SU1753263A1 - Устройство дл контрол геометрических параметров объектов - Google Patents
Устройство дл контрол геометрических параметров объектов Download PDFInfo
- Publication number
- SU1753263A1 SU1753263A1 SU894639756A SU4639756A SU1753263A1 SU 1753263 A1 SU1753263 A1 SU 1753263A1 SU 894639756 A SU894639756 A SU 894639756A SU 4639756 A SU4639756 A SU 4639756A SU 1753263 A1 SU1753263 A1 SU 1753263A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- objects
- diameter
- wavelength
- value
- electromagnetic radiation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерений и расширение области применени . Цель изобретени достигаетс введением первого, второго, третьего и четвертого поглотителей электромагнитного излучени , полностью или частично охватывающих первую и вторую приемопередающие антенны. 1 ил.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного экспресс-контрол и измерени диаметров, округлости, формы поверхности и профил сечени сферических объектов, диаметра, площади и округлости объектов круглой формы, а также диаметров , формы профил , округлости и площади отверстий круглой формы Преимущественна область использовани - построение преобразователей и измерительных станций контрольно-сортировочных автоматов дл отбора объектов сферической или круглой формы по диаметру.
Известно устройство дл автоматического измерени среднего диаметра. Устройство имеет корпус, корпусный вал, вставл емый в шпиндель обрабатывающего центра, и несколько датчиков смещени , которые установлены в корпусе и выдвигаютс , а также отвод тс относительно наружной поверхности дальнего конца корпуса . На корпусе смонтирвоано защитное кольцо с конусной поверхностью, котора
взаимодействует с датчиком смещени . Защитное кольцо перемещаетс в осевом направлении вдоль корпуса. Эластична деталь, установленна на корпусе, поджимает защитное кольцо вперед. В корпусе смонтирована усилительна схемаТк которой поступают выходные сигналы датчиков. Первые зажимы, установленные на корпусе, соединены с усилительной схемой, а вторые зажимы смонтированы на шпинделе и соединены с управл ющим устройством обрабатывающего центра. Первые зажимы поджимаютс второй эластичной деталью в электрический контакт с вторыми зажимами . И, таким образом, усилительна схема соедин етс с устройством управлени обрабатывающего центра 1.
Приведенный аналог вл етс объектом того же назначени , что и за вл емое устройство , а именно, предназначен дл измерени диаметров отверстий. Одним из существенных достоинств указанного аналога вл етс наличие св зи между размерами измер емого объекта и обрабатыва&
fe
si
CJ
ю о со
ющим центром, т.е. осуществление автоматического процесса изготовлени объекта.
Однако аналог обладает существенными недостатками Ограничением диапазона измер емых значений диаметров отверстий в сторону уменьшени диаметра, а также недостатками, обусловленными самой сущностью контактных измерений и наличием механических св зей. С уменьшением диаметров повышаютс требовани к точности изготовлени контактирующих поверхностей , а также уменьшаетс площадь контакта . Это в первую очередь, приводит к существненому уменьшению точности измерени с уменьшением диаметра отверстий , а во-вторых, к ограничению диапазона измер емых значений.
Известно устройство измерени диаметра круглых объектов. В устройстве анализа изображени фиксируют изображение круглого объекта, состо щего из дискретных элементов. Сканиру изображение световым пучком, получают электрический сигнал, который преобразуют в цифровую, а затем в двоичную форму, характеризующую наличие и отсутствие элемента объекта . Элементы изображени , преобразованные в двоичную форму, последовательно подают на регистры изображени . Когда элементы изображени объекта заполн ют установленные разр ды регистра, производ т определение числа регистров, в которые занесены элементы изображени в диаметральном направлении, и определ ют диаметр объекта, Подсчитывают число объектов с различными диаметрами. Устройство содержит схему, котора с помощью регистров сдвига детектирует изображение, лежащее на пр мой, проход щей через центр изображени объекта в направлении, перпендикул рном направлению детектировани диаметра объекта, а также определ ет , вл етс ли соотношение значений регистров заданным числом, соответствующим диаметру объекта. Устройство содержит также схему, подсчитывающую число объектов с различными диаметрами, когда схемой детектировани будет получено установленное число 2.
