Устройство для контроля геометрических параметров объектов

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОбРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКО ИДЕТЕЛЪСТВУ 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕ МЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТ 21) 4639756/2822) 18.01.8946) 07.08,92. Бюл. М 2975) В, И. Перевертень56) Патент США М 45597 О, кл. 6 01 В 7/12, 46326, кл. 6 01 В(57) Изобретение относится ной технике, Цель изобрет ние точности измерений области примененйя. Цель и стигается введением пер третьего и четвертого погл ромагнитного излучения, по стично охватывающих пе приемопередающие антенн к иэмерительения. - повыше- и расширение зобретения дового, второго, отителей электлностью или чарвую и вторую ы,1 ил,Пат 11/08, 1 Рад техноло ров ид рис, 25.ент Японии М 59984;иоволновые измергических процесср. М,: Энергоатом ния параметров . / В. А. Виктодат, 1989, с, 42,ФфИзобретение относится к измеритель- взаимодействует с датчиком смещения, Заной технике и может быть использовано для щитное кольцо перемещается в осевом набесконтактного экспресс-контроля и изме- правлении вдоль корпуса. Эластичная рения диаметров, округлости, формы повер- деталь, установленная на корпусе, поджихности и профиля сечения сферических мает защитное кольцо вперед. В корпусе ф. объектов, диаметра, площади и округлости смонтирована усилителгьйяая"схема, к кото-" объектов круглой формы, а также диамет- рой поступают выходныесигналыдатчиков, ров, формы профиля, округлости и площади Первые зажимы. установленные на корпусе, отверстий круглой формы, Преимуществен- соединены с усилительной схемой, а вторые. 4 ная область использования - построение зажимы смонтированы нашпинделе и сое- (Л преобразователей и измерительных стан- динены с управляющим устройством обра- Од ций контрольно-сортировочных автоматовбатывающего центра. Первые зажимы Я для отбора объектов сферической или круг- поджимаются второй эластичной деталью в лой формы по диаметру, -электрический контакт с вторыми зажима- ( )Известно устройство для автоматиче- ми. И, таким образом, усилительная схема ского измерения среднего диаметра: уст. соединяется с устройством унравяения об- Нн ройство имеет корпус, корпусный вал,: рабатывающего центра 11.вставляемый в шпиндель обрабатывающего, . Приведенный аналог является объектом центра, и несколько датчиков смещения, ко-того же назначения,чтои "заявляемое устторые устайовлены в корпусе и выдвигают- ройство, а именно, предназначен для измеся, а также отводятся относительно рения диаметров отверстдий. Одним иэ наружной поверхности дальнего конца кор- существенных достоинств указанного анапуса, На корпусе смонтирвоано защитное лога является наличие связи междуразкольцо с конусной поверхностью. которая мерами измеряемого объекта и обрабатывающим центром, т.е. осуществление автоматического процесса изготовления объекта,Однако аналог обладает существенными недостатками. Ограничением диапазона измеряемых значений диаметров отверстий в сторону уменьшения диаметра, а также недостатками, обусловленными самой сущ; ностью контактных измерений и наличием механических связей. С уменьшением диаметров повышаются требования к точности изготовления контактирующих поверхностей. а также уменьшается площадь контакта, Это в первую очередь, приводит к существненому уменьшению точндсти измерения с уменьшением диаметра отверстий, а во-вторых, к ограничению диапазона измеряемых значений,Известно устройство измерения диаметра круглых объектов, В устройстве анализа изображения фиксируют иэображение круглого объекта, состоящего из дискретных элементов. Сканируя изображение световым пучком, получают электрический сигнал, который преобразуют в цифровую, а затем в двоичную форму, характеризующую наличие и отсутствие элемента объекта. Элементы изображения, преобразованные в двоичную форму, последовательно подают на регистры изображения, Когда элементы изображения объекта заполняют установленные разряды регистра, производят определение числа регистров, в которые занесены элементы изображения в диаметральном направлении, и определяют диаметр объекта, Подсчитывают число объектов с различными диаметрами. Устройство содержит схему, которая с помощью регист,ров сдвига детектирует иэображение, лежащее на прямой, проходящей через центр иэображения объекта в направлении, перпендикулярном направлению детектирования диаметра обьекта, а также определяет, является ли соотношение значений регистров заданным числом, соответствующим диаметру объекта. Устройство содержит также схему, подсчитывающую число объектов с различными диаметрами, когда схемой детектирования будет получено установленное число 2),Приведенный аналог является объектом того женазначения, что и заявляемый, а именно, предйазначен для измерения диаметров объектов круглой формы, Сходство результатов, достигаемых при использовании приведенного аналога и заявляемого объекта, состоит в том, что достигается высокая точность измерения. Общим существенным признаком указанного аналога и заявляемого устройства является то, что в качестве источника информации парамет 5 10 Наряду с достоинствами указанныйаналог обладает следующим недостатком, который проявляется в невозможности измерения параметров отверстий и объектов 15 сферической формы,40 45 50 55 20 25 30 35 ров измеряемого объекта служит энергияэлектромагнитного излучения, отраженнаяот обьекта,Достоинствами указанного аналога является высокая точность измерения диаметров обьектов, значения которых существенно превышают длину волны электромагнит- .ного излучения (длину волны света), а такжевоэможность измерения нескольких объектов,В качестве прототипа, как наиболее близкое по своему техническому решению, выбрано устройство измерения толщины, Устройство содержит последовательно соединенные генератор, Т-мост, два плеча которого содержат последовательно соединенные циркуляторы и излучатели, а четвертое плечо-детектор и индикатор. В одном плече мостовой схемы устройства размещается контролируемый обьект, а другое плечо содержит нагрузку, компенсирующую по методу вычитания изменения, вызванные исследуемым объектом 3,Промышленный образец толщиномера данного типа обладает погрешностью измерения не менее 0,1;ь.Выбранный прототип является объектом того же назначения, что и заявляемое устройство, а именно, предназначен для измерения геометрических параметров объектов, Общими существенными признаками заявляемого устройства и прототипа является то, что они основаны на явлениях отражения электромагнитного излучения от обьектов и на мостовых схемах, содержащий опорный и измерительный каналы,Недостатками выбранного прототипа являются ограничение точности измерения(погрешность не менее 0.1 и узкая область применения - измерение толщины,Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, повышение точности измерения и расширение области применения. Расширение области изменения сос;оит в том, что устройство обеспечивает бесконтактный экспресс-контроль и измерение диаметров, округлости, формы поверхности и сечения профиля сферических объектов, а также диаметра, площади и округлости объектов круглой формы и отверстий круглой формы, При этом обеспечивается контроль обьектов как из проводящего, так и из непроводящего материалов в широком диапазоне контролируемых значений. Точность контроля повышается засчет использования явления дифракции электромагнитного излучения на объектах и за счет определения параметров объекта по отношению отраженных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем СВЧ- генератор, двухканальный делитель мощности, индикатор, циркуляторы, введены новые элементы, а именно полосовой перестраиваемый фильтр, первый, второй; третий и четвертый поглотители электромагнитного излучения. и связи между элементами устройства,Введение указанных элементов и связей позволяет определить отношение уровней энергии отраженного электромагнитного излучения от контролируемого и эталонного объектов,Сопоставительный анализ заявляемого устройства и устройства-прототипа показывает, что заявляемое устройство Отличается наличием новых блоков и связей, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "Новизна".