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, 2014, 4, 85 - 93

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХЗОНДОВОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО МЕТОДА

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

      Изучена возможность измерения перемещения сверхвысокочастотным интерференционным методом при неизвестном коэффициенте отражения с использованием двух зондов, установленных в волноводной секции. Цель работы заключается в том, чтобы показать, что точность измерения перемещения может быть повышена, если использовать межзондовое расстояние, отличное от его общепринятого значения. Рассмотрен случай произвольного межзондового расстояния. Получена зависимость ошибки измерения от межзондового расстояния и коэффициента отражения с учетом отклонения токов полупроводниковых детекторов, соединенных с зондами, от их теоретических значений. Показано, что с уменьшением межзондового расстояния ошибка измерений проходит через минимум для коэффициентов отражения, близких к единице, и монотонно увеличивается для меньших коэффициентов отражения. Такое поведение ошибки связано с тем, что с уменьшением межзондового расстояния и/или коэффициента отражения собственная ошибка двухзондовых измерений уменьшается, в то время как ошибка, связанная с отклонением токов детекторов от их теоретических значений, увеличивается. Предложено использовать межзондовое расстояние, равное одной десятой длины волны зондирующего электромагнитного излучения в волноводе ?g. По сравнению с общепринятым межзондовым расстоянием, равным ?g/8, при предложенном значении межзондового расстояния ошибка измерения значительно уменьшается для коэффициентов отражения, близких к единице, и практически не увеличивается для меньших коэффициентов отражения. Это подтверждено экспериментально с использованием измерений как в свободном пространстве, так и в волноводе. Результаты данной работы могут быть использованы при разработке микроволновых измерителей перемещения для различных классов виброзащитных систем и систем управления технологическими процессами.

Вибрация, перемещение, интерференционный метод, зонд, падающая волна, отраженная волна, полупроводниковый детектор, ток детектора.

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

7. 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.

8. Двухзондовая реализация интерференционного метода измерения параметров движения механических объектов / О. В. Пилипенко, Н. Б. Горев, А. В. Доронин, И. Ф. Коджеспирова, Е. Н. Привалов // Техниче- ская механика. – 2013. – № 4. – С. 112 – 122.

9. Патент на корисну модель 80300 Україна, МПК G01H 9/00. Спосіб вимірювання параметрів руху і вібрації / Пилипенко О. В., Горєв М. Б., Доронін О. В., Коджеспірова І. Ф., Привалов Є. М. ; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Національного космічного агентства України. – u 2012 12694 ; заявл. 07.11.2012 ; опубл. 27.05.2013, Бюл. № 10. – 8 с.

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

11. Chavez S. Understanding phase maps in MRI: A new cutline phase unwrapping method / S. Chavez, Q.-S. Xiang, L. An // IEEE Transactions on Medical Imaging. – 2002. – V. 21, No 8. – P. 966 – 977.

12. Resolving phase ambiguity in the inverse problem of reflection-only measurement methods / U. S. Hasar, J. J. Barroso, C. Sabah, Y. Kaya // Progress in Electromagnetics Research. – 2012. – V. 129. – P. 405 – 420.

13. Сильвиа М. Т. Обратная фильтрация геофизических временных рядов при разведке на нефть и газ / М. Т. Сильвиа, Э. А. Робинсон. – М. : Недра, 1983. – 447 с.

Copyright (©) 2014 Пилипенко О. В., Горев Н. Б., Доронин А. В., Коджеспирова И. Ф.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика