Устройство для измерения механических

381 О 39 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимо т. свидетельствал. 6 01 г 25/ 1971 (М 1698906/18-1ем заявкиЗаявлено 20.1с присоединенПриоритетОпубликовано Комитет по делам зобретений и открытийД К 621,317.361(088.8) 5,ЧЛ 973. Бюллетень21 и Совете Министров СССР ата опубликования описания З.НП.197 Авторыизобретения И, А, Кибалко, Е. И, Прохо нерс т Я. аявитель СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСК РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ МИНИАТЮРНЫХ И МИКРОМИНИАТЮРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ шня 15, пр о резонато Изобретение относится к электровакуумной технике и может быть использовано при создании устройств для измерения собственнных 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 ис. следуемый элемент помещают внутрь высоко- добротного 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 объемный резонатор со встроенной антенной, вблизи которой с внешней стороны резонатора размещают испытуемое изделие. Выход резонатора нагружен на поглощающий элемент и детекторную головку, к выходу которои подключены анализатор спектра и осциллограф.На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - резонатор с ан тенной.Устройство содержит генератор СВЧ 1, ферритовый вентиль 2, аттенюатор 3, направленный ответвитель 4. 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, фла нец 1 б и антенну 17.Устройство работает следующим образом.Генерируемый СВЧ-сигнал сантиметровогодиапазона, пройдя вентиль 2, аттенюатор 3 и ответвитель 4, попадает в польш резонатор.20 Резонатор представляет собой отрезок волновода, ограниченный с одной стороны диафрагмой 5 со щель 1 о связи, а с другой стороны -- коротко замкнутым поршнем 15, позволяющим перестраивать резонатор в довольно ши роком диапазоне. Резонатор является основным чувствительным элементом устройства, преобразующим механические колебания в электрический сигнал.СВЧ-сигнал отражается от поря 30 определенном положении которог рнастраивается 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 антенны 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. Воз можность расположения исследуемых элемен тов вне резонатора представляет собой существенное преимущество устройства и в значительной мере определяет его эксплуатационные качества. Широкий диапазон перестройки резонатора и простота настпойки позволяет 10 легко и за короткое время подготовить устройство к работе и обеспечивает возможность исследования различных элементов произвольной конфигурации, веса и размеров.П р ед м ет изобретенияУстройство для измерения механических ре.зонансных частот миниатюрных и микромини атюрных элементов, содержащее последовательно соединенные генератор, ферритовыи вентиль, аттенюатор, направленный ответвитель и диафрагму, а также вибратор, отличаоиееся тем, что, с целью повышения точности 25 и упрощения измерения, оно снабжено поглощающим элементом, осциллографом, детекторной головкой, анализатором спектра, антенной и перестраиваемым объемным резонатором, включенным на выходе диафрагмы, прн 30 этом антенна встроена в резонатор, и вблизинее с внешней стороны резонатора помещен испытуемый элемент, соединенный механически с вибратором, а выход резонатора иагру.жен на поглощающий элемент и детекторную 35 головку, к выходу которой подключены анализатор спектра и осциллограф.381039 дидА без встречного орлан г Составитель А. Изюмов едактор Т. Орловская Техред Т. Курилко Корректор Н. Прокуратова