Анализ заявляемого технического решения показывает, что указанные блоки широко известны, Однако, при их введении в указанные связи с остальными элементами схемы в заявленном устройстве проявляются новые свойства, что приводит к количественной оценке изменения отношения уровней отраженных энергий, которое а свою очередь является мерой параметров объекта. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "Существен н ые,отличия".Су цность изобретения заключается в том, что для контроля параметров сферической и круглой формы, а также параметров отверстий круглой формы, используется физическая зависимость эффективной площади рассеяния шаровой поверхности от соотношения радиуса шара к длине волны при облучении полем плоской электромагнитной волны изолированного одиночного шара 11 О, Кинг, У Тай-Цзунь, Рассеяние и дифрация электромагнитных волн. Пер, с англ, под ред, Э, Л, Бурштейна, М.: ИИЛ, 1962, с. 76 - 78, фиг, 24. 25). Энергетические функции рассеяния как проводящей (см. 1) с. 77, фиг, 24), так и непроводящей (диэлектрической) сфер (см, 1 с, 77, фиг, 25) имеет форму изменяющейся знакопеременной кривой, подобной синусоиде, асимптотически приближающейся к "единичному" значению сечения обратного рассеяния, равному оо =о/л г 2 при к г4 л, где г - радиус сферы Е - волновое число, равное 1=2,тг/А, гдето- длина волны электромагнитного излучения. Энергетрические функциирассеяния проводящей и непроводящейсфер подобны. Они имеют одинаковый период изменения бд. Различие заключается5 в значениях уровней сечений обратного рассеяния,Как следует из приведенных в Щ теоретических и экспериментальныхкривыхэнергетической Функции рассеяния прово 10 дящей и непроводящей сфер, эта зависимость имеет "единичное" оо значение при.значениях б/Ъ 2 г/А, кратных порядка О, 2,А экспериментальные значения энергетической функции близки значениям б/Ъ 0,2 п+15 0,1, Первое нулевое значение близко б/А=0,2. Первый минус функции - б/ Ъ 0,2 и++ 0,1=0,2 1+ 0,1=0,3 при п=.1 или же бИ=0,2 и - 0,1=0,2 п,1=0,3 при п=2, Второйминимум . функции б/Ъ 0,2 и+0,1=0,2 2+20 +0,1=0,5 при п=2 или же б/ А =0,2 п,1=0,2 3 - 0,1=0,5 при п=3 и т,д.Для первого неполного участка дифракционной кривой эффективная площадь обратного рассеяния изменяется порядка от25 0,6 оо до 3,96 ст, для проводящей сферы ипорядка от 0,5 а, до 2,15 оо для диэлектрической сферы, т,е. порядка, соответственно,примерно в 6,5 раз и 4 раза. На второмучастке (от максимума до минимума) дляпроводящей сферы изменения порядка от3,9 о, до 0,45 д, и для диэлектрической - от2,15 оо до 0.15 о т.е, соответственно, примерно в 8,6 раза и 15 раз, В дальнейшем сувеличением аргумента бЯ разность междумаксимальным и минимальным значениямифункции уменьшается при сохранении ихпериодичности. При о=20 функция вырождается в прямую линию.Участки дифракционной кривой обратного рассеяния сферы, расположенныемежду экстремумами функции, являютсяпрактически линейными, за исключениемнезначительных интервалов, прилегающих45 к точкам экстремумов. По данным, приведенным в Ц видно, что линейные интервалы равны порядка 60 - 70 протяженностиучастков между экстремумами функции,Каждая точка дифракционной кривойсоответствует определенному отношениюб/А, т,е. определенному значению длиныволны А и значению диаметра сферы б. Атакже определенному значению отражающей поверхности Я, Если при постояннойдлине волны увеличивать или уменьшать диаметр сферы, то прежняя точка будет смещаться по дифракционной кривой и для этихновых местоположений точки будут соответствовать другие значнеия отражающей поверхности Я. В зависимости от участкаверхности Я. В зависимости от участка дифракционной кривой величина Я с увеличением б будет увеличиваться или, наоборот, уменьшаться. Так, например, на втором участке дифракционной кривой с увеличением б величина Я уменьшается, а на третьем, наоборот, - с увеличением д величина Я увеличивается, Для линейного участка дифракционной кривой величина приращения отражающей площади М пропорциональна величине приращения Лб, Однако, величина Я 1-Я 2 имеет меньшую крутизну изменения нежели величина Я 1/Я 2 или Я/Яъ Например, для второго участка дифракционной кривой проводящей сферы при увеличении диаметра максимальные изменения величины отражающей поверхности равны 3,9 п - 0,45 о=3,45 сЪ, т,е, Я 1 - Я 2 изменяется от 0 до 3,45 и При этом отношение отражающих поверхностей изменяется от 1 до 8.6.