Приведенный аналог вл етс объектом того же назначени , что и за вл емый, а именно, предназначен дл измерени диаметров объектов круглой формы, Сходство результатов, достигаемых при использовании приведенного аналога и за вл емого объекта, состоит в том, что достигаетс высока точность измерени . Общим существенным признаком указанного аналога и за вл емого устройства вл етс то, что в качестве источника информации параметров измер емого объекта служит энерги электромагнитного излучени , отраженна от объекта.
Достоинствами указанного аналога в- 5 л етс высока точность измерени диаметров объектов, значени которых существенно превышают длину волны электромагнитного излучени (длину волны света), а также возможность измерени нескольких объек- 10 тов.
Нар ду с достоинствами указанный аналог обладает следующим недостатком, который про вл етс в невозможности измерени параметров отверстий и объектов 15 сферической формы.
В качестве прототипа, как наиболее близкое по своему техническому решению, выбрано устройство измерени толщины. Устройство содержит последовательно сое- 0 диненные генератор, Т-мост, два плеча которого содержат последовательно соединенные циркул торы и излучатели, а четвертое плечо-детектор и индикатор. В одном плече мостовой схемы устройства 5 размещаетс контролируемый объект, а другое плечо содержит нагрузку, компенсирующую по методу вычитани изменени , вызванные исследуемым объектом 3.
Промышленный образец толщиномера 0 данного типа обладает погрешностью измерени не менее 0,1%.
Выбранный прототип вл етс объектом того же назначени , что и за вл емое устройство, а именно, предназначен дл из- 5 мерени геометрических параметров объектов . Общими существенными признаками за вл емого устройства и прототипа вл етс то, что они основаны на влени х отражени электромагнитного излучени от 0 объектов и на мостовых схемах, содержащий опорный и измерительный каналы.
Недостатками выбранного прототипа вл ютс ограничение точности измерени (погрешность не менее 0.1%) и узка об- 5 ласть применени - измерение толщины.
Целью изобретени вл етс устранение указанных недостатков, а именно, повышение точности измерени и расширение области применени . Расширение области 0 изменени состоит в том, что устройство обеспечивает бесконтактный экспресс-контроль и измерение диаметров, округлости, формы поверхности и сечени профил сферических объектов, а также диаметра, пло- 5 щади и округлости объектов круглой формы и отверстий круглой формы. При этом обеспечиваетс контроль объектов как из провод щего , так и из непровод щего материалов в широком диапазоне контролируемых зна- чений. Точность контрол повышаетс за
счет использовани влени дифракции электромагнитного излучени на объектах и за счет определени параметров объекта по отношению отраженных сигналов.
Поставленна цель достигаетс тем, что в известном устройстве, содержащем СВЧ- генератор, двухканалыный делитель мощности , индикатор, циркул торы, введены новые элементы, а именно полосовой перестраиваемый фильтр, первый, второй, тре- тий и четвертый поглотители электромагнитного излучени , и св зи между элементами устройства.
Введение указанных элементов и св зей позвол ет определить отношение уров- ней энергии отраженного электромагнитного излучени от контролируемого и эталонного объектов.
Сопоставительный анализ за вл емого устройства и устройства-прототипа показы- вает, что за вл емое устройство отличаетс наличием новых блоков и св зей, что позвол ет сделать вывод о соответствии за вл емого устройства критерию Новизна.
Анализ за вл емого технического ре- шени показывает, что указанные блоки широко известны, Однако, при их введении в указанные св зи с остальными элементами схемы в за вленном устройстве про вл ютс новые свойства, что приводит к количест- венной оценке изменени отношени уровней отраженных энергий, которое э свою очередь вл етс мерой параметров объекта. Это позвол ет сделать вывод о соответствии за вл емого технического реше- ни критерию Существенные отличи .
Сущность изобретени заключаетс в том, что дл контрол параметров сферической и круглой формы, а также параметров отверстий круглой формы, используетс фи- зическа зависимость эффективной площади рассе ни шаровой поверхности от соотношени радиуса шара к длине волны при облучении полем плоской электромагнитной волны изолированного одиночного шара (1 О. Кинг, У Тай-Цзунь. Рассе ние и дифраци электромагнитных волн. Пер. с англ, под ред. Э. Л. Бурштейна. М.: ИИЛ, 1962, с, 76-78, фиг. 24. 25). Энергетические функции рассе ни как провод щей (см. 1 с. 77, фиг. 24), так и непровод щей (диэлектрической ) сфер (см. 1 с. 77, фиг, 25) имеет форму измен ющейс знакопеременной кривой, подобной синусоиде, асимптотически приближающейс к единичному зна- чению сечени обратного рассе ни ,
равному оь о/пг2- при к г 4 , где г - радиус сферы k - волновое число, равное л/Я, гдеА- длина волны электромагнитного излучени . Энергетрические функции рассе ни провод щей и непровод щей сфер подобны. Они имеют одинаковый период изменени d/A Различие заключаетс в значени х уровней сечений обратного рассе ни .
