JPS63214603A - 変化する物質の被覆の厚さを測定するシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被覆工程の間に基体上の物質の変化する被覆
の現在の厚さを測定するシステム、特に、共振周波数で
発振回路によって安定な振動に励起され、基体と同じ方
法で前記物質で被覆される１以上の共振周波数を有する
電気的に励起可能で機械的に振動可能な素子を使用して
光学的工業および半導体工業において薄い被覆を生成す
るシステムに関する。

［従来の技術］ 被覆の厚さと被覆速度のその場所における測定システム
は、被覆工程の間に被覆の厚さと被覆の速度を制御し、
被覆の厚さの特に要求されたレベルに達した時に被覆工
程の中止を可能にするために、光学的工業および半導体
工業において薄い被覆を製造するのに非常に重要である
。

この様なシステムはしばしばセンサ素子として水晶ピッ
クアップを使用する。振動水晶は基体と、同時に被覆さ
れ、この外部層により負荷される大きさによって共振周
波数が変化する。この共振周波数は適用された被覆の厚
さの高感度の測定として使用され、または被覆速度、つ
まり単位時間当りの厚さの変化の測定に使用される。共
振周波数は外部被覆量の表面密度に非常に密接に比例し
て変化するため、前記システムは水晶マイクロスケール
と呼ばれる。

被覆の厚さおよび被覆速度を測定するこれらシステムは
すべての真空被覆工程に対して基本的に使用される。し
かしながら、最も大きい技術的重要性は蒸気堆積工程で
見出される。それ故、これらシステムは蒸気堆積モニタ
と呼ばれる。

水晶発振回路は振動、および周波数が水晶の励起された
機械的共振周波・数に等しい交流電流の出力に対して厚
さ被覆測定水晶の励起のために使用される。

外部被覆の成長によりいずれにせよ振動の抑制が生じる
ために、感知水晶を使用する時間は限定される。次いで
感知水晶を新しく被覆していない水晶と置換しなければ
ならない。蒸気堆積工程中の水晶の故障により必要な被
覆密度に達し真空室に残る基体（全体的チャージ）のす
べてが使用不可能になるまで制御された堆積を継続する
ことが不可能になるため、蒸気堆積工程を開始する前に
可能な寿命の最後を予測して時間によりて感知水晶を置
換することが非常に望ましい。水晶の全体の有用な寿命
がどれだけ使用されまたはどれだけ使用可能であるかを
示す信号は経済的に非常に重要である。ある程度、セン
サ水晶に適用された物質のタイプと量の動作安全制限を
示す。

基体が被覆される時に被覆される水晶によって基体上の
薄い被覆の厚さを決定する方法は知られている（ＤＥ−
Ｏ８３１４５３０９）。この既知の方法では、周波数時
間または期間は成長する被覆と共に変化し、被覆の質量
の表面によって被覆の厚さまたは密度を測定するのに使
用される。この既知の方法の不都合な点は動作の安全制
限または感知水晶の消耗状態の変化を示す信号発生には
あまり適していない点である。

また１マイクログラム数分の１から数ミリグラムまでの
質量の測定が行われる振動水晶測定システムが知られて
いる（Ｈ，Ｋ、　　Ｐｕ１ｋｅｒ　：Ｕ　ｎｔｅｒｓｕ
ｃｈｕｎｇ　ｄｅｒ　ｋｏｎｔｌｎｕｉｅｒｌｉｃｈｅ
ｎ−Ｄ　ｌｃｋｅｎｍｅｓｓｕｎｇ　ｄｕｎｎｅｒ　Ａ
　ｕｆｄａｍｐｆｓｃｂｌｅｈｔｅｎ　ｍ１ｔｅｉｎｅ
ｒ　　Ｓ　ｃｈｗｉｎｇｑｕａｒｚｍｅｓｓｌｎｒｌｅ
ｈｔｕｎｇ　ｓＺ　ｅ１ｔｓｃｈｒｉｆ’ｔ　ｆｕｒ　
ａｎｇｅｖａｎｄｔｅ　Ｐ　ｈｙｓｉｋ　％第２０巻、
ＮＯ３６，１９６６，５３７乃至５４０頁）。この測定
システムでは、水晶発振器に加え基準発振器が設けられ
る。２つ発振器によって出た信号は出力信号が約２５０
ＫＨｚの周波数と共に第２のミキサ段に供給される第１
のミキサ段に供給される。この第２のミキサ段の出力信
号はパルス変換器を介してデジタル周波数読み出しに供
給される。しかしながら、センサ水晶の消耗状態の変化
はこの既知のシステムでは示されない。