Так как амплитуда отраженного от объекта сигнала пропорциональна отражающей иоверхности, то она содержит информацию о диаметре объекта и также пропорциональна диаметру объекта, Для объекта определенного диаметра (эталонного) на определенной длине волны амплитуда отраженного сигнала имеет определенное значение. Для объекта, диаметр которого равен эталонному, амплитуда отраженного сигнала имеет прежнее значение и отношение этих сигналов равно единице. Для объекта, диаметр которого отличается от эталонного, отношение отраженных сигналов не равно единице, Выбирая значение длины волны и значение "диаметра эталонного объекта так, чтобы точка находилась в начале прямолинейного участка, возможно осуществлять сравнение с объектами, диаметр которых больше эталонного. При этом для нечетных участков дифракционной кривой по мере увеличения диаметра отношение вам=0,/О, где А и 0 - соответственно амплитуды отраженных сигналов от эталонного и контролируемого объектов, уменьшается, начиная с единицы, а отношение а 2=0 кИэ, начиная в единицы, увеличивается. Для четных участков дифракционной кривой отношения е и гпту имеют противоположные значения, Располагая точку для эталонного объекта в конце прямолинейного участка, возможно осуществить сравнение с объектами, диаметр которых меньше эталонного. А располагая ее на середине прямолинейного участка, возможно сравнение с объектами, диаметр которых как больше, так и меньше эталонного,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При этом длина волны выбирается дляпроводящих объектов по формулед/(0,2 и+0,1) Аб/(0,2 и - 0 Я и для непроводящих - по формуле б е/(0,2 и+0,1)аЛб /Г/(0,2 п,1), где б - диаметрэталонного объекта, е - относительная диэлектрическая проницаемость материала исследуемого и эталонного объектов; и - целоечисло, равное 1-20,Предлагаемое устройство обеспечиваетконтроль значительного числа параметровсферических объектов таких, как диаметр,Округлость, форма поверхности и профильсечения. Это обусловлено тем, что изменения любого из этих параметров вызываетизменения отражающей поверхности. Кроме того - плоских объектов круглой формыи отверстий, Это обусловлено тем, что дифракционная картина последних имеет такойже вид, как ис феры (см. Поль Р. В, Оптика иатомная физика. Пер. с нем, под ред. Н. А,Толстого, МНаука, 1966, с. 149 - 151),Так как дифракционная зависимость, накоторой основано предлагаемое устройство, распространяется на весь диапазонэлектромагнитного излучения, поэтому.обеспечивается существенный диапазон измеряемых значений параметров объектов,Так, например, контроль диаметров проводящих сфер порядка от 1,0 до 0,16 мм обеспечивается сверхвысокочастотнойаппаратурой диапазона частот от 0,3 до 300ГГц; а меньших диаметров - оптической, Аустройство, выполненное в определенномстандартном частном диапазоне, обеспечивает десятикратное перекрытие диаметров,при выборе трех рабочих длин волн - накраях и на середине частотного диапазона,На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема устройства контроляпараметров обьекта,Устройство контроля параметров объек-.та содержит генератор 1 электромагнитныхволн, перестраиваемый полосовой фильтр2, двухканальный разветвитель 3 мощности,первый циркулятор 4, первый приемопередающий излучатель 5, первый детектор 6,первый поглотитель 7 исследуемый объект8, второй циркулятор 9, второй приемопередающий излучатель 10, второй детектор 11,второй поглотитель 12, третий поглотитель13, четвертый поглотитель 14, эталонныйобъект 15, измеритель 16 отношений напряжений.