Как следует из приведенных в 1 теоретических и экспериментальных кривых энергетической функции рассе ни провод щей и непровод щей сфер, эта зависимость имеет единичное оь значение при значени х d/ А 2г/ А, кратных пор дка 0, 2. А экспериментальные значени энергетической функции близки значени м ,2n± 0,1. Первое нулевое значение близко d/A 0,2. Первый минус функции -d/ ,2 -п+ + 0,,2 1+ 0,,3 при или же d/A 0,2 n-0,,2-n-0,,3 при , Второй минимум функции d/ ,2 -0+0,,2 -2+ +0,,5 при или же d/ А 0,2-п-0,1- 0,2 -3-0,,5 при и т.д.
Дл первого неполного участка дифракционной кривой эффективна площадь обратного рассе ни измен етс пор дка от 0,6 оь до 3,96 оь дл провод щей сферы и пор дка от 0,5 оь до 2,15 оь дл диэлектрической сферы, т.е. пор дка, соответственно, примерно в 6,5 раз и 4 раза. На втором участке (от максимума до минимума) дл провод щей сферы изменени пор дка от 3,9 OQ до 0,45 оь и дл диэлектрической - от 2,15 OQ до 0,15 оь, т.е. соответственно, примерно в 8,6 раза и 15 раз. В дальнейшем с увеличением аргумента d/A разность между максимальным и минимальным значени ми функции уменьшаетс при сохранении их периодичности. При функци вырождаетс в пр мую линию.
Участки дифракционной кривой обратного рассе ни сферы, расположенные между экстремумами функции, вл ютс практически линейными, за исключением незначительных интервалов, прилегающих к точкам экстремумов. По данным, приведенным в 1, видно, что линейные интервалы равны пор дка 60-70% прот женности участков между экстремумами функции.
Кажда точка дифракционной кривой соответствует определенному отношению d/A, т.е. определенному значению длины волны А и значению диаметра сферы d. A также определенному значению отражающей поверхности S, Если при посто нной длине волны увеличивать или уменьшать диаметр сферы, то прежн точка будет смещатьс по дифракционной кривой и дл этих новых местоположений точки будут соответствовать другие значней отражающей поверхности S. В зависимости от участка
верхности S. В зависимости от участка дифракционной кривой величина S с увеличением d будет увеличиватьс или, наоборот, уменьшатьс . Так, например, на втором участке дифракционной кривой с увеличением d величина S уменьшаетс , а на третьем, наоборот, - с увеличением d величина S увеличиваетс . Дл линейного участка дифракционной кривой величина приращени отражающей площади Д5 пропорциональна величине приращени Ad. Однако, величина Si-S2 имеет меньшую крутизну изменени нежели величина Si/Sa или S2/Si. Например , дл второго участка дифракционной кривой провод щей сферы при увеличении диаметра максимальные изменени величины отражающей поверхности равны 3,9оь - 0,45 ,45 оъ, т.е. измен етс от 0 до 3,45 70. При этом отношение отражающих поверхностей измен етс от 1 до 8.6.