また、成長する被覆の厚さを成長工程で測定する測定シ
ステムが知られている（Ｗ、Ｈ。

Ｌａｖｓｏｎ　　：　Ａ　　ｖｅｒｓａｔｔｘｅ　ｔｈ
ｌｎ　ｆｉｌｌ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｇ＋ｏｎ１ｔｏｒ
・ｏｆ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ　、　Ｊ　、　　
Ｓ　ＣＩ　。

ｌ　ＮＳＴＲＵＭ、　、１９６７年、第４４巻、Ｎｏ。

１１．９１７乃至９２１頁）。しかし、センサ水晶の消
耗状態の変化を示すことはこの装置では不可能である。

前記従来の場合、この様な指示は水晶上に堆積した被覆
の厚さによって生じた全周波数変化から得られる。これ
は大きく任意の方法で仮定される最大周波数変化Δｆ　
ａ＋ａｘに関して実際の周波数変化Δを与えて表示され
た直接またはパーセンテージ図である。正確ではないが
、これら読み出しは、“寿命指数”と呼ばれる。他の蒸
気堆積モニタは例えば周波数の変化によってミクロンで
水晶上に堆積した全体的被覆の厚さを表示する。

動作の安全制限または被覆厚さ測定水晶の消耗状態の変
化のすべての前記種類の指示は周波数関連の指示として
特徴付１すられる。これは制限なく測定のいわゆる期間
方法で動作するすべての装置に適用する。これらでは、
共振振動の期間の変化は被覆の厚さの指数および動作の
安全制限の指数として使用されるが、共振周波数ｆと期
間１／ｆとの直接的関係によって原理に含まれる周波数
関連指数である。

動作の安全制限のこれら周波数による指示の大きな不利
益は、物質とセンサ水晶の達成可能な最大有用寿命との
前記関係を可能にすることはできないことである。アル
ミニウム、銀、および銅のような多数の金属蒸気堆積被
覆では、例えば６ＭＨｚの開始周波数を有する通常の被
覆の厚さ測定水晶を使用する場合、約ＩＭＨｚの水晶の
故障までの周波数範囲が得られる、つまり、水晶の故障
の周波数は５ＭＨｚであり、例えば、タングステン被覆
またはＭｇＦ２の誘電体被覆では約１０ｋＨｚまでの周
波数範囲のスイープが得られるに過ぎない。つまり、水
晶の故障の周波数は５．９９ＭＨｚである。さらに、同
じ蒸気堆積物質でさえ、異なる測定水晶は共振振動の停
止までの非常に異なる周波数範囲を有する。それ故、動
作安全制限または消耗状態変化の周波数関連指数は、追
加の包括的実験または異なる蒸気堆積物質の作用の統計
が考えられ水晶の散乱が非常に狭くならない限り、水晶
のタイムリーな置換のための有用な情報を供給すること
はできない。しかしながら、この方法で、前記方法およ
びシステムは目的を達成することができない、つまり、
早期である必要はないが、タイムリーに水晶の置換を行
なうのに直接的で信頼できる指数を与える。

［発明の解決すべき課題］ それ数本発明は、周波数関連手段を使用せずに機械的振
動素子を監視することができるシステムを提供しようと
するものである。

［課題解決のための手段］ この目的は、被覆工程の間に基体上の物質の変化する被
覆の現在の厚さを測定し、特に、一定の振動に対する共
振周波数で発振回路によって励起され、前記基体と同じ
方法で前記物質で被覆される１以上の共振周波数で電気
的に励起可能で機械的に振動可能な素子を使用して光学
的工業および半導体工業において薄い被覆を生成するシ
ステムにおいて、 ａ）振動可能な素子の被覆によって生じる機械的共振の
制動と共に単調に変化する電気信号を発生させる第１の
回路と、 ｂ）電気信号を振動素子が励起される限界制動で生じる
信号の所定の電気限界値信号に関連付ける第２の回路と
、振動素子がこの限界値信号は一定の振動に対して励起
される限界制動で生じ、Ｃ）変化する信号と振動素子の
消耗状態の変化としての固定された所定の電気信号との
関係を示すシステムとの組合せを特徴とする変化する物
質の被覆の厚さを測定するシステムの明確な特性によっ
て達成される。

