Способ измерения длины протяжных изделий

(1) 442361 Соаэ Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт. свидетельства 7.08.72 (21) 1820627/25ением заявки01) Ч. Кл, 6 011 э 7 0 22) Заявлено с присое Гасударственные номнте Совета Министров ССС(32) Приоритет 9.74, Бюллетень3 УДК 531 71(088 ликован делан изобретен н открытийДата опублико ния описания 18.07 72) Авторы пзсбрстснп А. Р. Бушель, В. А, Викторов, Г, Я. Крюков, А, В. Малинк и А. М. Туляков Днепропетровский трубопрокатный завод им, В, И. Ленин(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЗДЕЛ ИНЪ ПРО ЕННЪХ Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения длины протяженных объектов, например труб.Известны способы измерения длины протяженных изделий, например труб, заключающийся в том, что изделие располагают над металлическим экраном, возбуждают пространство между ними с помощью антенны, которая подключена к генератору высокой частоты, и измеряют резонансную частоту длинной линии, образованной изделием и экраном,Недостатком известных способов является невысокая точность измерений, обусловленная влиянием климатических условий, в которых находятся измеряемые изделия.С целью повышения точности измерений при периодическом изменении частоты генератора возбуждают дополнительные резонансные системы, выполненные в виде отрезков коаксиала, размещенных в условиях, аналогичных условиям, в которых находится изделие, и имеющие частоты, равные резонансным частотам линии в момент измерения, соответствующие дискретным длинам изделия, полученные импульсы с выхода резонансных систем подают на счетчик грубого отсчета до момента прихода полученного при совпадении частоты генератора с резонансной частотой линии сигнала с антенны, который одновременно управляет счетчиками грубого и точного отсчета,На фиг. 1 приведена схема устройства, реа 5 лизующего предлагаемый способ; на фиг. 2 -графики, показывающие характер девиациичастоты генератора и форму сигнала в отдельных точках схемы.Устройство (фиг. 1) содержит измеритель 10 ную линию (ИЛ), образованную измеряемойтрубой 1 с заземленным металлическим экраном 2, и набор резонансных систем в виде отрезков коаксиала 3, настроенных на резонансные частоты, соответствующие длинам изде 15 лий, кратным целым метрам,Измеряемое изделие расположено на изоляторах над заземленным экраном и образуетэлектрическую длинную линию, при этом оначерез приемно-передающую антенну 4 связана20 с измерительной схемой.Измерительная схема содержит высокочастотный генератор 5 с широкополосной девиацией частоты (ГДЧ) в диапазоне, соответствующем длинам измеряемых изделий, эле 25 мент 6 связи генератора ГДЧ с антенной измерительной линии, фильтры 7 нижних частот, связывающие ГДЧ с резонансными системами и исключающие их возбуждение на гармониках высших порядков, видеочастотные30 детекторы 8, дизъюнктор 9, блок логической/7,2 Ь,20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 обработки информации, состоящий из усилителей 10, 11, триггера 12, генератора 13 импульсов точного отсчета, и конъюнкторов 1, 15, Результаты измерения поступают па счетчик 16 грубого отсчета и счетчик 17 точного отсчета. Схема также содержит формирователь 18 уставки базовой длины.При продольном или поперечном двп)кении изделие 1 длиной Е, попадает на участок измерения и располагается над заземленным экраном 2 на изоляторах. Генератор 5 с девиацией частоты периодически изменяет частоту ОТ 1 мии ДО 1 макс Днаиаэои ЧаСТОТ ОТ 1 мии ДОсоответствует диапазону измеряемых длин тРУб от Емакс до 7.мин. Высокочастотные колебания через элемент 6 связи и приемно- передающую антенну 4 наводятся в измерительной линии, одновременно эти колебания передаются через фильтры 7 в резонансные системы отрезков коаксиала 3. За один период девиации частоты генератора поочередно возбуждаются на резонансных частотах отрезки коаксиальных линий, образуя во времени и по частоте масштабную линейку из импульсов, при этом каждый импульс соответствует определенной длине изделия в целых метрах. Требуемое количество масштабных импульсов зависит от диапазона длин измеряемых изделий.Резонансная частота измеряемой линии (ИЛ) в зависимости от длины изделия Ет находится между двумя определенными масштабными импульсами. Все резонансные импульсы от измерительной линии и систем отрезков коаксиала поступают в блок логической обработки информации.