Электромагнитное устройство для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может использоваться для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле. Цель изобретения - повышение универсальности и удобства эксплуатации. Для достижения цели устройство, содержащее измерительный зонд в виде катушки индуктивности, измерительный блок, источник переменного тока, индикатор изменения тока, аналого-цифровой преобразователь и микрокомпьютер, снабжено подключенным к выходу микрокомпьютера термическим печатающим блоком, размещенным в корпусе устройства и имеющим отверстие для носителя информации в верхней части передней панели корпуса, на нижней части которой расположены клавиши микрокомпьютера, дисплеем, экран которого расположен на передней панели корпуса, а также соединенными последовательно общим источником тока и аналоговым источником тока, выход которого соединен с измерительным блоком, а управляющий вход - с выходом микрокомпьютера. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 В 7 06

t

Ч

-" "ь "" ОТО

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3866307/23-28 (22) 19.02.85 (3i) 159294/84 (32) 31, 07. 84 (33) JP (46) 30.04. 90. Бюл. Р 16 (71) Кетт электрик лаборатори (ЛР) (72) Тосио Фудзита и Коузи Хасегава (ЗР) (53) 620.179.142.5.6(088.8)

1 (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ НЕЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПЛЕНКИ НА МЕТАЛЛЕ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может использоваться для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле. Цель изобретения — повышение универсальности и удобства эксИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле.

Цель изобретения — повьппение универсальности и удобства эксплуатации.

На фиг. i представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема измерения; на фиг. 3 — диаграмма изменения тока; на фиг. 4 — устройство, общий вид, на фиг. 5 - блок-схема алгоритма калибровки; на фиг. 6 — блоксхема алгоритма работы устройства; на фиг. 7 - блок-схема алгоритма ввода программы.

SU 1561 2 A 3

2 плуатации. Для достижения цели уст-, ройство, содержащее измерительный зонд в виде катушки индуктивности, измерительный блок, источник переменного тока, индикатор изменения тока, аналого-цифровой преобразователь и микрокомпьютер, снабжено подключенным к выходу микрокомпьютера термическим печатающим блоком, размещенным в корпусе устройства и имеющим отверстие для .носителя информации в верхней части передней панели корпуса, на нижней части которой расположены клавиши микрокомпьютера, дисплеем, экран которого расположен на передней панели корпуса, а также соеди- д ненными последовательно общим источником тока и аналоговым источником тока, выход которого соединен с измерительным блоком, а управляющий вход - {„ с выходом микрокомпьютера. 7 ил.

Электромагнитное устройство для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле с помощью измерительного зонда 1 с катушкой 2 индуктивности содержит корпус 3, клемму 4 для присоединения устройства к измерительному зонду 1, размещенные в корпусе измерительный блок 5, соединенный с клеммой 4 и включающий последовательно соединенные источник 6 переменного тока, индикатор 7 изменения тока и аналого-цифровой преобразователь (не показан), и подключенный к выходу аналого-цифрового преоб- разователя микрокомпьютер 8. Устрой1561832 ство также содержит подключенный к .: выходу микрокомпьютера 8 термический печатающий блок 9, размещенный в корпусе 3 устройства и имеющий отверстие 10 для носителя информации на верхней части передней панели 11 корпуса 3. На нижней части панели 11 расположены клавиши 12 микрокомпьютера 8.

Кроме того, устройство содержит дис;плей 13, экран 14 которого расположен

: на передней панели 11 корпуса между отверстием 10 печатающего блока и клавишами 12 микрокомпьютера 8, сое диненные последовательно общий источ- 15 ник 15 тока, второй выход которого соединен с микрокомпьютером 8, и аналоговый источник 16 тока, выход которого соединен с измерительным блоком 5, а управляющий вход — с выхо- 70 дом микрокомпьютера 8.

Позициями 17 и 18 обозначены клавиши калибровки, позицией 19 — клавиша сброса, позицией 20 — клавиша вычеркивания, позицией 21 — клавиша 25 ввода, позицией 22- клавиша переклюL: чения печатающего блока 9, позицией

23 — клавиша подачи бумаги, позицией

24 - клавиша запуска ввода программы.

Электромагнитное устройство для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле работает следующим образом.

Ток Х идет от источника 6 переменного тока через зонд 1, состоящий из

35 ферромагнитного сердечника, на котором намотана катушка 2 индуктивности.

Когда зонд 1 касается поверхности неэлектропроводящей пленки 25 на материале основы 26, происходит изменение тока, как показано на фиг. 3. Если кривая калибровки изготовлена с использованием стандартной пластины, которая выполнена из материала основы 26, на котором пленка имеет определенную толщину, согласно правилу электромагнитной индукции толщина пленки D может быть определена посредством измерения изменения тока.

Измерительный блок 5 включает в себя источник 6 переменного тока, индикатор 7 изменения тока и аналогоцифровой преобразователь для преобразования обнаруженного изменения тока в цифровую величину. Эта цифровая

55 величина вводится в микрокомпьютер 8, имеющий оперативное и постоянное запоминающие устройства, и преобразуется в толщину пленки 25 на основе данных на кривой калибровки, имеющихся в постоянном запоминающем устройстве.

Это значение толщины посылается в цепь дисплея 13 и индицируется на его экране 14 или же в термический печатающий блок 9 и регистрируется там. Элементы цепи питает источник

15, аналоговый источник 16 тока подсоединен для подачи напряжения, имеющего меньшее колебание, в измерительный блок 5.