Устройство контроля параметров обьекта работает следующим образом,Сначала производят установку "нуля",т,е. калибровку равенства коэффициентовпередачи каналов эталонного и контролируемого образцов на каждой из рабочих длинволн. Органами управления генератора 1 иперестраиваемого полосового фильтра 2 устанавливают рабочую длину волны, Передприемопередающим излучателем 10 канала 5эталонного образца размещают эталонныйобъект 15, устанавливая его в лунку поглотителя 14. Перед приемопередающим излучателем 5 канала контролируемого образцаразмещают вместо контролируемого обьекта 8 второй эталонный обьект, идентичныйэталонному объекту 15, который устанавливат в лунку погпотителя 13. Включают генератор 1 и регулировкой подстрочечныхаттенюаторов каналов эталонного и контролируемого образцов добиваются показанияпо шкале измерителя 16 отношений напряжений,.равного единице. Калибровкой достигается равенство коэффициентапередачи канала контролируемого образца, 20т.е. линии, состоящей из плеча двухканального рлзветвителя 3 мощности, циркупятора4, излучателя 5, циркулятора 4 и детектораб, коэффициенту передачи эталонного образца, т.е. линии, состоящей из плеча разветвителя 3, циркулятора 9, излучателя 10,циркулятора 9 и детектора 11, При калибровке эталонные обьекты 15 устанавливаютпри одинаковом расстоянии между плоскостями раскрыва излучателей и поверхностями эталонных объектов, Калибровкуустройства производят для каждой рабочейдлины волны отдельно,Затем производят контроль параметровобъекта, Для чего перед излучателями 5 устанавливают контролируемый объект 8 елунку поглотитепя 13, По шкале измерителя16 отношений напряжений отсчитывают отношение напряжений отраженных сигналовот контролируемого и эталонного обьектов; 40которое и является мерой параметра. Величина параметра может быть определена либо по переводным таблицам или графикампо величине отношения напряжений или непосредственно по отградуированной шкале 45измерителя отношений,Для этого производят грэдуировку, которой предшествуют настройка и юстировка устройства, После сборки устройствапроизводят настройку его и юстировку, 50целью которых является получение равенст- -ва коэффициентов передачи каналов эталонного и контролируемого образцов, атакже получение полного согласования каж-дого канала в отдельности, В особенности, 55согласования приемопередающих излучателей, а также отсутствия приема излучателями побочных отражений. Для этогослужат поглотители 7 и 12, а также поглотители 13 и 14. Настройка и юстировка устройства производятся раздельно на каждой из рабочих длин волн. Для этого из устройства изымают как эталонный 15, так и контролируемый 8 объекты. К детекторам 6 и 11 подключают чувствительные гальванометры, Органами управления генератора 1 и фильтра 2 устанавливают рабочую длину волны, Включают генератор и подстроечными реативностями и аттенюаторами в каналах эталонного и контролируемого образцов, а также изменениями конструктивных элементов излучателей и поглотителей добиваются отсутствия показаний обоих гальванометров,Затем детекторы 6 и 11 подсоединяются к измерителю 16 отношений. В устройство устанавливают идентичные эталонные объекты 15 и производится вышеуказанная калибровка, т,е. установка "нуля".Дпя градуировки устройства используется набор эталонных объектов идентичного параметра разной величины и идентичного материала. Число эталонных объектов зависит от назначения устройства, диапазона измеряемых значений и точности. Поэтому число эталонных объектов должно включать в себя объекты с величиной параметра, равной начальному и конечному значениям диапазона измеряемых значений и промежуточным значениям. Установив перед излучателем 10 эталонный объект 15 с величиной параметра, равной начальному значению диапазона измеряемых значений, поочередно устанавливают перед излучателем 5 эталонные объекты с промежуточными значениями параметра и по показаниям измерителя 16 отсчитывают отношение напряжений отраженных сигналов. По этим значениям отношенйй строят график, таблицу или их наносят непосредственно на шкалу измерителя 16,Как при проведении контроля, так и при настройке, юстировке, градуировке и калиб-. ровке устройства контролируемый и эталонный объекты должны быть выполнены из идентичного материала,Процесс калибровки, т.