Устройство для контроля геометрических параметров объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности контроля. В устройство, содержащее генератор, перестраиваемый полосовой фильтр, два приемопередающих канала, включающих трехплечий циркулятор, приемопередающую антенну, первый и второй поглотители электромагнитной энергии, детектор, введены трехканальный делитель мощности и два измерительных канала, включающих детектор и измеритель отношений напряжений, что обеспечивает определение отношения коэффициентов отражения от эталонного и контролируемого обьектов. 1 ил.

СОЮЗ, СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„, Ж„„18О3731 А1 (я)я G 01 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ollvIcAHME изоБркткния (.„,„,,: ..-; —.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ." ". "«;"«,, =e (21) 4660680/28 (22) 10.03,89 (46) 23.03,93. Бюл. № 11 (75) B.È.Ïåðåâåðòåíü (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1753263, кл. G 01 В 15/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности контроля. B устройство, Целью изобретения является устране-, ние указанного недостатка, а именно повышение точности контроля путем исключения влияния девиации уровня выходной мощности генератора. На чертеже приведена структурная электрическая схема заявляемого устройства контроля параметров обьектов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бвсконтактного экспресс-контроля диаметров, округлости, формы поверхности и профиля сечения сферических обьектов, диаметра, площади и округлости обьектов круглой форы, а также диаметра, формы профиля, округлости и площади отверстий круглой формы. Преимущественная область использования — построение преобразователей и измерительных станций контрольно-сортировочных автоматов для отбора объектов сферической или круглой формы по диаметру. содержащее генератор, перестраиваемый полосовой фильтр, два приемопередающих канала, включающих трехплечий циркулятор, приемопередающую антенну, первый и второй поглотители электромагнитной энергии, детектор, введены трехканальный делитель мощности и два измерительных канала, включающих детектор и измеритель отношений напряжений, что обеспечивает определение отношения коэффициентов отражения от эталонного и контролируемого объектов, 1 ил.

Устройство контроля параметров объектов содержит последовательно соединенные генератор 1, полосовой фильтр 2 и трехканальный разветвитель мощности 3, двухканальный разветвитель мощности 4, первый циркулятор 5, первый приемо-передающий излучатель 6, контролируемый объект 7, первый поглотитель 8, второй поглотитель 9, первый детектор 10, второй циркулятор 11, второй приемо-передающий излучатель 12, эталонный обьект 13, третий поглотитель 14, четвертый поглоти тель 15, второй детектор 16, третий детектор 17, четвертый детектор 18, второй измеритель отношений напряжений 19, третий измеритель отношений напряжений 20, первый измеритель отношений напряжении

21.

Устройство работает следующим образом.

Сначала производят установку "нуля", т.е. калибровку равенства коэффициентов передачи каналов эталонного и контролиру1803731 емого образцов на рабочей длине волны или на каждой из рабочих длин вон. Органами управления генератора 1 и перестраиваемого полосового фильтра 2 устанавливают рабочую длину волны. Перед приемо-передающим излучателем 6 канала контролируемого образца в лунке поглотителя 8 устанавливают эталонный образец идентинный эталонному образцу 19. Включают генератор 1 и регулировкой подстроечных аттенюатор каналов эталонного и контролируемого образцов, которые рационально установить перед каждым из всех четырех детекторов, добиваются показаний по шкале измерителя отношения 21, равных единице, Калибровку устройства производят отдельно для каждой рабочей длины волны.

Затем производят контроль параметров объекта. Для этого перед излучателем 6 устанавливают в лунку поглотителя 8 контролируемый образец 7. По шкале измерителя отношений напряжений 21 отсчитывают отношение напряжений коэффициентов отражений от эталонного и контролируемого обьектов, которое и является мерой параметра, Величина параметра может быть определена либо по переводным таблицам .или графикам па величине измеренных отношений напряжений или непосредственно по отградуированной шкале измерителя отношений.

Для этого производят градуировку, которой предшествует настройка устройства, После сборки устройства производится его настройка, целью которой является получение равенства коэффициентов передачи каналов эталонного и контролируемого образцов, а также получение полного согласования каждого канала в отдельности, в особенности, согласования приемо-передающих излучателей, а также отсутствия приема излучателями побочных отражений, Настройка устройства производится раздельно на каждой из рабочих длин волн. Для этого в устройстве изымаются эталонный 13 и контролируемый 7 образцы. К детекторам 10 и 16 подключаются чувствительные гальванометры. Включают генератор и подстроечными реактивностями в каналах эталонного и контролируемого образцов, а также изменениями конструктивных элементов излучателей и поглотителей добиваются отсутствия показаний обоих гальванометров. Этим достигается отсутствие отражений в каналах. Затем перед излучателями устанавливаются идентичные эталонные образцы и путем регулировки Йодстроечных аттенюаторов каналов отраженных волн добиваются равенства показаний гальванометров, т.е. равенства входных сигналов детекторов 10 и

16. Этим достигается равенство коэффициентов передачи каналов отраженных волн, Затем выходы детекторов 10 и 16 подключают, соответственно, ко входам измерителей отношений напряжений 19 и 20, а к выходам последних подключают чувствительные гальванометры. Регулировкой подстроечных аттенюаторов каналов падающей вол"0 ны, включенных на выходах разветвителя 3 добиваются равенства показаний гальвано. метров. Этим достигают равенства коэффи-. циентов передач каналов падающей волны.

