Устройство для измерения механических

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

38IO39

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 6 01г 25/00

Заявлено 20.1Х.1971 (¹ 1698906/18-10) с присоединением заявки ¹

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 15.Ч,1973. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания З.ЧП1.1973

УД К 621.317.361(088.8) Авторы изобретения

И, А. Кибалко, Е. И. Прохоренко и Я. Х. Авнерс

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ МИНИАТЮРНЫХ

И МИКРОМИНИАТЮРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к электровакуумной технике и может быть использовано при создании устройств для измерения собствеHiHblx резонансных частот микроэлементов вакуумных изделий.

Известны устройства для измерения резонансных частот механических колебаний изделий методом проходящей СВЧ-энергии, содержащие возбудитель механических колебаний, чувствительный элемент, преобразующий механические колебания в электрический сигнал, и измеритель частоты электрического сигнала. Для измерения резонансной частоты исследуемый элемент помещают внутрь высокодобротного СВЧ-резонатора, что трудно осуществить. Поэтому количество деталей, которые можно исследовать с помощью известного устройства, ограничено.

Целью изобретения является упрощение устройства, увеличение точности измерения и уменьшение ограничений, накладываемых на габариты и вес исследуемых изделий.

Эта цель достигается тем, что в качестве чувствительного элемента использован соединенный с источником СВЧ-колебаний перестраиваемый в широком диапазоне объемн|ый резонатор со встроенной антенной, вблизи которой с внешней стороны резонатора размещают испытуемое изделие. Выход резонатора нагружен на поглощающий элемент и детекторную головку, к выходу которой подключены анализатор спектра и осциллограф.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — резонатор с ан5 тенной.

Устройство содержит генератор СВЧ 1, ферритовый вентиль 2, аттенюатор 3, направленный ответвитель 1. диафрагму 5, перестраиваемый резонатор ь, етекторную головку 7, 10 поглощающую нагрузку 8, вибратор 9, осциллограф 10, анализатор спектра 11 и резонирующий элемент 12.

Резонатор включает в себя волновод 13, микрометрический винт 14, поршень 15, фла15 нец 1б и антенну 17.

Устройство работает следующим образом.

Генерируемый СВЧ-сигнал сантиметрового диапазона, пройдя вентиль 2, аттенюатор 8 и ответвитель 4, попадает в польш резонатор.

20 Резонатор представляет собой отрезок волновода, ограничс гиый с одной стороны диафрагмой 5 со щель|о связи, а с другой стороны —— коротко замкнутым поршнем 15, позволяющим перестраивать резонатор в довольно ши25 роком диапазоне. Резонатор является основным чувствительным элементом устройства, преобразующим механические колеба в электрический сигнал.

СВЧ-сигнал отражается от поршня 15, при

30 определенном положении которого резонатор

381039 настраивается на резонанс. Настройка резонатора осуществляется с помощью микрометрического винта 14. Индикатором настройки служит электроннолучевой осциллограф 10, на экран которого с детекторной головки 7 поступает низкочастотная огибающая СВЧ-сигнала.

Особенностью резонатора является наличие антенны 17, располженной внутри резонатора в той его части, в которой имеется максимум напряженности СВЧ-поля. Антенна позволяет

«вывести» наружу, вблизи отверстия в резонаторе, СВЧ-поле, которое концентрируется между концом штыря ан тенны и стенкой резонатора и обладает в этой части пространства большим градиентом. В эту часть пространства вводится исследуемый элемент и производится подстройка резонатора. Резонатор имеет широкий диапазон перестройки, благодаря чему можно .исследовать элементы, разнообразные по размеру и конфигурации.

Исследуемый элемент механически связан с электродинамическим или пьезоэлектрическим вибратором 9, возбуждающим в нем резонансные колебания. В процессе исследования частота виорации плавно изменяется, и при возникновении резонансных колебаний элемента возрастает амплитуда последнего. При этом происходит периодическая расстройка резонатора, следствием чего является амплитудная модуляция проходящей СВЧ-мощности. Модуляция наблюдается с помощью анализатора спектра 11 после предварительного детектирования СВЧ-энергии.

Устройство обладает высокой чувствительностью, позволяющей измерить резонансные частоты различных элементов, в том числе миниатюрных и микроминиатюрных элементов в диапазоне частот до 20 кг» и выше. Возможность расположения исследуемых элемен5 тов вне резонатора представляет собой существенное преимущество устройства и в значительной мере определяет его эксплуатационные качества. Широкий диапазон перестройки резонатора и простота настпойки позволяе-.

10 легко и за короткое время подготовить устройство к работе и обеспечивает возможность исследования различных элементов произвольной конфигурации, веса и размеров.

Предмет изобретения

Устройство для измерения механических резонансных частот миниатюрных и микромини20 атюрных элементов, содержащее последовательно соединенные генератор, ферритовый вентиль, аттенюатор, н аправленный ответвитель и диафрагму, а также вибратор, отлича>ои>ееся тем, что, с целью повышения точности

25 и упрощения измерения, оно снабжено поглощающим элементоAI, осциллографом, детекторной головкой, анализатором спектра, антенной и перестраиваемым объемным резонатором, включенным на выходе диафрагмы, при

30 этом антенна в троена в резонатор, и вблизи нее с внешней стороны резонатора помещен испытуемый элемент, соединенный механически с вибратором, а выход резонатора н агружен на поглощающий элемент и детекторную

35 головку, к выходу которой подключены анализатор спектра и осциллограф.

38I039 дидА бед бстречного щланца

Составитель А. Изюмов

Техред Т. Курилко Корректор Н. Прокуратова

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2077/10 Изд. № 520 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5