本発明の基本的概念は、動作の安全制限の制動関連指数
によって動作安全制限保障の既知の周波数関連指数を置
換することである。つまり、水晶の故障の原因は所定の
臨界的周波数を越えないが、被覆によって生じた水晶の
制動の、ある限界を越える状態が使用される。

動作安全制限または消耗状態の変化の指数は制動関連信
号ＵＤからの様々な方法で得られる。例えば、電圧Ｕ、
はボルトにおいて直接水されるが、振動が停止するＵＤ
の臨界的値が同時に知られていることは重要である。ア
ナログ表示の場合、この限界値は例えばスケールのマー
クとして入る。

特に、デジタル表示の場合、次の式による動作安全制限
保障Ｂ、のパーセンテージの状態を表示すると良い。

ＢＲ（％）−１００％・　（ＵＤＥ　　ＵＤ）／（ＵＤ
　、　−ＵＤ　ｓ　”） 式中、ＵＤＥは振動が維持される制動関連信号電圧の限
界を表わし、ＵＤは生じる制動関連電圧の限界、ＵＤＳ
は振動素子の第１の被覆の最初の制動関連電圧の限界を
示す。もちろん、動作安全制限の代りに既に消耗された
動作安全限度（１００％−ＢＲ）の量を示すことは評価
される。

動作安全制限を開始するのに非常に適した測定は次の式
によって使用可能な振動素子の残りの有用な時間ｔＲの
指数でもある。

ｔｎ−（ｔ２−ｔｌ）（ＵＤＥ　　ＵＤ２）／（ＵＤ　
２−ＵＤ　ｌ　）、 式中、ｔ２およびｔｌはそれぞれ前記被覆工程の最初と
最後の時間であり、ＵＤ２およびＵＤＩはそれぞれ前記
被覆工程の最後と最初の信号Ｕｐの値である。振動素子
の有用な寿命の最後に対して、共振器の制動と被覆時間
との適切な線状の関係がある環境が使用される。

さらに、動作の安全性の保障を開始する非常に適切な手
段は次の式によって振動の停止の前に水晶に適用される
残りの被覆の厚さＩＲの指示である。

ＩＲ”（１２−１１）（ＵＤＥ　　Ｕｏ２）／（ＵＤ　
２−ＵＤ　１　）・ 式中、工。およびＩ、はそれぞれ前記被覆工程の最初と
最後の振動素子の共振周波数値から測定された厚さであ
り％ＵＤ２およびＵＤＩは前記被覆工程の最初と最後の
信号ＵＤの値である。振動素子の寿命の最後に対して、
はぼ線状の関係は共振器の制動と適用された被覆の厚さ
との間に存在する環境が使用される。

本発明は一般に水晶によって行われるが、それに限定さ
れない。水晶の代りに、例えばリチウムニオベートピエ
ゾ電気共振器のような１以上の共振周波数を有する他の
電気的に励起可能な振動素子を使用することができる。

［実施例コ 本発明の実施例は、図に示され、以下でさらに説明され
る。

第１図には、水晶２の励起のための通常の発振回路１の
ブロック回路図が示される。出力線がフィードバック網
８の入力６．７に接続される増幅器３が設けられる。こ
のフィードバック網８の出力ライン９および１０は増幅
器３の入力１１および１２に接続される。