Так как амплитуда отраженного от объекта сигнала пропорциональна отражающей поверхности, то она содержит информацию о диаметре объекта и также пропорциональна диаметру объекта. Дл объекта определенного диаметра (эталонного ) на определенной длине волны амплитуда отраженного сигнала имеет определ енное значение. Дл объекта, дца- метр которого равен эталонному, амплитуда отраженного сигнала имеет прежнее значение и отношение этих сигналов равно единице . Дл объекта, диаметр которого отличаетс от эталонного, отношение отраженных сигналов не равно единице. Выбира значение длины волны и значение диаметра эталонного объекта так, чтобы точка находилась в начале пр молинейного участка, возможно осуществл ть сравнение с объектами, диаметр которых больше эталонного . При этом дл нечетных участков дифракционной кривой по мере увеличени диаметра отношение mi U3/UK, где Из и UK - соответственно амплитуды отраженных сигналов от эталонного и контролируемого объектов, уменьшаетс , начина с единицы, а отношение гп2 ик/иэ, начина в единицы, увеличиваетс . Дл четных участков дифракционной кривой отношени гщ и гп2 имеют противоположные значени . Располага точку дл эталонного объекта в конце пр молинейного участка, возможно осуществить сравнение с объектами, диаметр которых меньше эталонного. А располага ее на середине пр молинейного участка, возможно сравнение с объектами, диаметр которых как больше, так и меньше эталонного
При этом длина волны выбираетс дл провод щих объектов по формуле d/(0,2-n+0,1) A d/(0.2-n-OJD и дл непровод щих - по формуле d vP/(0,2 -n+0,1)s
А d /(0,2-n-0,1), где d - диаметр эталонного объекта, Ј - относительна диэлектрическа проницаемость материала исследуемого и эталонного объектов; п - целое число, равное 1-20.
Предлагаемое устройство обеспечивает контроль значительного числа параметров сферических объектов таких, как диаметр, Округлость, форма поверхности и профиль сечени . Это обусловлено тем, что изменени любого из этих параметров вызывает изменени отражающей поверхности. Кроме того - плоских объектов круглой формы и отверстий. Это обусловлено тем, что дифракционна картина последних имеет такой
же вид, как ис феры (см. Поль Р. В. Оптика и атомна физика. Пер. с нем. под ред. Н. А. Толстого. М., Наука, 1966, с. 149-151).
Так как дифракционна зависимость, на которой основано предлагаемое устройство , распростран етс на весь диапазон электромагнитного излучени , поэтому обеспечиваетс существенный диапазон измер емых значений параметров объектов. Так, например, контроль диаметров провод щих сфер пор дка от 1,0 до 0,16 мм обес- печиваетс сверхвысокочастотной аппаратурой диапазона частот от 0,3 до 300 ГГц, а меньших диаметров - оптической. А устройство, выполненное в определенном
стандартном частном диапазоне, обеспечивает дес тикратное перекрытие диаметров, при выборе трех рабочих длин волн - на кра х и на середине частотного диапазона. На чертеже представлена структурна
электрическа схема устройства контрол параметров объекта.
Устройство контрол параметров объекта содержит генератор 1 электромагнитных волн, перестраиваемый полосовой фильтр
2, двухканальный разветвитель 3 мощности, первый циркул тор 4, первый приемопередающий излучатель 5, первый детектор 6, первый поглотитель 7 исследуемый объект 8, второй циркул тор 9. второй приемопередающий излучатель 10, второй детектор 11, второй поглотитель 12, третий поглотитель 13, четвертый поглотитель 14, эталонный объект 15, измеритель 16 отношений напр жений .
Устройство контрол параметров объекта работает следующим образом.
Сначала производ т установку нул , т.е. калибровку равенства коэффициентов передачи каналов эталонного и контролируемого образцов на каждой из рабочих длин волн. Органами управлени генератора 1 и перестраиваемого полосового фильтра 2 устанавливают рабочую длину волны. Перед приемопередающим излучателем 10 канала эталонного образца размещают эталонный объект 15, устанавлива его в лунку поглотител 14. Перед приемопередающим излучателем 5 канала контролируемого образца размещают вместо контролируемого объекта 8 второй эталонный объект, идентичный эталонному объекту 15, который устанавли- ват в лунку поглотител 13. Включают генератор 1 и регулировкой подстрочечных аттенюаторов каналов эталонного и контролируемого образцов добиваютс показани по шкале измерител 16 отношений напр жений , равного единице. Калибровкой до- стигаетс равенство коэффициента передачи канала контролируемого образца, т.е. линии, состо щей из плеча двухканаль- ного рпзветвител 3 мощности, циркул тора 4, излучател 5, циркул тора 4 и детектора 6, коэффициенту передачи эталонного образца , т.е. линии, состо щей из плеча раз- ветвител 3, циркул тора 9, излучател 10, Циркул тора 9 и детектора 11 При калибровке эталонные объекты 15 устанавливают при одинаковом рассто нии между плоскост ми раскрыва излучателей и поверхност - ми эталонных объектов Калибровку устройства производ т дл каждой рабочей длины волны отдельно.