е. установку "нуля" необходимо производить перед каждым началом работы устройства. Так как эта калибровка направлена на уменьшениевлияния старенияэлементов схемы, в первую очередь, детекторов, то это обеспечивает повышение точности контроля.Полосовой фильтр 2 служит для повышения точности контроля, Это достигается выполнением фильтра высокостабильным с достаточно высокой добротностью. А, это повышает стабильность частоты излучения и существнено уменьшает влияние временной стабильности частоты генератора на точность контроля параметров,Циркуляторы 4 и 9 наряду с выполнением канализации. отраженных сигналов Обеспечивают повышение чувствительности устройства, Поглотители 7, 12, 13 и 14 обеспечивают экранировку устройства от приема случайных шумовых отражений, Кроме того, поглотители 14 и 13 обеспечивают стационарное размещение эталонного и контролируемого обьектов перед приемопередающими излучателями вдоль их оптической оси на одинаковом расстоянии между плоскостями раскрывэ излучателей и поверхностями обьектов, обращенных в сторону излучателей, Для этого служат лунки сферической или конической формы, диаметром не менее диаметра окружности плоскости, секущей исследуемый и эталонный объекты на расстоянии от их поверхности не менее одной третьей части их радиуса. Все это обеспечивается соответствующими механическими связями между излучателями и поглотителями,Устройство может быть реализовано общеизвестными техническими средствами, В качестве примера конкретного выполнения может быть приведено устройство для отечественного волноводного стандартного канала сечением 3,6 х 1,8 мм (см, А, Л. Фельдштейн, А, Р, Явич и В, П, Смирнов. Справочник по элементам волноводной техники. М,; Сов. радио.с, 110-111). Генератор 1 типа Г 4 в 1 (см.2), Радиоизмерительные приборы 86. Каталог проспект, М.: ЦООНТИ Экос, 1986, с. 142) с уровнем выходной мощности не менее 4 х 10 Вт с диапазоном рабочих частот 53, 57 - 78, 33 ГГц, Перестраиваемый полосовой фильтр 2, выполненный в виде открытого резонатора (см. Перевертень В, И, и Батура В, Г, Экспе.- риментальное исследование квазиконфокального волномера миллиметровых волн, Сб. Реф, инф, по радиоэлектронике, 1967, М 24, реф. М 23228), может иметь добротность порядка 30 - 50 тысяч. При выполнении его из материалов с малым температурным коэффициентом, например, инвара, может быть получена температурная стабильность частоты порядка 2 х 10 град (см, К, М. Ке 1 п, К. Е, Ю 11 атз, Веч. Яс, пзс, 1957, 28, М 8). Двухканальнцй разветвитель 3 мощности типа известных трехдецибельных шлейфовых направленных ответвителей (см. Сосунов В. А, и Шибаев В. А. Направленные ответвители сверхвысоких частот. Приволжское книжное издатеьлство, 1964, с. 87), обладающие идентичностью плеч в широком диапазоне частот. Циркуляторы 4 и 9 типа широкораспространенных ферритовых циркуляторов(см, Карбовский С, Б, и Шахгеданов В, Г. Ферритовые циркуляторы и вентили. Элементы радиоэлектронной аппаратуры, М,: Сов, радио, 1970, с, 33-39), 5 обладающие прямыми. потерями одногоплеча порядка 0,3-0,6 дБ и развязкой между плечами порядка 20-35 дБ. Приемопередающие излучатели 10 и 5 типа открытых концов волноводов или типа известных 10 однородных линз с плоской волной в раскрыве (см, Фрадин А, 3, Антенны сверхвысоких частот, М,: Сов. радио, 1957, с, 259 - 268), Детекторы 6 и 11 из комплекта рефлектометра измерителя коэффициента: 15 стоячей волны напряжения типа Р 2 - 69 (см.2), с, 63) в рабочем диапазоне частот 53, 57-78, ЗЗ ГГц и чувствительностью не хуже 170 мВ/мВТ(см. Измеритель КСВН и ослаблений панорамный Р 2 - 69. Техническое опи сание и конструкция по эксплуатацииГВ 2,744.020 ТО, с. 97), Измеритель 16 отношений напряжений типа В 7 - 34 (см, 2), с, 36), измеряющий отношение двух напряжений постоянного тока от 10 мВ до 1000 В с 25 погрешностью (0,014-0,027%), Поглотители14, 13, 7 и 12 выполнены из широко известных, поглощающих электромагнитное излучение материалов, например, марки 1 С японской фирмы "Тосиба дэнки" на основе 30 композиции карбонильного железа и резины, используемого в диапазоне частот 1 - .100 ГГц(см. Зарубежная электронная техника, М., Н И И Электроника, 1979, М 13, 208, с, 34, 36 - 38, табл. 6 - 7).35 Устройство, собранное из вышеуказанных элементов, имеет рабочий диапазон частот не уже 54 - 78 ГГц, т,е, диапазон длин волн порядка 3,85 - 5,55 мм. Оценим возможности измерения этим устройством диамет ров проводящих сферических объектов.Второй участок дифракционной кривой ограничен значениями аргумента б/Л порядка от б/Л 1=0,3 до (б/Л)2=0,5, а его линейная часть ограничена значениями аргумента по рядка от (б/Л)1=0,32 до (б/Л)2 =0,48, Линейная часть третьего участка дифракционной кривой ограничена значениями аргумента порядка от (б/Л)1 =0,52 до (б/Л)2 =0,68, Таким образом, используя второй участок диф ракционной кривой при длине волнц Л=3,85мм, можно контролировать диаметры объектов от 1,232 до 1,848 мм, а при длине волны Л=5,55 мм - от 1,776 до 2,664 мм. Используя третий участок дифракционной кривой при 55 длине волны Л=3,85 мм, можно контролировать диаметроы объектов от 2,002 до 2,618 мм, а при длине волны Л=5,55 мм - от 2,886 до 3,774 мм, Отсюда видно, что на длине волны Л=3,85 мм перекрываются значениядиаметров от 1,232 до 1,848 мм и от 2,002 до 2,618 мм и т.да на длине волны 1=5,555 мм - от 1,176 до 2,664 мм и от 2,886 мм. Т,е, используя только одну длину волны, получаются интервалы значений диаметров (от 5 1,848 до 2,002 мм на длине волны 1=3,85 мм и от 2,664 до 2,886 мм на длине волны=5,55 мм), на которых невозможно производить контроль, Однако то, что для одного и того же участка дифракционной кривой для раз ных длин волн эти интервалы взаимно перекрываются, дает возможность осуществления непрерывного диапазона контролируемых значений, Для рассматриваемого примера на двух длинах волн 11=3,85 мм и 15 12=5,55 мм на втором участке дифракционной кривой перекрываются значения от 1,232 до 2,664 мм с разрывом от 1,776 мм до 1,848 мм, а на третьем участке от 2,002 до 3,774 мм с разрывом от 2,618 до 2,886 мм, 20 при этом еще существует и разрыв этих двух участков дифракционной кривой от 2,664 до 2,886 мм. Однако очевидно,что если для третьего участка вместо Л =3,85 мм выбрать, например, значение 1=4,5 мм, тогда 25 получается следующее общее перекрытие значений; 1,232-1,848, 1,776-2,664, 2,34- 3,06; 2,886-3,774. Следовательно, соответствующим выбором значений рабочих длин волн очень просто достигается требуемый 30 диапазон измеряемых значений,Для диаметра эталонного объекта, равного 1,232 мм, на длине волны 1=3,85 мм, значение отражающей поверхности, равно порядка Яэ=3,1 оо, Для контролируемого 35 объекта диаметром 1,232 мм это значение также равно порядка 5=3,1 оо, а с увеличением диаметра до значения 1,848 мм уменьшается до значения порядка Я,=0,7 гго. Если- определить отношение отраженных сигналов как е 1=3 э/Як, то величина отношения изменяется от п 1=1 до пт 1 = 4,44, а для п 12=Я/Яэ, от щ 2=1 до п 2 ==0,223. Аналогичные изменения отношения будут происходить на длине волны 1=5,55 мм при значении диаметра эталонного обьекта, равном 1,776 мм, и изменении диаметра контролируемого объекта от 1;776 до 2,664 мм. При диаметре эталонного объекта. равном 2,34 мм, и длине волны 4,5 мм с увеличением диаметра контролируемого объекта от 2,34 до 3,06 мм значение отражающей поверхности будет изменяться от 5=0,7 уо до 5=1,9 оо, При в 1 будет изменяться от =1,0 до =0,368, а е 2 от55 =1,0 до =2,72, так как точки уже расположены на третьем участке дифракционной кривой. Аналогичные последнему будут изменения отношения гп и нэ длине волны Ь 5,55 мм при диаметре эталонного объекта,равном 2,886 мм и увеличении диаметраконтролируемого объекта от 2,886 мм до3,774 мм,При проведении контроля диаметраобьекта в сторону уменьшения размера диаметры эталонных объектов для рассматриваемого примера выбирают, соответственно, равными 1,848 мм, 2,664 мм, 3,06 и3,774 мм. В случае контрбля как в сторонуувеличения диаметра, так и в сторону уменьшения, выбирают значения диаметров эталонных объектов равными, например, 1,5,2,2, 2.6 и 3,2 мм.