もちろん、水晶は直列および並列共振周波数を有する共
振回路のように動作する（　Ｂ　ｅｕｔｈ／　Ｓ　ｃｈ
ｍｕｓｃｈ　　：　Ｇ　ｒｕｎｄｓｃｈａｌｔｕｎｇｅ
ｎ　ｄｅｒＥ　Ｉｅｋｔｒｏｎｌｋ　ｓ　“第３巻、１
９８１年、２７０乃至２７２頁；　Ｚ　１ｎｋｅ／　Ｂ
　ｒｕｎｇｓｖｉｇ　：　Ｌ　ｅｈｒｂｕｃｈ　ｄｅｒ
Ｈｏｃｈｆ’ｒｅｑｕｅｎｚｔｅｃｈｎｉＬ　１９６５
．４１−４５頁）。直列共振では、水晶は数オームのオ
ーム抵抗のように動作する。並列共振では、非常に高い
抵抗である。従って、すべての考えが並列共振の場合に
適用されるが、以下では直列共振だけについて考える。

フィードバック網８は周波数測定素子として損失抵抗が
１３で示される水晶２を周波数決定素子として含む。

水晶クリスタル２が外部物質の層で付加される場合、抵
抗１３の値を仮定する。回路図では、これは追加の抵抗
を抵抗１３と直列に接続することによって表わすことが
できる。外部被覆の負荷によって直列共振周波数の低下
が生じる。共振周波数の変化に加え、外部被覆は反応パ
ワーに対するパワーの損失の比として規定される共振器
の制動の増加を水晶上に発生させる。

水晶の全体的損失抵抗は負荷されない水晶２の損失抵抗
１３、および外部被覆によって生じた損失抵抗の直列接
続の結果であり次の式によって表わされる。

ＲＤ　ｍＲｓ　＋Ｒｐ Ｒｐは全体的損失抵抗であり、Ｒ８は負荷されない水晶
の損失抵抗であり、ＲＦは外部被覆によって生じた損失
抵抗である。

抵抗値ＲＤは直列共振で正確に動作される場合に負荷さ
れた水晶２のインピーダンスであると仮定する。この場
合、増幅器３の入力１１．１２とフィードバック網・８
の出力９．１０との間のループ増幅ｔｒ１１　％　！　
２の量はこれら入力と切断されたこれら出力との接続を
想像する最大値に達する。ループの増幅の量が１に等し
いかそれ以上であり、入力１１および１２と出力１１お
よび１２との間には位相回転が生じない限り、再接続さ
れた入力と出力によって振動が維持され、水晶の機械的
共振振動の周波数の交流電流ＵＯ８ｃが発振回路１の出
力ライン４と５に得られる。

被覆厚さ測定水晶の発振回路の１つの特性は、非常に大
きい制動範囲に対して構成しなければならないことであ
る。つまり、直列共振抵抗Ｒｐは典型的に負荷されない
水晶に対するＲＤｍｉｎ　−Ｒｓ−２０オーム乃至使用
時間の最後の重く負荷された水晶に対するＲＤ　ｍａｘ
　−１，５オームに変化する。この問題は通常、“スー
パーリジェネレーション”によって解決される、つまり
ループ増幅の量は負荷されない水晶に対して１以上に形
成され、使用時間の最後まで１の限界値に達しない。

前記過度の変調によって、この様な発振器は使用の範囲
の最後まで正弦波にならない重く歪められた出力信号を
与える。別の可能性は対応して大きい制御範囲の振幅制
御発振器の使用である。この様な発振器は使用の全体的
範囲に対してほぼ一定の振幅を有する正弦交流電流を与
える。

第２図には、制動関連電圧が振幅制御発振器中で得られ
る回路が示される。振幅制御発振器の原理は周波数基準
として正確な水晶発振器の技術から知られている。増幅
器３の端子４および５で出た交流電流は整流され、得ら
れた直流電圧は動作電圧Ｕｐからの調節可能な電圧分割
器１５を介して通常得られる基準電圧と比較される。差
は差動増幅器１Ｇによって増幅され、増幅器人力１１お
よび１２に存在する交流電流に対する制御人力１７に供
給された電圧に応じた増幅度を有する増幅器３に対する
制御直流電流ｔｙＡＯＣとして作用する。

この様な発振器を厚さ測定水晶の励起に使用する場合、
制動抵抗Ｒｐは水晶が外部被覆により増加して負荷され
ると共に増加する。しかしながら、出力電圧ＵＯＳ　Ｃ
の低下は整流回路１４の出力１８および１９の直流電流
の減少を引起こし、これは次に出力電圧ＵＯＳ　Ｃの低
下を大きくオフセットする増幅係数の増加を最終的にも
たらすように差動増幅器１６の出力２０で電圧ＵＡＧＣ
の増加を生じる。

