Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

15.7. ПРОВЕРКА И ИЗМЕРЕНИЯ

15.7.1. Методы проверки

Проверка и измерения конструкций для сверхвысоких частот являются важной стороной их изготовления. Удовлетворительный метод проверки должен принимать во внимание статистические данные производства. Например, пусть для узла существуют допуски на многие размеры, но один из размеров отклоняется от допуска на 50%, не внося значительных ухудшений электрических характеристик. В результате такой узел будет забракован, хотя на самом деле он является вполне удовлетворительным. Это, конечно, обусловлено тем, что остальные размеры выдержаны с большой точностью, а электрические характеристики являются функцией всех критических размеров. Если отклонения размеров имеют симметричное распределение и если для конструкции даны вероятные допуски, основанные на стандартном отклонении, то отбраковки будет меньше.

Проверка сверхвысокочастотных конструкций рассмотрена в неопубликованной работе Л. В. Бирна. Проверка разбивается на три основных метода: прямая механическая проверка, косвенная механическая проверка и проверка по электрическим параметрам. В зависимости от типа узла, его формы и метода изготовления может применяться один из этих методов или комбинация трех. Вообще механическая проверка включает визуальную проверку дефектов поверхности и погрешностей изготовления. Такая проверка, хотя она и важна, дает субъективную оценку и зависит от квалификации и опыта контролера. Обычно в технике сверхвысоких частот используются объективные измерения.

Прямая механическая проверка означает непосредственную проверку узла путем измерения его размеров, формы, положений и состояния поверхности. Если имеется в виду проверка узла, изготовленного полностью механическим способом, как, например, тянутая волноводная труба, то задачи измерения размеров и формы легко

разрешимы. На заводах изготовляются волноводные соединители различных типов и размеров, но основные функциональные требования для них являются общими; общим является также требование проверки на соответствие допускам таких размеров, как фиксирующие отверстия, волноводные окна и дроссели.

Косвенная механическая проверка имеет в виду проверку шаблона, оправки и инструмента, с помощью которых изготовляется или собирается узел. При такой проверке производятся измерения размеров, формы, положения и чистоты поверхности. Косвенная механическая проверка является обычной при изготовлении систем сверхвысоких частот, так как измерения внутренних размеров практически невозможно выполнить для таких узлов, как изгибы, скрутки, двойные плавные переходы, детали тракта миллиметрового диапазона волн и детали сложной формы, например двойные тройники и гибридные кольца. При одном из способов изготовления два точных и определенно размещенных отверстия во фланцево-соединительной сборке сверлились после того, как волноводы были сочленены с помощью кондуктора. В этом случае проверялся кондуктор и правильность его использования.

При электрической проверке производится измерение одной или нескольких электрических характеристик узла, которые часто являются критерием при приемке. Обычно проверка включает измерение КСВН в определенных точках заданной полосы частот и заданного затухания, например в середине полосы пропускания. Большим преимуществом электрической проверки является то, что она дает полный ответ относительно функциональных характеристик узла, в то время как механическая проверка сама по себе, хотя и необходима до некоторой степени, не может дать ответа, будет ли данный узел удовлетворять своим функциональным требованиям.

Тот факт, что измерения отдельных размеров сами по себе не гарантируют удовлетворительной работы узла, особенно справедлив в случаях, когда переменных величин насчитывается больше, например, десяти. Браун [14) показал, что в таких случаях системы сверхвысоких частот должны собираться на электрическом испытательном стенде, при этом один из узлов выбирается в качестве центрального, а к нему последовательно добавляются остальные. При такой избирательной проверке узлы системы, отражения от которых при взаимодействии по фазе и амплитуде не дают требуемых характеристик, бракуются до тех пор, пока они не подойдут в последующих сборках. Такой процесс продолжается до тех пор, пока комбинация допусков и ошибок во всей системе не приведет к тому, что система в целом будет удовлетворять предъявляемым требованиям. Этот процесс облегчается, если воспользоваться установкой для измерения КСВН с визуальным наблюдением, подобной описанной в разд. 4.3.

15.7.2. Механические размеры

Существует два вида ощибок размеров: случайные и систематические. Случайные ошибки являются результатом неспособности

человека и станка достигнуть идеальной воспроизводимости изделий при изготовлении в небольшом количестве. Эти ошибки могут быть уменьшены до любой желаемой степени, если увеличить время и стоимость изготовления, однако полностью они никогда не могут быть устранены. Случайные ошибки распределяются симметрично относительно «точного» размера, который необходимо получить. Систематические ошибки являются результатом ошибок в расчетах или в калибровке станков и измерительного инструмента. Этот тип ошибок обычно приводит к несимметричному распределению относительно «точного» размера. В любом случае требуется определить действительный размер и отклонение его от расчетной величины, что можно выполнить с помощью калибров.

Метрологические методы включают фактическое измерение механических размеров с помощью соответствующих приборов. Этот дорогостоящий процесс используется только в тех случаях, когда требуется особо высокая точность при изготовлении опытного образца, при утверждении типа или на стадии проверки производственного образца с целью убедиться, что такие основные размеры, как толщина стенок, прямоугольность, радиусы внутренних и внешних углов, смещение прямоугольников и внутренние размеры, находятся в пределах заданных допусков. Типовые приборы дают возможность измерять внешние и внутренние размеры с точностью до и углы с точностью до 5 сек дуги. Этот метод в условиях массового производства можно заменить более простым методом сравнения, когда проверяемая деталь сравнивается со стандартной.

Обычно проверка механических размеров сверхвысокочастотных конструкций осуществляется с помощью калибров. Например, внутренние размеры волноводной трубы проверяются с помощью проходных и непроходных вставных калибров, а внешние размеры калиберными проходными и непроходными скобами. Точные измерения [146] внутренних размеров на большой длине можно производить с помощью пневматических калибров типа «Солекс». Эти калибры состоят из свободно входящих пробок, снабженных одним или несколькимиотверстиями для воздуха. Действительные внутренние размеры определяют величину зазора, а следовательно, давление воздуха в подводящей линии. Такие калибры очень удобны для волноводов средних размеров.

Более сложный узел сверхвысоких частот, например, соединительный фланец, имеющий прямоугольное отверстие, фиксирующие отверстия и дроссель, потребует применения ответных калибров для проверки допусков относительного расположения этих отверстий. Ответный калибр фиксированного типа конструируется для приемки узла при окончательной сборке, исходя из условий максимально допустимого отклонения от размеров взаимного расположения. Это означает, что прежде чем применить ответный калибр, все основные конструктивные детали должны быть проверены индивидуально на соответствие по допускам.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление