Способ измерения угловых перемещений конструкций Советский патент 1991 года по МПК G01B15/00 

Изобретение относится к области статических испытаний конструкций на прочность, в частности к измерениям угловых перемещений конструкций в тепловых камерах.

Цель изобретения - повышение точности измерений при испытаниях конструкций в тепловых камерах за счет использования высокочувствительных дистанционных датчиков радиотехнического типа.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерений, реализующая способ.

Устройство содержит генератор 1 сверхвысокой частоты (СВЧ), СВЧ-коммута- тор 2, блок 3 управления, коммутируемые СВЧ-излучатели 4,. передающие антенны, приемную антенну 5, генератор 6 частоты вибрации, преобразователь 7, селективный

приемник 8. Испытания конструкции 9 проводятся в тепловой камере 10 с радиопрозрачным окном 11. Статические нагружения осуществляются при помощи рычажной системы 12, вспомогательная антенна 5 перемещается при помощи блока 13.

В основе работы способа лежит принцип частотной селекции на частоте вибрации принятого приемной антенной СВЧ гармонического сигнала. Следует отметить то обстоятельство, что СВЧ коммутируемые излучатели являются слабонаправленными антеннами и работают на частоте f0. За счет вибрации приемной антенны в направлении выбранного излучателя с частотой fi возникает частотная модуляция принятого сигнала, и его спектр содержит составляющую на частоте fo + fi. При этом максимальное значение сигнала будет тогда, когда максимум

CN 00

ГО

VI VI

со

диаграммы направленности приемной антенны направлен на фазовый центр излучателя. Следует отметить, что если направление вибрации не совпадает с направлением на фазовый центр СВЧ-излуча- теля, то спектр сигнала будет содержать составляющую на частоте fo + ficos p, где р угол отклонения направления вибрации от направления на фазовый центр излучателя. С учетом того, что частота сигнала fo известна, селекция сигнала на частоте fi, которая осуществляется в приемнике 8, позволяет по максимальной величине принятого СВЧ-сигнала выставить приемную антенну 5 (при ее перемещении блоком 13) точно в направлении на выбранный коммутируемый СВЧ-излучатель 4, который запи- тывается от генератора 1. При этом управление выбором излучателя осуществляется от блока 3 через СВЧ-коммутатор 2. Вибрация приемной антенны 5 задается от генератора 6 через преобразователь 7.

При нагружении конструкции от рычажной системы 12 происходит угловое смещение СВЧ-излучателя, при этом спектр сигнала изменяется, составляющая сигнала с частоты f0 + fi смещается на частоту fo + ficos (p. При перемещении приемной антенны 5 перпендикулярно к направлению вибрации на расстояние Д сигнал на выходе селективного приемника появляется на частоте fi. При этом угол перемещения а конструкции определяется как а - arccos((l - Д)/0, где I - линейная координата выбранного СВЧ-излучателя, А- величина перемещения приемной антенны. Следует отметить, что расстояние I определяется от места жесткого крепления конструкции, которое принимается за начало

отсчета (т.е. за начало системы координат, в которой производится отсчет угловых перемещений). В случае, когда приемная антенна перемещается под углом у к

поверхности установки СВЧ-излучателей, т.е. по прямой, которая образует угол в выбранной системе координат с осью ОХ, вдоль которой установлены СВЧ-излучатели, то расчетная формула для угла а изменяется и записывается следующим образом: а arccos((lcos у- Д)Л) - у.

Формул а изоб ре тени я Способ измерения угловых перемещений конструкций, заключающийся в том,

что с помощью передающей антенны, установленной на контролируемой конструкции, излучают СВЧ-сигнал в направлении ппиемной антенны, фиксируют информационный параметр СВЧ-сигнала и по еговеличине определяют угловое перемещение конструкции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при испытаниях в тепловой камере, приемную антенну подвергают вибрации и поворачивают относительно направления вибрации, фиксируют максимальный принятый сигнал на частоте вибрации, нагружают конструкцию, перемещают приемную антенну вдоль направления, перпендикулярного к направлению вибрации, и фиксируют максимальный принятый сигнал на частоте вибрации, а угол а перемещения конструкции определяют из соотношения

a arccos(0- Д)/1),

где I - линейная координата передающей

антенны.

Л - величина перемещения приемной

антенны.

SSSSSSS/ //f/ // ///f//////f/j A

Z

Ю

V//////////////sS./J

Изобретение относится к области статических испытаний конструкций на прочность. Целью изобретения является повышение точности измерений при испытаниях конструкций в тепловых камерах. Приемную антенну подвергают вибрации в направлении на передающую антенну и фиксируют максимальный принятый сигнал на частоте вибрации при повороте приемной антенны относительно направления вибрации, нагружают конструкцию и фиксируют максимальный принятый сигнал на частоте вибрации при перемещении приемной антенны вдоль направления, перпендикулярного к направлению вибраци, при этом угол перемещения а определяют из соотношения а arccos((l - Л)/1), где I - линейная координата передающей антенны; А- величина перемещения приемной антенны. 1 ил.

K . . .

VyVУУУУУУ

77

V

X X X X X X Л

vx