Затем производ т контроль параметров объекта. Дл чего перед излучател ми 5 устанавливают контролируемый объект 8 Б лунку поглотител 13. По шкале измерител 16 отношений напр жений отсчитывают отношение напр жений отраженных сигналов от контролируемого и эталонного объектов, которое и вл етс мерой параметра. Величина параметра может быть определена либо по переводным таблицам или графикам по величине отношени напр жений или непосредственно по отградуированной шкале измерител отношений.
Дл этого производ т градуировку, которой предшествуют настройка и юстировка устройства. После сборки устройства производ т настройку его и юстировку, целью которых вл етс получение равенства коэффициентов передачи каналов эталонного и контролируемого образцов, а также получение полного согласовани каждого канала в отдельности. В особенности, согласовани приемопередающих излучателей , а также отсутстви приема излучател ми побочных отражений Дл этого служат поглотители 7 и 12. а также поглотители 13 и 14.
Настройка и юстировка устройства производ тс раздельно на каждой из рабочих длин волн. Дл этого из устройства изымают как эталонный 15, так и контролируемый 8
объекты. К детекторам 6 и 11 подключают чувствительные гальванометры. Органами управлени генератора 1 и фильтра 2 устанавливают рабочую длину волны. Включают генератор и подстроечными реативност ми
и аттенюаторами в каналах эталонного и контролируемого образцов, а также изменени ми конструктивных Элементов излучателей и поглотителей добиваютс отсутстви показаний обоих гальванометров.
Затем детекторы 6 и 11 подсоедин ютс к измерителю 16 отношений. В устройство устанавливают идентичные эталонные объекты 15 и производитс вышеуказанна калибровка , т.е. установка нул .
Дл градуировки устройства используетс набор эталонных объектов идентичного параметра разной величины и идентичного материала. Число эталонных объектов зависит от назначени устройства, диапазона
измер емых значений и точности. Поэтому число эталонных объектов должно включать в себ объекты с величиной параметра, равной начальному и конечному значени м диапазона измер емых значений и
промежуточным значени м. Установив перед излучателем 10 эталонный объект 15 с величиной параметра, равной начальному значению диапазона измер емых значений, поочередно устанавливают перед излучателем 5 эталонные объекты с промежуточными значени ми параметра и по показани м измерител 16 отсчитывают отношение напр жений отраженных сигналов. По этим значени м отношений стро т график, таблицу или их нанос т непосредственно на шкалу измерител 16.
Как при проведении контрол , так и при настройке, юстировке, градуировке и калибровке устройства контролируемый и эталонный объекты должны быть выполнены из идентичного материала.
Процесс калибровки, т.е. установку нул необходимо производить перед каждым началом работы устройства. Так как эта калибровка направлена на уменьшение вли ни старени элементов схемы, в первую очередь, детекторов, то это обеспечивает повышение точности контрол .
Полосовой фильтр 2 служит дл повышени точности контрол . Это достигаетс выполнением фильтра высокостабильным с достаточно высокой добротностью. А, это повышает стабильность частоты излучени и существнено уменьшает вли ние временной стабильности частоты генератора на точность контрол параметров
Циркул торы 4 и 9 нар ду с выполнением канализации отраженных сигналов обеспечивают повышение чувствительности устройства. Поглотители 7, 12, 13 и 14 обеспечивают экранировку устройства от приема случайных шумовых отражений. Кроме того, поглотители 14 и 13 обеспечивают стационарное размещение эталонного и контролируемого объектов перед приемопередающими излучател ми вдоль их оптической оси на одинаковом рассто нии между плоскост ми раскрыва излучателей и поверхност ми объектов, обращенных в сторону излучателей. Дл этого служат лунки сферической или конической формы, диаметром не менее диаметра окружности плоскости, секущей исследуемый и эталонный объекты на рассто нии от их поверхности не менее одной третьей части их радиуса. Все это обеспечиваетс соответствующими механическими св з ми между излучател ми и поглотител ми .