Калибровка устройства с использованием двух стандартных пластин осуществляется перед измерением. При нажатии клавиш 17 и 18 в микрокомпьютер 8 вводится сигнал прерывания, и начинается работа программы, указанной на блок-схеме фиг. 5. Зонд 1 прижимается к стандартной пластине без пленки из материала основы, т.е. пластина имеет. толщину пленки D=0.

Минимальная величина, соответствующая точке U (фиг. 3), после изменения тока Ы, показанного на фиг. 3, превращается в величину, ниже определенной пороговой величины Ь?, удерживается в измерительном блоке 5 и запоминается в оперативном запоминающем устройстве (блок 25, фиг. 5). Данные, соответствующие точке С, подобным же образом запоминаются посредством использования стандартной пластины, имеющей толщину пленки D=200 мкм (блок 26, фиг ° 5). Параметр квадратНого уравнения, указывающего на кривую калибровки (фиг. 3),определяется на основании данных в этих двух точках, и после этого подготовка к вычислению измеряемой толщины пленки, соответствующей изменению тока А1, завершается (блок 27, фиг. 5)..

Главная программа запускается, когда нажата клавиша 19 сброса. Эта программа удерживается в памяти постоянного запоминающего устройства в микрокомпьютере 8. Если измерение не выполняется в течение 5 мин или более, после нажатия клавиши 19 таймер в микрокомпьютере 8 (B блоке 28, фиг. 6) устанавливается на 5 мин для того, чтобы автоматически отключить аналоговый источник 16 тока с целью экономии энергии. Блок 29 программы показывает падение напряжения или сигнализирует о работе источника 15 тока, работающего в таком резервном режиме питания.

5 15618

Стандартная программа пропускает вышеупомянутую петлю программы, когда зонд 1 используется для измерения„ т.е. когда ток Ы достигает величины, меньшей пороговой величины АХО, и переходит от дифференцирующего блока 30 программы к блоку 31, тем самым аннулируя операцию по подсчету времени пятиминутного таймера, т.е. предпола- 10 гается, что единичная измерительная операция производится в значительно более короткое время, чем .5 мин,: Измеренная величина выражается заранее определенными единицами (блок 32, 15 фиг. 6), вводится в цепь дисплея 13 и затем индицируется на его экране или в термический печатающий блок 9.

После этого предшествующая процедура повторяется и измерение продол- 20 жается.

В соответствии с программами по проверке толщины пленки измерение проводится в заданные сроки в заданных точках. 25

Клавишей 34 устанавливают число измерений, при достижении этого числа автоматически выводятся среднее значение измеренных величин, число измерений, среднеквадратичное отклоне- 30 ние, данные и порядковый номер производимого измерения..

При нажатии клавиши 18 калибровки операция, указанная на фиг. 6, прерывается. Программа на фиг. 7 запуска35 ется после нажатия двойной клавиши 24 запуска вВода программы для присвоения цифры 7 и функции (данные=РАТЕ, блок 35).Данные вводятся десятичной клавишей 36 (блок 37, фиг. 7). Нажатие на клавиыу 21 ввода приводит к заверыению операции присвоения (блок

38, фиг. 7).

Таким образом,. производящему изMepeIIHe оператору нет необходимости 45 вводить в работу какую-либо клавишу после начала операции по измерению.

Работа программы, указанной на фиг.6, запускается при простом прижатии зонда 1 к измеряемой точке, и результаты измерения выводятся автоматически, следовательно, оператору достаточно просто следить за выходными величинами. Другие физические единицы, отличающиеся от указанных, могут быть добавлены или исключены в качестве выходных данных измерения устройства.

Таймер может быть установлен и на другое время.

32 6

На фиг. 3 кривая 39 соответствует материалу А, а кривая 40 — материалу В, однако число видов различных материалов не ограничено.

Клавиша 22 переключения печатающего блока используется в том случае, если нет необходимости в выводе данных из печатного блока 9 °

Клавиша 20 вычеркивания применяется для стирания величины, измеренной ошибочно.

Клавиша 41 используется, когда средняя величина А, A

A„=- х, (1) и данных измерений, которые уже были сделаны, и среднеквадратичное отклонение S

1 Г и и

S= — - х — -(x ) ) (2) были выведены безотйосительно к заранее заданному числу измерений.

При нажатии клавиши 23 подачи бумаги бумага, на которой производится печать, извлекается из вогнутого отверстия 10 печатающего блока 9, и распечатанная часть ее может быть отрезана пилообразным лезвием 42.

Формула ч з о б р е т е н и я

Электромагнитное устройство для измерения толщины неэлектропроводящей пленки на металле с помощью измерительного зонда в виде катушки индуктивности, содержащее корпус, клемму для подсоединения устройства с измерительному зонду, размещенные в корпусе измерительный блок, соединенный с клеммой и включающий последовательно соединенные источник переменного тока, индикатор изменения тока и аналого-цифровой преобразователь, и подключенный к выходу аналого-цифрового преобразователя микрокомпьютер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения универсальности и удобства эксплуатации, оно снаб» жено подключенным к выходу микрокомпьютера термическим печатающим блоком, размещенным в корпусе устройства и имеющим отверстие для носителя информации на верхней части передней панели корпуса, на нижней части которой расположены клавиши микрокомпьютера, дисплеем, экран которого расположен на передней панели корпуса между отверстием печатающего блока и клавишами микрокомпьютера, а также соединенными последовательно общим источ1561832 ником тока, второй выход которого соединен с микрокомпьютером, и аналоговым источником тока, выход которого соединен с измерительным блоком, а управляющий вход — с выходом микрокомпьютера.

1561832

Фиг.4

1561832

Составитель И.Кееоян

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 985 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101