Для градуировки устройства использу15 ют набор эталонных обьектов идентичного параметра разной величины, Эталонные объекты должны быть выполнены из идентичного материала. Число эталонных обьектов зависит от назначения устройства, 20 диапазона контролируемых значений и точности отсчета (цены деления). Поэтому число эталонных образцов должно включать в себя объекты с величиной параметра, равного начальному и конечному значениям ди25 апазона контролируемых значений, а также равного промежуточным значениям. Перед излучателем 12 устанавливают эталонный обьект с величиной параметра, равной начальному значению диапазона контролиру30 емых значений, а перед излучателем 6 поочередно устанавливают объекты с промежуточными значениями параметра и по показателям измерителя отношений напряжения 21 строят переводную таблицу

35 или график переводных значений вели-, чины отношений напряжений в величину параметра. Или же эти значения наносят непосредственно на шкалу измерителя отношений 21. 10. Как при проведении настройки и калибровки, так и при проведении контроля параметров эталонный и контролируемый объекты должны быть выполнены из идентичнога материала.

Процесс калибровки, т,е, установку "нуля", необходимо проводить перед каждым началом рабаты устройства, а также периодически в процессе работы. Так как эта калибровка направлена на уменьшение

50 влияния старения элементов схемы, в первую очередь детекторов, то это обеспечивает повышение точности контроля.

Устройство может быть реализовано общеизвестными техническими средствами. B

55 качестве примера конкретного выполнения устройства может служить пример выполне ния известного устройства. Например, при выполнении устройства в диапазоне частот порядка 53,57-78,33 ГГц в волноваднам канале 3.,6х1,8 мм оно содержит следующие

1803731

15 марки 1С японской фирмы "Тосиба дэнки"; детекторы 10, l6, 17, 18 из комплекта ре-. 20

30 элементы; генераторы 1 типа генератора

ГЧ-142; перестраиваемый полосовой фильтр 2, выполненный в виде открытого резонатора, трехканальный разветвитель мощности 3, составленный из двух последовательно включенных направленных ответвителей рефлектометра измерителя КСВН типа Р2-69; двухканальный разветвитель мощности 4 типа известных трехдецибельных шлейфовых направленных ответвителей;,циркуляторы 5, 11 типа известных ферритовых циркуляторов, обладающих развязкой между каналами порядка 20-35 дБ/см; приемопередающие излучатели 6, 12 типа открытых концов волноводов или известных однородных линз с плоской волной в раскрыве; поглотители 8, 14 и 9, 15, выполненные из известных материалов флектометра измерителя КСВН типа Р2-69; измерители отношений напряжений 19, 20, 21 типа приборов В7-34, Заявляемое устройство контроля параметров объектов по сравнению с уст рой ствам и рототипа обладает техникоэкономической эффективностью, обусловленной повышением точности измерения. В качестве базы сравнения могут быть приняты технико-экономические показатели прототипа.

По сравнению с базовым объектом заявляемое устройство обладает тем преимуществом, что обеспечивает следующее повышение точности контроля, СВЧ-генераторы имеют нестабильность опорного уровня выходной мощности за 15 мин работы после 1 ч прогрева 0,05-0,1 дБ/см, т,е, уровень выходной мощности изменяется в

1,012-1,022 раза или на 1,2-2,2 процента.

Эти изменения уровня выходной мощности вызывают изменения амплитуды отраженных сигналов такого >ке порядка, а, следовательно, приводят к погрешности контроля такого же порядка. А при измерении коэф5

10 фициента отражения, как это осуществляется в предлагаемом устройстве, удается полностью, исключить это влияние нестабильности, т.е, повысить точность контроля на 1,2-2,2%.

Формула изобретения

Устройство для контроля геометрических параметров объектов, содержащее последовательно соединенные генератор и перестраиваемый полосовой фильтр, индикатор, двунаправленный делитель мощности, к первому и второму выходам которого подключены первый и второй приемопередающие каналы, каждый из которых включает в себя трехплечий циркулятор, к первому выходу которого Подключена приемопередающая антенна, охваченная первым поглотителем электромагнитного излучения, выполненным в виде полой трубы, в торце которой, в раскрыве приемопередающей антенны установлен второй поглотитель электромагнитного излучения с лункой сферической или конической формы, предназначенной для размещения исследуемого или эталонного объектов, а к второму выходу-детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено трехканальным делителем мощности и двумя измерительными каналами, каждый из которых включает последовательно соединенные детектор и измеритель отношений напряжений, выход перестраиваемого полосового фильтра соединен с входом трехканального делителя мощности, первый выход которого соединен с входом двунаправленного делителя мощности, второй и третий выходы соединены соответственно с входами первого и второго измерительных каналов, выходы которых подключены к входам индикатора, а выходы детекторов первого и второго приемопередающих каналов соединены с вторым входами измерителей отношений напряжений первого и второго измерительных каналов.

1803731

Составитель В, Перевертень

Техред М, Моргентал Корректор 3. Салко

Редактор О. Стенина

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

Заказ 1048 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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