これは、フィードバック網の大きな減衰が増幅係数の増
加によって補償されるために一定のループ増幅と思われ
る。

第３図は、直列共振抵抗ＲＤの関数として制御電圧ｔＪ
Ａａｃの典型的曲線を示す。異なる座標点が注目され、
ＵＡｃｃｔａａｘｓ　Ｕ＾ａｃ１ｘｓＲＤＳおよびＲＤ
Ｅによって規定される。この場合のＲＤＳは追加の制動
の最初における抵抗を示し。ＲＤＥは追加の制動の最後
における抵抗を示す。振動を維持するのに必要な直列共
振抵抗ＲＤと、増幅器３の増幅度との直接的関数関係が
存在し、増幅度は制御電圧ＵＡ　ＯＣの関数でもあるた
め、制御電圧は制動関連電圧ＵＤであると思われる。

理想的な場合、電圧ＵＤは制動に比例して変化し、しか
しながら、一般に、関係は線状ではない。線からの外れ
は増幅制御電圧ＵＡ　ＯＣとループ増幅度との関数関係
によってまず決定される。使用時間の適切な制動関連表
示の発生のために、電圧は制動と共に均一に変化し、つ
まり曲線は端部や折曲げ点を持たず、電圧は制動の増加
と共に次第に上昇または下降しなければならない。

第４図は、制動関連電圧Ｕｐを得るための発振回路図の
詳細を示す。差動増幅器を増幅器３および１６として使
用する。増幅器１６の場合、実施例のもの（Ｍｏｔｏｒ
ｏｌａ　−ｓ　ＭＣ１５９０）は増幅器３の負の増幅制
御特性を有するため、反転入力（−）および非反転入力
・（＋）は第２図とは逆である。

つまり、制御電圧ＵＡ　Ｇ　Ｃが増加すると増幅度は減
少する。フィードバック網は１次側２３が増幅器３の出
力９において感知水晶２と直列であり、２次側２４がこ
の増幅器３の入力１１と１２に接続される結合変成器２
２よりなる。半波回路が整流回路として使用される。ダ
イオード２５は各正の半波の間にコンデンサ２６を充電
する。結合コンデンサ２７は増幅器３の出力９および増
幅器１６の反転入力２８で直流電位をカットするために
のみ動作する。ダイオード２９は各員の半波を通過させ
るため、交流電流は結合コンデンサ２７を流れることが
できる。抵抗３０は、一方で、増幅器３の出力抵抗より
実質的に大きく、他方コンデンサ２６と共に制動が急激
に増加した場合に制御を十分急速に反応させるのに十分
に小さい時間定数を発生させる。所定の整流回路は実質
的にピーク整流器として動作する、つまり発生した直流
電流はダイオード順方向電圧によって生じた電圧降下以
外は交流電流ｔｙｏ　Ｓ　Ｃの振幅に実質的に等しい。

第５図は、増幅器３のような永久に設定された増幅度を
存する通常の差動増幅器を使用することが望ましいとき
に有効な第４図の回路の変形を示す。

制動抵抗ＲＤの上昇の必要な等化は電界効果トランジス
タ３１のソース−ドレイン部分によって達成される変化
可能な補償抵抗の直列接続によって達成される。この電
界効果トランジスタ３１のソース−ドレイン部分の抵抗
は制御電圧ｔｙＡＧ　Ｃをゲート端子に供給することに
よって広い限度内で変化する。感知水晶２の外部層によ
って発生した制動抵抗Ｒｐの増加は、ゲート電圧の上昇
によって発生した使用の全体的範囲に亙った補償抵抗の
減少によって大きく補償され、ループ増幅度は一定に保
たれる。

電界効果トランジスタ３１のドレイン−ソース部分を水
晶と直列に直接接続する必要はない。変成器２２の２次
巻線２４と直列に使用するか、または複雑なフィードバ
ック網の他のいずれかの点で使用する場合同じ目的が達
成される。ループ増幅度はドレイン−ソース部分の抵抗
に直接依存することのみが本質的である。

