д.Ершов, Я.Ш.Вайнблат и Г.Ф.Калиберов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации (53) 621.317.39: 531.71(088.8) (56) 1. Форейт й. Емкостные датчики неэлектрических величин. М.-Л,, "Энергия", 1966, с.32.

2. Там же, с. 32-43 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

ПЛОСКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ, заключающийся в том, что помещают контролируемый диэлектрик между электродами конденсатора, прикладывают к ним напряжение переменного тока и измеряют ток, протекающий через конденсатор, по величине которого определяют толщину диэлектрика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности контроля путем исключения влияния воздушных зазоров между диэлектриком и электродами конденсатора, повышают амплитуду приложенного напряжения до уровня, соответствующего ионизации воздушных зазоров, и стабилизируют его на этом уровйе в процессе измерения тока.

1095030

50

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в слюдоперерабатывающей промышленности для контроля толщины слюдяных пластинок, Известен емкостной способ измерения толщины плоских диэлектрических материалов, основанный на использовании емкостных воздушных преобразователей, в зазоры которых помеща- . ют контролируемый материал и.измеряют емкость преобразователя. Достоинством такого способа является IIpo» стота реализации, однозначность и линейность зависимости между входной и выходной величинами, малая постоянная времени и высокая перегрузочная способность используемых емкостных преобразователей (1) .

Недостатком известного способа является ограниченная точность,обусловленная влиянием внешних. факторов (температуры, влажности, загряз. нений и т,п.) на характеристику преобразования.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля толщины плоских диэлектриков, заключающийся в том, что помещают контролируемый диэлектрик между электродами конденсатора, прикладывают к ним напряже-. ние переменного тока и измеряют ток, протекающий через конденсатор, по величине которого определяют толщину диэлектрика f2) .

Недостатком указанного способа ,является ограниченная точность, обусловленная.наличием воздушных зазоров между контролируемым диэлектриком и электродами конденсатора и нестабильностью его свойств вследствие изменений условий внешней среды, загрязнений и т.п.

Цель изобретения — повышение точности контроля путем исключения влияния воздушных зазоров между диэлек- 45 триком и электродами конденсатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля толщины плоских диэлектриков, заключающемуся в том, что помещают контролируемый диэлектрик между электродами конденсатора, прикладывают к ним напряжение переменного тока и измеряют ток, протекающий через конденсатор, по величине котоРого определяют толщину диэлектрика, повышают амплитуду приложенного напряжения до уровня, соответствующего ионизации воздушных зазоров, и стабилизируют его на этом уровне в

1 процессе измерения тока.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа, ВНИИПИ Заказ 3580/23

Филиал ППП "Патент", r.

Схема содержит регулируемый генератор 1 напряжения переменного тока (он может быть импульсным), подключенный через токоограничительный резистор 2 к измерительному конденсатору 3, между электродами которого размещают контролируемый диэлектрик

4, Последовательно с конденсатором

3 включен блок 5 измерения емкости, представляющий собой интегратор тока. К выходу блока 5 подключен блок б вычисления и регистрации толщины диэлектрика.

Способ бсуществляют следующим об- разом.

Напряжение переменного тока, вырабатываемое генератором 1, подвоДят через токоограничительный резистор

2 к электродам измерительного конденсатора 3, диэлектриком которого является контролируемый диэлектрик

4, Амплитуду приложенного напряжения переменного тока (или пакета импульсов напряжения,) увеличивают до уровня, соответствующего ионизации воздушных зазоров между диэлектриком 4 и электродами конденсатора 3.

При этом между электродами и диэлектриком устанавливается тлеющий коронный) разряд. Амплитуду приложенного нагряжения стабилизируют на этом уровне и измеряют с помощью блока 5 ток, протекающий через кон- денсатор, величина которого изменяется пропорционально его емкости С.

По величине измеренной емкости С кон. денсатора 3 и известной площади & его электродов вычисляют и регистрируют в блоке 6 толщину 4 контролируемого диэлектрика (в соответствии с известной формулой) где Яо — диэлектрическая постоянная;

E, — диэлектрическая проницаемость контролируемого диэлектрика.

Размеры электродов их площадь5) .выбираются. меньшими, чем размеры контролируемого диэлектрика для исключения краевого эффекта, выражающегося в огибании тлеющим разрядом краев диэлектрика и изменении формы и размера ионизированного приэлектродного объема.

Верхняя граница амплитуды приложенного напряжения переменного тока ограничивается электропрочностью контролируемого диэлектрика и его толщиной.

Благодаря ионизации воздушных зазоров исключается их влияние на точность измерения толщины плоских диэлектриков.

Тираж 587 Подписное

Ужгород, ул.Проектная, 4