Способ измерения малых расстояний
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 2807.78 (21) 2651147/18-09 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет
Опубликовано 30.0182. Бюллетень М 4
Дата опубликования описания 300182 31)М Кп з
G 01 В 7/14
Государственный комитет
СССР но деяам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317 (088 ° 8) (72) Автор изобретения
> !
;4..
Б.В.Луикин (71) Заявитель
Ордена Ленина институт проблем управлени (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ РАССТОЯНИЙ
Изобретение относится к измерительной технике.
Известен способ измерения малых расстояний до токопроводящей поверхности, при котором в частично-излучающей электромагнитной системе, расположенной над токопроводящей поверхностью, возбуждают электромагнитные колебания и измеряют их частоту (1).
Недостатком известного способа является наличие погрешности измере ния, обусловленной изменениями Физических свойств окружающей среды.
Цель изобретения — уменьшение погрешности измерений.
Для достижения поставленной цели в способе измерения малых расстояний до токопроводящей поверхности, при котором в частично-излучающей электромагнитной системе, расположенной над токопроводящей поверхностью, возбуждают электромагнитные колебания и измеряют их частоту, возбуждают 25 два типа резонансных колебаний на частотах Ы, и cd, одному из которых в месте излучения соответствует максимум электрического поля, а другому— максимум магнитного поля, а расстоя- 30 ние х до токопроводящей поверхности определяют по формуле
x=a -ви1, где а и в — постоянные коэффициенты.
Способ основан на зависимости ре- . зонансной частоты частично-излучающей системы, например частично не экранированного на каком-либо участке отрезка длинной линии, от расстояния ее до некоторой металлической поверхности при взаимодействии электромагнитного поля отрезка длинной линии с этой поверхностью.
Для неоднородной длинной линии, у которой погонные параметры являются функцией координаты вдоль линии, в общем случае резонансная частота
A зависит от контролируемого расстояния х и выражается формулой
0 о где Lo, С вЂ” погонные индуктивность и емкость отрезка длинной линии
J, U — нормированные ток и напряжение, устанавливаемые вдоль линии (Осда1, 04U41) .
901814
Составитель A.Кузнецов
Техред Л.Пекарь Корректор N. Демчик
Редактор И.Михеева
Заказ 12355/49 Тираж 613 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, РаушскаЯ наб.:д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Существует оптимальная длина чувствительной (неэкранированной) части отрезка линии, при которой зависимость резонансной частоты от контролируемого расстояния наиболее сильно выражена. Кроме того, при возбуждении одного и того же отрезка длинной ли- 5 нии с выбранной длиной чувствительной, части на разных гармониках можно получить зависимости резонансной частоты от контролируемого параметра противоположного характера. Например, 1О для корОткозамкнутой на обоих концах длинной линии с чувствительным участком в средней ее части на 1-ой гармонике изменяемая часть электрической энергии гораздо больше магнит- Я ной, и поэтому резонансная частота уменьшается (увеличивается) при уменьшении (увеличении) параметра х, а на 2-ой гармонике, наоборот, изменяемая часты. магнйТЮй энергии го- 2О раздо больше электрической, и поэтому резонансная частота увеличивается (уменьшается) прй-уйеньшении (увеличении) параметра х., Если взять разность нормированных частотных зависимостей 1-ой и 2-oN гармоник, получим выходную характеристику, чувствительность которой практически вдвое выае чувствительности выходной характеристики на отдельно взятой частоте. При этом 30 погрешность измерения, обусловленная изменениями конструктивных параметров датчика, например, при изменении температуры окружающей среды значительно уменьшается. 35 !
Преобразование указанных частот з виде
- )1. -1
Фу
И -1
Й .где а,а - постоянные коэффициенты п оэволяет также исключить зависимость
I результатов измерения от диэлектричвской проницаемости fокружающей сре.-ды. Так, при изменении с на величину
Ьб, равную - й, погрешность измерения нв превышает 1,53.
Формула изобретения
Способ измерения малых расстояний до токопроводящей поверхности, при котором в частично-излучающей электромагнитной системе, расположенной над токопроводящей поверхностью, возбуждают электромагнитные колебания и измеряют их частоту, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, возбуждают два типа резонансных колебаний на частотах 4М, и Mz, одному из которых в месте излучения соответствует максимум электрического поля, а другому — максимум магнитного поля, а расстояние х до токопроводящвй поверхности определяют по формуле хам, -see гдв а и в — постоянные коэффициенты.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ В 2408583, кл. G 01 В 7/14, опублик. 1976 (прототип) .