第６図には、非振幅制御発振回路１、つまり“スーパー
リジェネレーション”を有する１動作で、制動関連信号
がどのように得られるかが示されている。このために、
調波フィルタ３２はこの様な発振器の出力４および５に
接続される。調波周波数は被覆負荷の増加と共に変化す
るため、比較的広い帯域通過フィルタとして構成しなけ
ればならない。被覆負荷の増加と共に、制動抵抗ＲＤは
増加し、フィードバック網８の減衰係数は増加し、従っ
てループ増幅度が減少し、スーパーリジェネレーション
の量は減少する。しかしながら、過度変調の低下は、出
力電圧Ｕ。ｓｃの歪みが少ないことを意味する。これは
調波スペクトルの振幅の減少を引起こす。それ故、調波
フィルタ３２の出力信号の振幅は、増加する水晶の制動
と共に単調に減少するため、制動関連電圧ＵＤとして使
用されることができる。もちろん、制動関連直流は第６
図に示されない整流回路を出力に接続することによって
発生される。フーリエ分析によれば、これはもっとも大
きい振幅を有するためこのタイプの発振器の最初の方形
波出力によって、この調波スペクトルから第３の高調波
をフィルタすることは利点となる。典型的に使用される
厚さ測定水晶では、６ＭＨｚの最初の基本的周波数で、
調波フィルタ３２は約１５乃至１８ＭＨｚの周波数範囲
に構成しなければならない。特に、例えば、２つの誘導
結合された並列共振回路よりなり１６．５ＭＨ２の中心
周波数を有する中間周波数フィルタのように無線技術で
知られている帯域フィルタが適している。

第７図には、発振回路１および同軸ケーブル４１によっ
て接続された分析回路を有する回路が示される。

同軸ケーブル４１は、この場合、直流供給電圧と高周波
数信号の伝送のためだけでなく低周波数信号の伝送のた
めに動作する。

発振器回路１によって発生した制動関連直流電圧Ｕｐは
この場合に、電圧周波数コンバータ３８に供給され、こ
のコンバータによって低周波電圧に変換される。この低
周波電圧は低周波電圧を低周波方形波電流に変換する別
の変換システム３５に供給される。この低周波電流はチ
ョーク４０およびコンデンサ８９よりなる低域通過フィ
ルタを介して同軸ケーブル４１に供給される。低域通過
フィルタ３９／４０の後方で、高周波数発振器電圧ＵＯ
Ｓ　Ｃはコンデンサ２９を介して同軸ケーブル４１に供
給される。

低域通過フィルタ３９／　４０と発振器回路１との間に
は電圧調整器３７がある。

分析回路の入力側には、チョーク４２およびコンデンサ
４５よりなる低域通過フィルタが設けられる。

この低域通過フィルタ４２／　４５と高周波分析回路４
Ｇノ入力の間には、電圧降下がパルスフォーマ−４７に
供給される抵抗４４がある。同軸ケーブル４１とチョー
ク４２との接合部は、コンデンサ４３によって高周波（
ＨＦ）分析回路４Ｂの別の入力に接続される。

パルスフォーマ−４７は例えば２ＸＢＣＤ計数器のよう
なデジタル計数器４８によって処理される方形波パルス
に入来するパルスを変換する。このデジタル計数器４８
は次に、データライン５１．５２、および５３によって
ＨＦ分析回路４６に接続される。受信された信号に基づ
いて、ＨＦ分析器４６は最終分析のために送られるデー
タを発生させ、データバス５４を介して例えば個人のコ
ンピュータに表示する。