Устройство может быть реализовано общеизвестными техническими средствами. В качестве примера конкретного выполнени может быть приведено устройство дл отечественного волноводного стандартного канала сечением 3,6x1,8 мм (см, А. Л. Фельдштейн, А. Р. Явич и В. П. Смирнов. Справочник по элементам волноводной техники . М.: Сов. радио, с. 110-111). Генератор 1 типа Г4-142 (см. 2, Радиоизмерительные приборы 86. Каталог проспект. М.: ЦООНТИ Экое, 1986, с. 142) с уровнем выходной мощности не менее Вт с диапазоном рабочих частот 53, 57 - 78, 33 ГГц, Перестраиваемый полосовой фильтр 2, выполненный в виде открытого резонатора (см. Перевертень В. И. и Батура В. Г. Экспериментальное исследование квазиконфокального волномера миллиметровых волн. Сб. Реф. инф. по радиоэлектронике, 1967, № 24, реф. № 23228), может иметь добротность пор дка 30-50 тыс ч. При выполнении его из материалов с малым температурным коэффициентом , например, инвара, может быть получена температурна стабильность частоты пор дка (см. К. М. Klein, К. Е. Williams, Rev. Sc. Inst, 1957, 28, № 8). Двухканальный разветвитель 3 мощности типа известных трехдецибельных шлейфо- вых направленных ответвителей (см. Сосунов В. А. и Шибаев В. А. Направленные ответвители сверхвысоких частот. Приволжское книжное издатеьлство. 1964, с. 87), обладающие идентичностью плеч в широком диапазоне частот. Циркул торы 4 и 9 типа широкораспространенных ферритовых циркул торов (см. Карбовский С. Б. и Шахгеда- нов В. Г. Ферритовые Циркул торы и вентили . Элементы радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1970, с. 33-39),
обладающие пр мыми потер ми одного плеча пор дка 0,3-0,6 дБ и разв зкой между плечами пор дка 20-35 дБ. Приемопередающие излучатели 10 и 5 типа открытых концов волноводов или типа известных
однородных линз с плоской волной в рас- крыве (гм. Фрадин А, 3. Антенны сверхвысоких частот. М.: Сов. радио, 1957, с. 259-268). Детекторы 6 и 11 из комплекта рефлектометра измерител коэффициента
сто чей волны напр жени типа Р2-69 (см. 2, с. 63) в рабочем диапазоне частот 53, 57-78, 33 ГГц и чувствительностью не хуже 170 мВ/мВТ(см. Измеритель КС8Н и ослаблений панорамный Р2-69. Техническое описание и конструкци по эксплуатации ГВ2.744.020 ТО, с. 97). Измеритель 16 отношений напр жений типа В7-34 (см. 2, с. 36), измер ющий отношение двух напр жений посто нного тока от 10 мВ до 1000 В с
погрешностью (0,014-0,027%). Поглотители 14, 13, 7 и 12 выполнены из широко известных , поглощающих электромагнитное излучение материалов, например, марки 1C понской фирмы Тосиба дэнки на основе
композиции карбонильного железа и резины , используемого в диапазоне частот 1 - 100 ГГц (см. Зарубежна электронна техника . М., НИИЭлектроника, 1979, № 13, 208, с. 34, 36-38, табл. 6-7).
Устройство, собранное из вышеуказанных элементов, имеет рабочий диапазон частот не уже 54-78 ГГц, т.е. диапазон длин волн пор дка 3,85-5,55 мм. Оценим возможности измерени этим устройством диаметров провод щих сферических объектов. Второй участок дифракционной кривой ограничен значени ми аргумента d/A пор дка от ,3 до (d/A),5, а его линейна часть ограничена значени ми аргумента пор дка от (d/A),32 до (d/A)2 0,48. Линейна часть третьего участка дифракционной кривой ограничена значени ми аргумента пор дка от (d/A)i 0,52 до (d/A)a 0,68. Таким образом, использу второй участок дифракционной кривой при длине волны ,85 мм, можно контролировать диаметры объектов от 1,232 до 1,848 мм, а при длине волны ,55 мм - от 1,776 до 2,664 мм. Использу третий участок дифракционной кривой при
длине волны ,85 мм, можно контролировать диаметроы объектов от 2,002 до 2,618 мм, а при длине волны ,55 мм - от 2,886 до 3,774 мм. Отсюда видно, что на длине волны ,85 мм перекрываютс значени
