ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 621.002.56

Техническая механика, 2018, 1, 5 - 12

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДВУХЗОНДОВОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Пилипенко О. В., Доронин А. В., Горев Н. Б., Коджеспирова И. Ф.

Пилипенко О. В.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Доронин А. В.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Горев Н. Б.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Коджеспирова И. Ф.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Рассматривается задача экспериментальной проверки недавно предложенного двухзондового метода измерения перемещения на основе сверхвысокочастотной интерферометрии. Целью данной статьи является разработка методики, позволяющей провести проверку этого метода путем сравнения измеренной и фактической временной зависимости перемещения движущегося объекта без использования сложного оборудования для фоторегистрации. Данная цель достигается тем, что объект приводится в движение с помощью кривошипно-шатунного механизма, так что фактическое перемещение объекта можно рассчитать по радиусу и длине плеча кривошипа, периоду вращения кривошипа и углу поворота кривошипа в начальный момент времени. Описанные в данной работе эксперименты продемонстрировали на практике работоспособность вышеуказанного двухзондового метода измерения перемещения, тем самым подтвердив, что для измерения перемещения при неизвестном коэффициенте отражения достаточно двух зондов. При длине волны зондирующего электромагнитного излучения 3 см, размахе колебаний объекта 10 см и 15 см и частоте колебаний объекта около 2 Гц этот метод позволяет определить мгновенное значение перемещения объекта с максимальной погрешностью около 3 мм и средней погрешностью около 1 мм без какой-либо предварительной обработки данных измерений, такой как фильтрация, сглаживание и т.п. По сравнению с общепринятыми трехзондовыми измерениями уменьшение количества зондов позволяет упросить конструкцию и изготовление волноводной секции и ослабить паразитный эффект переотражений между зондами. Простота аппаратной реализации метода позволяет использовать его при разработке бортовых датчиков для измерения перемещения объектов космического мусора относительно космического аппарата для удаления комического мусора.

Комплексный коэффициент отражения, перемещение, электрический зонд, экспериментальная проверка, полупроводниковый детектор, волноводная секция.

1. Викторов В. А. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов / В. А. Викторов, Б. В. Лункин, А. С. Совлуков – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 208 с.

2. Cunha A. Dynamic measurements on stay cables of stay-cable bridges using an interferometry laser system / A. Cunha, E. Caetano // Experimental Techniques. – 1999. – V. 23, No. 3. – P. 38 – 43.

3. Kaito K. Development of a non-contact scanning vibration measurement system for real-scale structures / K. Kaito, M. Abe, Y. Fujino // Stricture and Infrastructure Engineering. – 2005. – V. 1, No. 3 – P. 189 – 205.

4. Mehrabi A. B. In-service evaluation of cable-stayed bridges, overview of available methods, and findings / A. B. Mehrabi // Journal of Bridge Engineering. – 2006. – V. 11, No. 6. – P. 716 – 724.

5. Lee J. J. A vision-based system for remote sensing of bridge displacement / J. J. Lee, M. Shinozuka // NDT & E International – 2006. – V. 39, No. 5. – P. 425 – 431.

6. Phase ambiguity resolution in relative displacement measurement by microwave interferometry / O. V. Pyly-penko, N. B. Gorev, A. V. Doronin, I. F. Kodzhespirova // Technical Mechanics. – 2017. – No. 2. – P. 3 – 11.

7. Kim S. A displacement measurement technique using millimeter-wave interferometry / S. Kim, C. Nguyen // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2003. – V. 51, No. 6. – P. 1724 – 1728.

8. Kim S. On the development of a multifunction millimeter–wave sensor for displacement sensing and low-velocity measurement / S. Kim, C. Nguyen // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2004. – V. 52, No. 11. – P. 2503 – 2512.

9. Тишер Ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах / Ф. Тишер – М. : Физматгиз, 1963. – 368 с.

10. Okubo Y. Experimental verification of measurement principle in standing wave radar capable of measuring distances down to zero meters / Y. Okubo, T. Uebo // Electronics and Communication in Japan. – Part 1. – 2007. – V. 90, No. 9. – P. 25 – 33.

11. Cripps S. C. VNA tales / S. C. Cripps // IEEE Microwave Magazine. – 2007. – V. 8, No. 5. – P. 28 – 44.

12. Bombardelli C. Ion beam shepherd for contactless space debris removal / C. Bombardelli, J. Pelaez // Jouirnal of Guidance, Control, and Dynamics – 2011. – V. 34, No. 3. – P. 916 – 920.

Copyright (©) 2018 Пилипенко О. В., Доронин А. В., Горев Н. Б., Коджеспирова И. Ф.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика