Medidor de espessura de filme de polímero. Esquema, descrição

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Depois de ler o artigo de A. Velsky "Avaliação da espessura da pintura" ("Rádio", 2002, nº 2, p. 57), decidi usar o dispositivo simples descrito nele para controlar a espessura do polímero filme. No entanto, descobriu-se que, para esse fim, sua precisão é insuficiente, a escala de referência não é linear e seu comprimento está longe de ser totalmente utilizado. Esses recursos também são observados pelo autor deste artigo.

Como resultado da melhoria do medidor, surgiu o circuito mostrado na figura. O dispositivo montado nele mede a espessura de quaisquer filmes dielétricos, incluindo revestimentos de tinta, na faixa de 0,05 ... 1 mm com erro não superior a 5%.

(clique para ampliar)

O gerador no transistor VT1 através do transformador T1 fornece corrente alternada com uma frequência de aproximadamente 1000 Hz para a ponte de medição L1L2R3R7. Bobina L1 com um circuito magnético aberto - um sensor. Se as extremidades de seu circuito magnético forem fortemente pressionadas contra a superfície lisa de uma placa de aço macio, a indutância do sensor é máxima e igual à indutância da bobina exemplar L2. O equilíbrio exato da ponte é obtido com um resistor de ajuste R3. Se um filme dielétrico for colocado entre as extremidades do circuito magnético do sensor e a placa, a ponte ficará desequilibrada e uma tensão alternada com amplitude proporcional à espessura do filme aparecerá na entrada do amplificador de dois estágios nos transistores VT2 e VT3. O sinal amplificado, retificado pelos diodos VD1 e VD2 (capacitor C8 - suavização), é alimentado na entrada de um amplificador DC em um transistor VT4, ao coletor do qual um microamperímetro RA17 é conectado através de um resistor R1. A segunda saída do microamperímetro é conectada através do botão SB1 ao coletor do transistor VT5 (diretamente ou através do resistor R19, dependendo da subfaixa de medição selecionada).

Com uma ponte de medição balanceada, o ponteiro do microamperímetro PA1 é ajustado para zero com um resistor variável R18. Devido ao fato de as cascatas nos transistores VT4 e VT5 serem idênticas, uma mudança na temperatura ambiente não causa uma "saída" perceptível da seta e não introduz erros no resultado da medição. Com a chave SA1 fechada, a espessura máxima mensurável é de 0,2 mm, com a chave SA1 aberta, XNUMX mm.

O dispositivo é alimentado por uma tensão de 12 V de qualquer fonte estabilizada. Usei a fonte de alimentação de um amplificador de antena de televisão. Você também pode usar uma bateria de células galvânicas. Uma tensão de 7 ... 8 V é suficiente, então as baterias Krona ou Korund são adequadas. Neste caso, é recomendável instalar um botão com dois grupos de contatos como SB1. O segundo grupo, conectado em série ao circuito da bateria, servirá como chave liga/desliga, que protegerá a bateria de descarregar entre as medições.

Montei o aparelho no caso do avômetro Ts43101, deixando o microamperímetro "nativo" nele. Transformador T1 - saída do receptor de transistor "Russia-301". Seu enrolamento de alta resistência está incluído no circuito coletor do transistor VT1. As bobinas L1 e 12 são cápsulas telefônicas TA-56 com tampas e membranas removidas.

Uma "mesa" de medição feita de chapa de aço de 3 mm de espessura com superfícies superior e inferior lisas e livres de corrosão, coloquei no painel superior do instrumento. Por baixo, dentro do gabinete, pressionei a bobina L2 (exemplar) na mesa com uma pinça de estanho. Eu instalo a bobina L1 (sensor) na mesa de cima, colocando um filme medido embaixo dela e ao verificar zero - sem filme. Para obter uma contagem regressiva, pressiono o botão SB1. Isso não é recomendado quando o sensor não está no palco. A flecha do microamperímetro, desviando-se bruscamente, pode atingir o batente e dobrar.

Depois de montar e ligar o aparelho, antes de tudo, verifique com um osciloscópio a presença de tensão alternada no enrolamento II do transformador T1. Pressione a bobina L1 firmemente contra a superfície da mesa de medição e com o resistor de compensação R3 obtenha as leituras mínimas do voltímetro de alta resistência conectado aos terminais do capacitor C8. Em seguida, desligando o voltímetro e pressionando o botão SB1, coloque o ponteiro do microamperímetro PA18 em zero com um resistor variável R1. Graduar a escala do instrumento colocando amostras de filme de espessura conhecida sob a bobina de captação. Os limites de medição necessários são alcançados por uma seleção de resistores R17 e R19.

Autor: V.Naryzhny, Bataysk, região de Rostov.

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