Цикл измерения начинается с момента совпадения частоты ГДЧ с частотой настройки формирователя 18, при этом сигнал с выхода формирователя включает триггер 12 начала цикла, одновременно этим сигналом в счетчик 16 записывается уставка базовой длины Ь, Формирователь 18 настраивается на частоту, соответствующую базовой длине Еб = 1.максВыходной сигнал триггера 12 поступает на вход конъюнктора 14, разрешая счет масштабных импульсов грубого отсчета, и на вход конъюнктора 15, разрешая счет импульсов точного отсчета. После включения триггера 12 в счетчик 17 на вход обратного счета через конъюнктур 15 поступают импульсы точного отсчета от генератора 13.Резонансные метровые импульсы с систем отрезков коаксиала после видеодетекторов 8 через дизъюнктор 9 идут на усилитель 10. После усиления импульсов и фиксации их по времени, совпадающим с амплитудным значением видеосигналов, последние через коньюнктор 14 проходят в счетчик 16 грубого отсчета. Кроме того, ка)ждый из этих сигналов устанавливает на нуль счетчик 17, измеряющий время-импульсным методом интсрвалы между метровыми импульсами.При совпадении частоты ГДЧ с наименьшей резонансной частотой измерительной ли 1 п 111 сигнал после Вп,1 содетсктора 8 через ус 11- лптсль 11 возвращает триггер 12 в исходное поло)кение; при этом запрещается прохождение импульсов через конъюнкторы 14 и 15, вследствие чего искл 1 очается сброс на нуль счетчика 17, Цикл измерения окончен.Таким образом, результат измерения полу 1 ается путем вычитания из базового числа, записанного в счетчики импульсов грубого и то иного отсчета, Точность измерения длины изделия существенно зависит от характера девиации частоты. Резонансная частота разомкнутой линии с распределенными параметрами связана с ее длиной обратно пропорциональнои зависимостью где п - порядковый номер резонанса(п=1, 2, 3);о - скорость распространения электромагнитной волны вдоль линии;1, - длина линии.Следовательно, для получения временноймасштабной линейки (с, 11, , 1, фиг, 2, а)с равномерными делениями, что необходимопри время-импульсном методе измерениядробной части метра, следует изменять частоту во времени по нелинейному закону(фиг, 2, а, где- резонансная частота формирователя уставки базовой длины, 11 12 "17, - резонансные частоты систем отрезков коаксиала, ., - первая резонансная частота измерительной линии). При этом из счетчикагрубого отсчета вычитается г, импульсов, а изсчетчика точного отсчета вычитается г, импульсов (фиг. 2, в),Таким образом, длина измеренного изделияскладывается изх - б гг гтгде Е - цена деления импульса грубого отсчета, равная 1 м;1 - цена деления импульса точногоотсчета, равная, например, 0,001 м,В предлагаемом устройстве при изменении электромагнитных параметров воздушной среды одновременно изменяются резонансные частоты измерительной линии и систем отрезков коаксиала; при этом временной интервал между резонансным импульсом измерительной линии и одним из резонансных импульсов систем отрезков коаксиала сохраняется, что автоматически исключает влияние климатических условий на точность измерения длины изделия.Применение резонансных систем в виде отрезков коаксиальных линий устраняет также и погрешность, вызванную краевым эффектом укорочения длины разомкнутых на концах линий, что позволяет измерять только резонансную частоту измерительной линии, не изменяя при этом ее других электрических параметров, например волнового сопротивления.442361 фиг Предмет изобретения Способ измерения длины протяженных изделий, заключающийся в том, что изделие располагают над металлическим экраном, возбуждают пространство между ними с помощью антенны, которая подключена к генератору высокой частоты, и измеряют резонансную частоту длинной линии, образованной изделием и экраном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, при периодическом изменении частоты генератора возбуждают дополнительные резонансные системы, выполненные в виде отрезков коаксиала, размещенных в условиях, аналогичных условиям, в которых находится изделие, и имеющие частоты, равные разонанс ным частотам линии в момент измерения, соответствующие дискретным длинам изделия, полученные импульсы с выхода резонансных систем подают на счетчик грубого отсчета до момента прихода полученного при совпадении 10 частоты генератора с резонансной частотойлинии сигнала с антенны, который одновременно управляет счетчиками грубого и точного отсчета.442361 Составитель Б. МининРедактор Е, Сотник Техред В. Рыбакова Корректор А. Степано 15,12 ЦНИИП ПодписноеСР ак пография, пр. Сапунова, 2 Изд.465 осударственного по делам изо Москва, Ж.35, Тираж 760комитета Совета Министробретеиий и открытийРаушская наб., д, 4/5