Из приведенного конкретного примераосуществления устройства очевидна егопростота выполнения, а также однознач-.ность получения контролируемых параметров и его широкие возможности выборадиапазонов измеряемых значений,Предлагаемое устройство обеспечиваетвысокую точность контроля параметровобьектов, Погрешность контроля зависит открутизны изменения дифракционной функции (нэ первом неоплном и втором участкахсамая высокая точность), т,е, от номера участка дифракционной кривой, а также в некоторой степени от знака отношения гп(больше или меньше единицы). Для приводимого конкретного случая на длине волны1=3,85 мм при диаметре эталонного объекта,равном 1,232 мм, приращение диаметраАЗ=1,848 - 1,232=0,616 мм или Лб/б=4,8 хх 10 . Это приращение диаметра вызывает приращение отношения Ьп =4,44 --1,0=3.44, т,е. Ьп/а=3,44 или Ьп 2=1,0 -0.223 .= 0,777, т,е, Ьп 2/гп 2=-0,177, Отсюдапогрешность контроля равна д = д хх( Лс 1/б)/(Ьп/гп) и при п 1 д 1= др 4,8 хх 10 /3,44 = 1,4 10 д а при гп1 д 2== д 4,8 10 /0,777=6,2/10 дг. При погрешности измерения отношения напряжения измерителей В 7-34, равной д=-ф. (0,014 - 0,027) получаем следующие значения погрешностей д 1=(2 - 3,8)х 10 и д 2=(8,716)х х 10Следовательно, предлагаемое устройство может обеспечить погрешность измерения порядка (1-1,5)х 10 д и при уменьшении погрешности измерения отношениянапряжений точность контроля может бытьполучена выше, чем указано в примере конкретного выполнения.Предлагаемое устройство контроля параметров обьектов по сравнению с лучшимиустройствами обладает технико-экономической эффективностью, обусловленной расширением функциональных возможностейпри высокой точности контроля и быстродействии, В качестве зарубежного лучшеготехнического решения можно считать устрнойство, аналогичное и рототипу, как наиболее близкое к предлагаемому по достигаемому эффекту, И в качестве базы сравнения могут быть приняты технико-экономические показатели прототипа.По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство обладает тем преимуществом, что позволяет производить контроль значительного класса объектов и их параметров, а также обладает высокой точностью контроля, достигающей порядка . 0,001 при измерении отношения напряжений с точностью 10,Ф о р мул а и зоб ре те ни я Устройство для контроля геометрических параметров объектов, содержащее СВЧ-генератор, индикатор и двухканальный делитель мощности, к первому и второму выходам которого подключены соответственно первый и второй приемопередающие каналы, каждый из которых включает в себя трехплечий циркулятор, к первому и второму выходам которого подключены соответственно прямопередающая антенна и детектор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и 5 расширения области применения, оно снабжено первым и вторым поглотителями электромагнитного излучения, выполненными в виде полых труб с полностью или частично открытыми торцами, охватывающими при емопе,"ведающие антенны, третьим и четвертым поглотителями электромагнитного излучения с лунками сферической или конической формы, предназначенными для установки исследуемого иэталонного объектов, 15 и полосовым перестраиваемым фильтром,включенным между выходом СВЧ-генератора и входом двухканального делителя мощности, третий и четвертый поглотители электромагнитного излучения размещены в 20 торцах первого и второго поглотителей враскрывах приемопередающих антенн первого и второго приемопередающих каналов, выходы детвкторов которыхподключены к входам индикатора,