диаметров от 1,232 до 1,848 мм и от 2,002 до 2,618 мм и т.д., а на длине волны ,555 мм - от 1,776 до 2,664 мм и от 2,886 мм. Т.е. использу только одну длину волны, получаютс интервалы значений диаметров (от 1,848 до 2,002 мм на длине волны ,85 мм и от 2,664 до 2,886мм на длине волны ,55 мм), на которых невозможно производить контроль. Однако то, что дл одного и того же участка дифракционной кривой дл разных длин волн эти интервалы взаимно перекрываютс , дает возможность осуществлени непрерывного диапазона контролируемых значений. Дл рассматриваемого примера на двух длинах волн ,85 мм и ,55 мм на втором участке дифракционной кривой перекрываютс значени от 1,232 до 2,664 мм с разрывом от 1,776мм до 1,848 мм, а на третьем участ-ке от 2,002 до 3,774 мм с разрывом от 2,618 до 2,886 мм, при этом еще существует и разрыв этих двух участков дифракционной кривой от 2,664 до 2,886 мм. Однако очевидно, что если дл третьего участка вместо AI 3,85 мм выбрать , например, значение ,5 мм, тогда получаетс следующее общее перекрытие значений: 1,232-1,848, 1,776-2,664, 2.34- 3,06, 2,886-3,774. Следовательно, соответствующим выбором значений рабочих длин волн очень просто достигаетс требуемый диапазон измер емых значений
Дл диаметра эталонного объекта, равного 1,232 мм, на длине волны ,85 мм, значение отражающей поверхности, равно пор дка ,1 OQ. Дл контролируемого объекта диаметром 1,232 мм это значение также равно пор дка ,1 LTO. а с увеличением диаметра до значени 1,848 мм уменьшаетс до значени пор дка ,7 a0 Если определить отношение отраженных сигналов как гщ 5э/5к. то величина отношени измен етс от до гщ 4 44, а дл , от до т2 0,223 Аналогичные изменени отношени будут происходить на длине волныА 5,55 мм при значении диаметра эталонного объекта, равном 1,776 мм, и изменении диаметра контролируемого объекта от 1,776 до 2,664 мм. При диаметре эталонногр объекта, равном 2 34 мм, и длине волны 4,5 мм с увеличением диаметра контролируемого объекта от 2,34 до 3,06 мм значение отражающей поверхности будет измен тьс от ,7(70 до ,9 00 При гщ будет измен тьс от 1,0 до 0,368, а Ш2 от «1,0 до 2,72, так как точки уже расположены на третьем участке дифракционной кривой. Аналогичные последнему будут изменени отношени m и на длине волны ,55 мм при диаметре эталонного объекта.
равном 2,886 мм и увеличении диаметра контролируемого объекта от 2,886 мм до 3,774 мм,
При проведении контрол диаметра объекта в сторону уменьшени размера диаметры эталонных объектов дл рассматриваемого примера выбирают, соответственно , равными 1,848 мм, 2,664 мм, 3,06 и 3,774 мм. В случае контрол как в сторону
увеличени диаметра, так и в сторону уменьшени , выбирают значени диаметров эталонных объектов равными, например, 1,5, 2,2, 2.6 и 3,2 мм.
Из приведенного конкретного примера
осуществлени устройства очевидна его простота выполнени , а также однозначность получени контролируемых параметров и его широкие возможности выбора диапазонов измер емых значений.
Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность контрол параметров объектов. Погрешность контрол зависит от крутизны изменени дифракционной функции (на первом неоплном и втором участках
сама высока точность), т.е. от номера участка дифракционной кривой, а также в некоторой степени от знака отношени m (больше или меньше единицы) Дл приводимого конкретного случа на длине волны
,85 мм при диаметре эталонного объекта, равном 1,232 мм, приращение диаметра ,848-1,,616 мм или ,8x хЮ . Это приращение диаметра вызывает приращение отношени ,44-1 ,.44, те Ami/mi 3,44 или ,00 .223 0,777, т е Длл2/т2- 0,777. Отсюда
погрешность контрол равна 6 дт
х( Ad/d)/(Am/m) и при 5i(5m-4,8x
,44 1, при т 1 62
дт 4,8-10 1/0,, -дт. При погрешности измерени отношени напр жени измерителей 87-34, равной дт ± (0,014-0,027) получаем следующие значени погрешностей di(2-3,8)x10 и 52(8,716 )ххЮ 5.
Следовательно, предлагаемое устройство может обеспечить погрешность измерени пор дка (1-1,5)х10 5т и при уменьшении погрешности измерени отношени
напр жений точность контрол может быть получена выше, чем указано в примере конкретного выполнени .
