聚合物薄膜测厚仪。方案、说明

聚合物薄膜测厚仪。无线电电子电气工程百科全书

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在阅读了 A. Belsky 的文章“估计油漆涂层的厚度”（Radio，2002 年，第 2 期，第 57 页）后，我决定使用其中描述的简单装置来控制聚合物薄膜的厚度。然而事实证明，它的精度不足以实现这一目的，读数刻度是非线性的，而且它的长度还远未得到充分利用。本文作者也注意到了这些功能。

由于改进了仪表，出现了如图所示的电路。使用它组装的设备可测量任何介电薄膜的厚度，包括油漆和清漆涂层，范围为 0,05...1 毫米，误差不超过 5%。

（点击放大）

晶体管VT1上的发电机通过变压器T1向测量电桥L1000L1R2R3提供频率约为7Hz的交流电。磁路开路的线圈L1是传感器。如果将其磁路两端紧紧压在低碳钢板的光滑表面上，则传感器的电感最大，并且等于参考线圈L2的电感。电桥的精确平衡是通过微调电阻 R3 实现的。如果在传感器磁路两端和极板之间放置介质薄膜，电桥将变得不平衡，并且在两级放大器的输入端将出现幅度与薄膜厚度成正比的交流电压晶体管VT2和VT3上。经二极管 VD1 和 VD2（电容器 C8 - 平滑）整流的放大信号被馈送到晶体管 VT4 上的直流放大器的输入端，微安计 RA17 通过电阻器 R1 连接到晶体管 VT1 的集电极。微安表的第二个输出通过SB5按钮连接到晶体管VT19的集电极（直接或通过电阻器RXNUMX，取决于所选的测量子范围）。

对于平衡测量电桥，使用可变电阻器 R1 将微安表箭头 PA18 设置为零。由于晶体管 VT4 和 VT5 上的级联相同，因此环境温度的变化不会引起指针的明显“移动”，并且不会给测量结果带来误差。开关 SA1 闭合时，最大可测量厚度为 0,2 mm，开关打开时 - 1 mm。

该设备由任何稳定电源提供的 12 V 电压供电。我用的是电视天线放大器电源。您还可以使用原电池组。 7...8 V 的电压就足够了，因此克朗或刚玉电池都适合。在这种情况下，建议安装具有两组触点的按钮作为SB1。第二组串联连接到电池电路，用作电源开关，在测量之间的间歇期间保护电池免于放电。

我将该设备安装在 Ts43101 万用表的外壳中，将“原生”微安表留在其中。变压器 T1 - 晶体管接收器“Russia-301”的输出。其高阻绕组包含在晶体管VT1的集电极电路中。线圈 L1 和 12 是 TA-56 电话胶囊，去掉了盖子和薄膜。

我在仪器的顶板上放置了一个由3毫米厚的钢板制成的测量“工作台”，其顶面和底面光滑且无腐蚀。从外壳内部的下方，我用锡夹将 L2（模型）线圈压到桌子上。我从上方将 L1 线圈（传感器）安装在桌子上，在其下方放置测量的胶片，并在检查零时 - 没有胶片。为了获得倒计时，我按下 SB1 按钮。当传感器不在舞台上时，不建议这样做。微安表的箭头，急剧偏离，可以撞到挡块并弯曲。

组装并打开设备后，首先用示波器检查变压器 T1 的绕组 II 上是否存在交流电压。将线圈L1紧紧地压在测量台表面上，并使用微调电阻R3来获得连接到电容器C8端子的高阻电压表的最小读数。然后，关闭电压表并按下SB1按钮，用可变电阻R18将微安表箭头PA1设置为零。通过将已知厚度的薄膜样品放置在传感器线圈下方来校准仪器刻度。所需的测量限值通过选择电阻器 R17 和 R19 来实现。

作者：V.Naryzhny，巴塔伊斯克，罗斯托夫地区。

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