電気信号ＵＤをこの信号ＵＤの所定の限界値信号ＵＤＥ
に関連付ける第２の回路システムは多くの異なる既知の
方法で形成され、それ故、この場合に詳細には説明され
ない。同じことが実際の表示回路およびシステムに適用
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、通常の水晶発振器のブロック回路図であり、 第２図は、本発明の実施例の発振器のブロック回路図で
あり、 第３図は、増幅制御電圧ＵＡ　Ｇ　Ｃと水晶の直列共振
抵抗ＲＤとの関数関係を示し、 第４図は、第２図のブロック回路図の詳細な実施例であ
り、 第５図は、振幅制御発振器を仮定した場合の追加の実施
例であり、 第６図は、振幅制御発振器を仮定しない場合の実施例を
示し、 第７図は、共軸ケーブルが発振回路と分析回路との間に
設けられ、同時直流低周波数および高周波数伝送として
作用する回路を示す。 １・・・発振回路、２・・・水晶クリスタル、３・・・
増幅器、６．７・・・入力、８・・・フィードバック網
、９．１０・・・出力、１３・・・損失抵抗、１５・・
・調節可能な電圧分割器、１７・・・制御入力。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）被覆工程の間に基体上の物質の変化する被覆の現
   在の厚さを測定し、一定した振動に対する共振周波数で
   発振回路によって励起され、前記基体と同じ方法で前記
   物質で被覆される１以上の発信された共振周波数で電気
   的に励起可能で機械的に振動可能な素子を使用するシス
   テムにおいて、ａ）振動可能な素子の被覆によって生じ
   る機械的共振の制動と共に単調に変化する電気信号を発
   生させる第１の回路と、 ｂ）電気信号を、振動素子が一定の振動に対して励起さ
   れる限界制動で生じる信号の所定の電気限界値信号に関
   連付ける第２の回路と、 ｃ）変化する信号と振動素子の消耗状態の変化としての
   固定された所定の電気信号との関係を示すシステムとの
   組合せを特徴とする変化する物質の被覆の厚さを測定す
   るシステム。
2. （２）比は信号値の差から形成され、信号の限界値と信
   号現在値との差を分子とし、信号の限界値と物質の第１
   の適用の開始前の信号値の差を分母とするものであり、
   １００倍されたこの比は振動素子の消耗状態の変化のパ
   ーセンテージの測定値として表示されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のシステム。
3. （３）信号値の差の比が形成され、その比は信号の限界
   値と前の被覆工程の最後の信号値よりなる差を分子とし
   、この前の被覆工程の最後と最初の値の差を分母とし、
   この比はこの被覆工程の期間と乗算され、結果は振動の
   停止の前に予測される振動素子の使用の残りの時間とし
   て表示されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のシステム。
4. （４）信号値の差の比が形成され、この比は信号の臨界
   値と前の被覆工程の最後の信号値との差を分子とし、こ
   の前の被覆工程の最後の値よりなる差を分母とするもの
   であり、この比は被覆工程の間に適用された被覆の厚さ
   と乗算され、結果は振動の停止の前に適用できる被覆の
   厚さとして表示されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のシステム。
5. （５）振動素子はピアゾ電気共振器であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項記
   載のシステム。
6. （６）振動素子は水晶であることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載のシステム。
7. （７）発振回路は水晶制動の固定された範囲内の発振回
   路によって生じた交流電流の振幅を一定に保つ制御回路
   を具備し、ループ増幅度に対する制御電圧が制動関連信
   号として使用されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第７項のいずれか一項記載のシステム。
8. （８）発振回路は制御電圧によって変化可能な増幅係数
   を有する集積差動増幅器として使用される増幅器を具備
   していることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   システム。
9. （９）制御電圧によって変化可能なループ増幅度を得る
   ために、電界効果トランジスタを介して実現された電圧
   制御抵抗が使用されることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項記載のシステム。
10. （１０）調波は交流電圧からのフィルタによってフィル
    タされ、この信号の振幅が制動関連電圧として使用され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
    いずれか一項記載のシステム。
11. （１１）消耗状態変化がある予め選択される限界値以下
    に降下すると、振動素子のタイムリーな置換のための音
    響および／または光信号を発生させることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか一項記載
    のシステム。
12. （１２）同軸ケーブルが直流電流供給と高周波および低
    周波伝送の両方のために設けられることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載のシステム。
13. （１３）電圧／周波数変換器によって、低周波交流電流
    信号が制動関連電圧から生成され、その周波数は制動関
    連電圧と単調に変化し発振器の電源と発振器交流電流の
    電圧印加伝送の電圧供給を介して同じ同軸ケーブルに供
    給されることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載
    のシステム。