Устройство для бесконтактного измерения диаметра провода Советский патент 1987 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам радиоволнового контроля, и может быть использовано в производстве провода и изделий на его основе.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для бесконтактного измерения диаметра провода.

Устройство для бесконтактного измерения диаметра провода содержит первый 1 и второй 2 СВЧ-генераторы, направленный ответвитель 3, открытый резонатор 4, индикатор 5, исследуемый провод 6.

10

коэффициент передачи последнего будет определяться только колебаниями ,, так как вид колебаний ТЕМттц.. имеет в центре открытого резонатора 4 значение электрического поля, равное нулю. При смещении измеряемого провода 6 из центра открытого резонатора 4 коэффициент передачи последнего, связанный с колебаниями ТЕМтт.+1, будет увеличиваться, а связанный с колебанием TEMmt f.- уменьшаться. Однако суммарный коэффициент передачи открытого резонатора 4, фиксируемый индикатором 5, изменяться не будет. Это следует из того, что для открытых резонаторов, как правило, выполняется условие , и. слеУстройство для бесконтактного измёре-15 довательно, суммарное электрическое поле в ния диаметра провода работает следующимцентре резонатора 4 имеет вид

образом.

Генераторы 1 и 2, работающие соответ-Е У„

ственно на частотах f, и f, -f г- , возбуж:u(-4

дают в открытом резонаторе 4 два «соседних осевых вида колебаний 1ЕМ.тщ и TEMmncfcM , где т, п - поперечные, а q - продольный индексы колебаний. Вид колебаний ТЕМтпт имеет распределение электрического поля в центре открытого резонатора 4 вдоль его оси, описываемого выражением

Е Е.соз- Д-, где Е, - амплитудное значение электрического поля в резонаторе 4; X - текущая координата вдоль оси открытого резонатора 4. Распределение электрического поля вида колебаний 1EN.,1 в центре открытого резонатора 4 вдоль его оси описывается выражением Е

EoSin- -. Индикатор 5 фиксирует

LI

суммарный коэффициент передачи открытого резонатора 4, связанный с обоими видами колебаний. При помещении измеряемого провода б в центре открытого резонатора 4

коэффициент передачи последнего будет определяться только колебаниями ,, так как вид колебаний ТЕМттц.. имеет в центре открытого резонатора 4 значение электрического поля, равное нулю. При смещении измеряемого провода 6 из центра открытого резонатора 4 коэффициент передачи последнего, связанный с колебаниями ТЕМтт.+1, будет увеличиваться, а связанный с колебанием TEMmt f.- уменьшаться. Однако суммарный коэффициент передачи открытого резонатора 4, фиксируемый индикатором 5, изменяться не будет. Это следует из того, что для открытых резонаторов, как правило, выполняется условие , и. сле20

+ E,2sin (.«E

т. е. не зависит от х. Поэтому суммарный коэффициент передачи открытого резонатора 4, фиксируемый индикатором 5, также не зависит от х и, следовательно, от положе- ния измеряемого провода б в резонаторе.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения диаметра провода, содержащее первый СВЧ-генератор и последовательно соединенные открытый резонатор, выполненный в виде двух соосных отражателей, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений, введены последовательно соединенные второй СВЧ-генератор и направленный ответвитель, к второму входу которого подсоединен первый СВЧ-генератор, при этом соотношение частот первого f, и второго fi СВЧ-генераторов удовлетворяет

условию (f,-fi) 2j; . где С - скорость света; L - расстояние между соосными отражателями.

Изобретение обеспечивает повышение точности измерений. Устр-во содержит два СВЧ-генератора 1, 2, направленный ответви- тель 3, открытый резонатор (ОР) 4, выполненный в виде двух соосных отражателей, и индикатор 5. Соотношения частот СВЧ-гене- раторов 1, 2 выбираются из условия ({,- - {j) C/2U где L- расстояние между со- осными отражателями; С - скорость света. СВЧ-генераторы 1, 2 возбуждают в ОР 4 два «соседних осевых вида колебаний ТЕМ. Индикатор 5 фиксирует суммарный коэф. передачи ОР 4, связанный с обоими видами колебаний. При помеш,ении измеряемого провода 6 в центр ОР 4 коэф. передачи ОР будет определяться только одним колебанием ТЕМ, т. к. «соседний вид колебания в центре ОР 4 имеет значение эл. поля, равное нулю. При смеш,ении измеряемого провода 6 из центра ОР 4 коэф. передачи, связанный с первым колебанием, уменьшается, а связанный с соседним колебанием - увеличивается. Однако суммарный коэф. передачи ОР 4 изменяться не будет, Т; е. он не зависит от положения измеряемого провода 6 в ОР 4. Точность измерений повышается за счет введения СВЧ-генератора 2 и направленного ответвителя 3 и выбора частот СВЧ- генераторов 1, 2. 1 ил. (Л XX со со СП со 5