Предлагаемое устройство контрол параметров объектов по сравнению с лучшими
устройствами обладает технико-экономической эффективностью, обусловленной расширением функциональных возможностей при высокой точности контрол и быстродействии В качестве зарубежного лучшего
технического решени можно считать устр- нойство, аналогичное прототипу, как наиболее близкое к предлагаемому по достигаемому эффекту. И в качестве базы сравнени могут быть прин ты технико-экономические показатели прототипа.
По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство обладает тем преимуществом , что позвол ет производить контроль значительного класса объектов и их параметров, а также обладает высокой точностью контрол , достигающей пор дка 0,001% при измерении отношени напр жений с точностью .
Claims (1)
- Формула изобретени Устройство дл контрол геометрических параметров объектов, содержащее СВЧ-генератор, индикатор и двухканаль- ный делитель мощности, к первому и второму выходам которого подключены соответственно первый и второй приемопередающие каналы, каждый из которых включает в себ трехплечий циркул тор, кпервому и второму выходам которого подключены соответственно пр мопередаю- ща антенна и детектор, отличающее- с тем, что, с целью повышени точности ирасширени области применени , оно снабжено первым и вторым поглотител ми электромагнитного излучени , выполненными в виде полых труб с полностью или частично открытыми торцами, охватывающими приемопередающие антенны, третьим и четвертым поглотител ми электромагнитного излучени с лунками сферической или конической формы, предназначенными дл установки исследуемого и эталонного объектов,и полосовым перестраиваемым фильтром, включенным между выходом СВЧ-генерато- ра и входом двухканального делител мощности , третий и четвертый поглотители электромагнитного излучени размещены вторцах первого и второго поглотителей в раскрывах приемопередающих антенн первого и второго приемопередающих каналов, выходы детекторов которых подключены к входам индикатора,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894639756A SU1753263A1 (ru) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Устройство дл контрол геометрических параметров объектов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894639756A SU1753263A1 (ru) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Устройство дл контрол геометрических параметров объектов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1753263A1 true SU1753263A1 (ru) | 1992-08-07 |
Family
ID=21423864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894639756A SU1753263A1 (ru) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Устройство дл контрол геометрических параметров объектов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1753263A1 (ru) |
-
1989
- 1989-01-18 SU SU894639756A patent/SU1753263A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US №4559710. кл. G 01 В 7/12. 1985. Патент JP № 59-46326, кл. G 01 В 11/08,1984. Радиоволновые измерени параметров технологических процессов / В А Викторов и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. с. 42, рис. 25. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2411553A (en) | Radio-frequency power measurement | |
US2498548A (en) | Comparator circuit | |
US3919638A (en) | Microwave detection instrument | |
CN112558001B (zh) | 一种脉冲高功率现场校准装置和方法 | |
US3728620A (en) | Transmission line fault indicator and locator utilizing variable frequency source coupled to one end of line | |
US2549385A (en) | Test set for radar apparatus | |
SU1753263A1 (ru) | Устройство дл контрол геометрических параметров объектов | |
CN116698094A (zh) | 高解调速度的可调谐激光器光纤光栅解调仪及解调方法 | |
US3197696A (en) | Radio-frequency circuit analyzer for measuring incident and reflective waves including a bidirective coupling device | |
US2578348A (en) | Television noise measuring technique and apparatus | |
Alawneh et al. | Measuring the permittivity of dielectric materials by using 140 ghz fmcw radar sensor | |
Lengyel | A Michelson-type interferometer for microwave measurements | |
Lindberg et al. | Optimum design of a microwave interferometer for plasma density measurements | |
US2660706A (en) | Apparatus for measuring power and standing waves in wave guides | |
RU1803732C (ru) | Устройство дл контрол параметров объектов | |
SU1626135A1 (ru) | Устройство дл контрол геометрических параметров объекта | |
RU1803731C (ru) | Устройство дл контрол геометрических параметров объектов | |
CN117074436A (zh) | 一种用于介质分子监测的双通道微波辐射计 | |
CN113092857B (zh) | 一种MKIDs超导探测器阵列像元工作状态及位置的判别方法 | |
US2624781A (en) | Measuring system | |
Mariner | An absolute microwave attenuator | |
de Jong | Measuring the propagation time of coaxial cables used with GPS receivers | |
RU2207580C1 (ru) | Свч-рефлектометр | |
CN106501746A (zh) | 一种宽频段微波测量校准方法 | |
SU1040923A1 (ru) | Доплеровское устройство дл измерени радиолокационной эффективной площади рассе ни |