ВОЛНОМЕР С ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ Советский патент 1949 года по МПК G01R23/04 

Согласно изобретению предлагается волномер с температурной компенсацией.

Градуированный волномер выполнен в виде коаксиального волновода, настройка которого производится штырем, перемещаемым по длине волновода при помощи микрометрического приспособления.

Отличительной особенностью предлагаемого волномера является выполнение из различных материалов элементов волновода и кожуха коаксиального устройства, несущего микрометрическое приспособление. Коаксиальный волновод прикреплен жестко лишь к одному концу кожуха, в котором его оболочка соединена со штырем накоротко.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена эквивалентная схема волномера; на фиг. 2 - кривые температурной ошибки в зависимости от частоты (кривая а - без термокомпенсаций, кривая б - с термокомпенсацией).

Настройка камеры 1 коаксиального волновода производится путем изменения длины штока 2. Камера резонирует, когда на длине укладывается нечетное число четвертей измеряемой длины волны. Длину можно менять при помощи микрометрического механизма. Связь камеры с трактом волны (волновод 3) осуществляется при помощи элемента связи 4.

Резонанс камеры может индицироваться любым известным способом. В данном случае для простоты указан случай индикации по методу адсорбции по реакции нагрузки.

Центральный стержень волномера на одном конце в точке 5 замкнут накоротко без непосредственного механического контакта, за счет применения четвертьволновых трансформаторов, образованных тремя отрезками коаксиального волновода электрической длиной по и (правее точки 5).

Термокомпенсация в предлагаемой конструкции осуществляется за счет того, что кожух 6 волномера изготовлен из одного материала, а шток 2 и стакан 7 со связанными с ними четвертьволновыми трансформаторами - из другого материала, с меньшим, чем у кожуха, коэфициентом расширения.

Гайка микрометрического механизма укреплена в кожухе 6, а оболочка стакана 7 камеры вместе со связанными с ней закорачивающими четвертьволновыми трансформаторами жестко связывается с кожухом лишь в одном месте при помощи накидной гайки 8. В остальных точках при температурных изменениях стакан 7 и кожух 6 могут перемещаться один относительно другого.

При повышении температуры произойдет удлинение штока 2 т.е. перемещение свободного конца 9 влево. Это удлинение на 1°С будет равно , где а₁ коэфициент расширения, полная длина штока, считая от микрометрической гайки. Наряду с этим произойдет удлинение кожуха 6 и перемещение места закрепления стакана 7.

Поскольку стакан в остальных точках может свободно скользить внутри, кожуха, вместе с перемещением места закрепления стакана произойдет перемещение влево точки 5 короткого замыкания. Перемещение точки 5 будет меньше перемещения точки 10, поскольку стакан также удлинится, но удлинение стакана меньше, чем удлинение кожуха, поскольку коэфициент расширения последнего больше. В результате, точка 5 короткого замыкания также переместится влево.

Величина перемещения точки 5 будет равна: , где - коэфициент расширения материала стакана тот же, что и у штока; величины г и в ясны из чертежа.

Для полной компенсации необходимо, чтобы длина оставалась неизменной при изменениях температуры, для чего должно соблюдаться равенство перемещений точек 5 и 9, т.е.

Поскольку длина есть функция измеряемой длины волны, полная компенсация получается лишь для одной точки диапазона. Для остальных точек диапазона компенсация будет частичной (кривая б фиг. 2).

Волномер с температурной компенсацией, выполненный в виде коаксиальной линии с перемещаемым по ее длине штырем при помощи микрометрического приспособления, отличающийся тем, что, с целью компенсации температурных линий, элементы линии и кожух устройства, несущий микрометрическое приспособление, выполнены из различных материалов, а линия прикреплена жестко лишь к одному концу кожуха, в котором ее оболочка соединена со штырем накоротко