ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 621.002.56

Технічна механіка, 2021, 1, 77 - 83

КОМПЕНСАЦІЯ ПОХИБКИ МІЖЗОНДОВОЇ ВІДСТАНІ ПРИ ЗОНДОВИХ ВИМІРЮВАННЯХ ПЕРЕМІЩЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.01.077

Пилипенко О. В., Доронін О. В., Горєв М. Б., Коджеспірова І. Ф.

Пилипенко О. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Доронін О. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Горєв М. Б.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Коджеспірова І. Ф.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Зондові вимірювання переміщення механічних об’єктів є вельми привабливими з точки зору простоти апаратної реалізації. На цей час загальновживаною міжзондовою відстанню є одна вісьма довжини хвилі електромагнітного випромінювання у хвилеводі. Практична реалізація цієї міжзондової відстані з високим ступенем точності може бути складною задачею, особливо в міліметровому діапазоні довжин хвиль. Однак у літературі також відомі методи, що використовують довільну міжзондову відстань. Тому задачу можна звести до визначення фактичної міжзондової відстані. У цій статті пропонується простий метод визначення фактичної міжзондової відстані за допомогою електричних вимірювань з використанням короткозамикального толока. У цьому методі міжзондова відстань знаходиться зі струмів напівпровідникових детекторів, з’єднаних із зондами. Спочатку короткозамикальний толок установлюється так, щоб струм зонда, дальшого від толока (дальнього зонда) досягав максимуму, і вимірюється струм зонда, ближчого до толока (ближнього зонда). Потім короткозамикальний толок відводиться далі від зондів, доки струм дальнього зонда не стане рівним півсумі його максимального й мінімального значень, і знову вимірюється струм ближнього зонда. З цих вимірювань знаходяться тригонометричні функції, до аргументу яких входить відношення міжзондової відстані до довжини хвилі електромагнітного випромінювання у хвилеводі. Міжзондову відстань можна однозначно визначити з цих тригонометричних функцій за умови, що точність установки міжзондової відстані не виходить за межі однієї четвертої довжини хвилі електромагнітного випромінювання у хвилеводі, що звичайно має місце на практиці. Метод може бути використаним при виготовленні мікрохвильових датчиків переміщення
     

комплексний коефіцієнт відбиття, переміщення, електричний зонд, мікрохвильова інтерферометрія, напівпровідниковий детектор

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

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

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

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

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

6. Pieraccini M., Fratini M., Parrini F., Macaluso G., Atzeni C. CW step-frequency coherent radar for dynamic monitoring of civil engineering structures. Electronics Letters. 2004. V. 40. No 14. Pp. 907–908.

7. Gentile C. Application of microwave remote sensing to dynamic testing of stay-cables. Remote Sensing. 2010. V. 2. No. 1. Pp. 36–51.

8. Cripps S. C. VNA tales. IEEE Microwave Magazine. 2007. V. 8. No. 5. Pp. 28–44.

9. Andreev M. V., Drobakhin O. O., Saltykov D. Yu. Techniques of measuring reflectance in free space in the microwave range. Proceedings of the 2016 9th International Kharkiv Symposium on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves (MSMW), Kharkiv, Ukraine, June 20–24, 2016. Pp. 1–3.

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

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

12. Волковец A. И., Руденко Д. Ф., Гусинский A. В., Кострикин A. M. Радиоволновой бесконтактный метод измерения параметров движения и вибрации. Труды БГУИР. 2007. № 4. С. 58–64.

13. Doronin A. V., Gorev N. B., Kodzhespirova I. F., Privalov E. N. A way to improve the accuracy of displacement measurement by a two-probe implementation of microwave interferometry. Progress in Electromagnetics Research M. 2013. V. 30. Pp. 105–116..

14. Andreev M. V., Drobakhin O. O., Saltykov D. Yu. Complex reflection coefficient determination via digital spectral analysis of multiprobe reflectometer output signals. Proceedings of the 2016 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). Kyiv, Ukraine, May 29 – June 2, 2017. Pp. 170–175.

15. Pylypenko O. V., Gorev N. B,, Doronin A. V., Kodzhespirova I. F. Рhase ambiguity resolution in relative displacement measurement by microwave interferometry. Teh. Meh. 2017. No. 2. Pp. 3–11.

16. Pylypenko O. V., Doronin A. V., Gorev N. B., Kodzhespirova I. F. Experimental verification of a two-prove implementation of microwave interferometry for displacement measurement. Teh. Meh. 2018. No. 1. Pp. 5–12.

Copyright (©) 2021 Пилипенко О. В., Доронін О. В., Горєв М. Б., Коджеспірова І. Ф.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка