Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01N22/00 

о о

00

сл

ю ь.

Изобретение относится к измерительной технике с использованием волновых излучений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже приведена конструкция устройства для измерения линейных перемещений.

Устройство для измерения линейных перемещений содержит первый 1 и второй 2 резонаторы, имеющие общую торцовую стенку, которой является поршень 3, на противоположных сторонах которого закреплены шток 4 и дополнительный шток 5, пропущенные через запредельные отверстия 6 и 7, выполненные в П ротивополож- ных торцовых стенках резонаторов 1 и 2, причем конец штока 4 контактирует с исследуемым объектом 8, а конец штока 5 соединен с корпусом 9 резонатора 2 посредством пружины 10, первый 11 и второй 12 СВЧ-ге- нераторы, соединенные через входные элементы 13 и 14 связи, первый 15 и второй 16 выходные элементы связи, соединенные соответственно с первым и вторым входами смесителя 17.

Устройство работает следующим образом.

Когда расстояние между поверхностью исследуемого объекта 8 и поверхностью 18 соответствует начальному положению, поршень 3 находится в нулевом положении, например расположен в центре. В резонаторах 1 и 2, являющихся цилиндрическими, возбуждаются электромагнитные колебания - стоячие волны вида НоП резонансных частот ft и f2 соответственно. При этом в смесителе 17 возникает разностная частота Af.

При изменении расстояния между объектом 8 и поверхностью 18, например уменьшении относительно исходного, конец штока 4 давит на поршень 3 и перемещает его. Пропорционально перемещению поршня изменяется объем резонаторов 1 и 2, соответственно меняются резонансные частоты fi и f2, возбуждаемые в них. Запредельные отверстия 6 и 7 и запредельные волноводы 19 и 20 длиной Я /4, одновременно выполняющие роль направляющих втулок, предотвращают потери .энергии ни излучение.

Для резонаторов 1 и 2 собственные длины волн (Н-волна) равны

где и mn - корень производной бесселевой функции первого рода т-го порядка; I - длина резонатора; Р - число стоячих волн, укладывающих- ся вдоль размера I.

Число m показывает число стоячих волн поля вдоль окружности резонатора, а число п характеризует распределение поля стоячей волны вдоль радиуса.

Выбор волны Но11 обусловлен тем, что штоки 4 и 5, выполненные из диэлектрика, не оказывают на нее существенного влияния, а поршень не требует механического контакта со стенкой резонатора, так как при

этом типе колебаний нет разрыва токов. Формула изобрет ения Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее первый резонатор, снабженный входным элементом связи,

соединенным с первым СВЧ-генератором, и выходным элементом связи, поршень со штоком, установленный на одном конце первого резонатора, причем одни конец штока закреплен на одной стороне поршня,

а другой пропущен через запредельное отверстие, выполненное е противоположной торцовой стенке первого резонатора, и кон- . тактирует с исследуемым объектом,о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения

точности измерений, введены смеситель, первый вход которого соединен с выходным элементом связи, второй СВЧ-генератор и второй резонатор, соосный с первым резонатором, боковые стенки которого являются

продолжением боковых стенок первого резонатора, а поршень является общей торцовой стенкой первого и второго резонаторов, дополнительный шток, один конец которого закреплен на другой стороне поршня, а другой пропущен через запредельное отверстие, выполненное в противоположной торцовой стенке второго резонатора, и соединен с его корпусом посредством введенной пружины, второй резонатор снабжен

дополнительными входным и выходным элементами связи, соединенными соответственное выходом второго СВЧ-генератора и вторым входом смесителя, причем частоты первого и второго СВЧ-генераторов не равны между собой.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит резонаторы 1 и 2, имеющие общую торцовую стенку, поршень 3, штоки 4 и 5, пропущенные через запредельные отверстия 6 и 7, выполненные на противоположных торцовых стенках резонаторов 1 и 2. При этом шток 4 контактирует с исследуемым объектом 8, а конец штока 5 соединен с корпусом 9 пружиной 10. Генераторы 11 и 12 соединены через входные элементы связи 13 и 14 и выходные элементы связи 15 и 16 соответственно с первым и вторым входами смесителя 17. При изменении расстояния между объектом 8 и поверхностью 18 изменяются резонансные частоты объемных резонаторов 1 и 2. Разность этих частот является пропорциональной величине перемещения. 1 ил.