专利名称：同轴器件中心偏差测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量同轴器件中心偏差的测量仪器，特别涉及一种测量轴对称微波管外筒与内导体中心偏差的测量仪。
背景技术：
高功率微波同轴器件对其中心偏差的要求很高，如果中心偏差较大，将给器件的工作性能造成严重的不利影响。常规的高功率微波同轴器件结构一般由内导体和外筒组成，内导体一般置于外筒内部。内导体和外筒关于中心轴线旋转对称。但由于器件加工与组装过程中存在各种误差因素，往往导致器件的中心偏差较大。为了保证器件的中心偏差小于规定的误差，可以通过中心偏差测量和中心校准两个过程来实现。这就需要一个具有一定测量精度的仪器来测量中心偏差的大小，为中心校准过程提供校准依据，以保证器件的中心偏差在允许的误差范围内。传统的目测方法不能满足误差精度的要求，游标卡尺或深度尺一般难以伸入外筒内部直接测量，三坐标测量仪虽然可以测量同轴器件的中心偏差，但难以与微波管的运行平台配合使用，且体积较大(约1m左右)、价格昂贵(一般为几万元到几十万元)。为了保证器件装配的中心偏差小于规定的误差，为中心校准过程提供校准依据，研制一个能够测量常见同轴器件的中心偏差、测量误差不超过0.1mm、成本低、操作简便的同轴器件中心偏差测量仪成为本领域技术人员关注的重要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一个能够测量常见同轴器件的中心偏差、测量误差不超过0.1mm、成本低、操作简便的同轴器件中心偏差测量仪。
具体技术方案是本发明由一个具有四根径向支撑臂的圆环状金属基座、四根测量杆、四个弹簧、四根固定杆和8个螺钉组成。
金属基座的内半径R0与待测同轴器件内导体的外半径相同，并可以嵌套在内导体上。金属基座加工时用线切割机割出或用铣床铣出四根径向支撑臂，支撑臂半径为R，R小于待测同轴器件外筒的内径R1。固定杆为圆柱形金属杆，其长度L3满足L3＜(R-R0)/2。测量杆是圆柱形金属杆，长度为L1，且R1-R＜L1＜R-R0-L3。四根径向支撑臂沿四周均匀分布且结构与尺寸完全相同，支撑臂的顶端钻一个圆孔，圆孔直径满足固定杆、弹簧、测量杆均能插入即可，深度为h，且L1+L3＜h＜L1+L2+L3+R-R1/2，L2为弹簧的自由长度，弹簧的弹力有无要求？。支撑臂圆孔两端的侧面分别钻一个螺纹孔，螺纹孔与支撑臂圆孔贯通，螺纹孔的轴线平行于金属基座的中心轴线。测量杆和固定杆的一端各有一个可以与弹簧相连接的浅槽，弹簧通过浅槽将测量杆和固定杆连接。四组弹簧连接着的固定杆和测量杆采取固定杆在内、测量杆在外的方式分别插入四个支撑臂顶端的圆孔内，8个螺钉通过螺纹孔顶紧固定杆和测量杆。
采用本发明测量同轴器件中心偏差的过程是 第一步，将四根支撑臂上的测量杆全部压入圆孔内，并用螺钉固定。
第二步，将金属基座嵌套在内导体上，松开四根支撑臂上压紧测量杆的螺钉，使测量杆在弹簧的作用下弹出圆孔并顶紧外筒的内壁。
第三步，将四根支撑臂上压紧测量杆的螺钉再次拧紧，将测量杆固定。
第四步，将测量仪金属基座从内导体上取出，用深度尺或游标卡尺分别测量四个测量杆从支撑臂顶端的圆孔内弹出的长度。位于同一直线上的两个测量杆从各自圆孔内弹出的长度之差即为该直线方向上的中心偏差。四个测量杆位于相互垂直的两条直线上，于是可以测得相互垂直的两条直线上的中心偏差，从而可以确定该同轴器件的中心偏差。
本测量仪的测量误差主要有两个来源。首先是测量仪与内导体1嵌套时的间隙误差，这取决于机械加工的精度。加工时，金属基座的内半径R0按照待测同轴器件的内导体的外半径R0配车，可使机械加工的误差控制在0.05mm以内。其次是深度尺的读数误差，一般小于0.02mm。考虑到在测量仪对应的两侧进行两次测量，故深度尺的读数误差累计不超过0.04mm。因此，测量仪总的测量误差不超过0.09mm，能够满足一般的同轴器件所要求的装配误差小于0.3mm的测量需要。
采用本发明可以达到以下技术效果 (1)本发明可以测量常规同轴器件的中心偏差，测量误差小于0.1mm，且操作简便； (2)本发明结构简单、成本低廉。
图1是常规同轴器件的剖面图； 图2是同轴器件中心偏差测量仪正向剖面图； 图3是本发明同轴器件中心偏差测量仪测量原理示意图。
具体实施例方式 图1是常规同轴器件的剖面图。常规同轴器件结构一般由内导体1和外筒2组成，内导体1和外筒2关于轴线旋转对称。图中R0是内导体的外半径，R1是外筒的内半径。
图2是本发明同轴器件中心偏差测量仪正向剖面图。同轴器件中心偏差测量仪由一个具有四根径向支撑臂的圆环状金属基座3、四根测量杆4、8个螺钉5、四个弹簧6和四根固定杆7组成。金属基座3的内半径R0与待测同轴器件内导体1的外半径相同，并可以嵌套在内导体1上。金属基座3加工时用线切割机割出或用铣床铣出四根径向支撑臂，半径为R(R＜R1)。固定杆7是圆柱形金属杆，长度为L3，L3＜(R-R0)/2。测量杆4是圆柱形金属杆，长度为L1，且R1-R＜L1＜R-R0-L3。四根径向支撑臂沿四周均匀分布且结构与尺寸完全相同，支撑臂的顶端钻一个圆孔，圆孔直径满足固定杆、弹簧、测量杆均能插入即可，深度为h，且L1+L3＜h＜L1+L2+L3+R-R1/2，L2为弹簧6的自由长度。支撑臂圆孔两端的侧面分别钻一个螺纹孔，螺纹孔与支撑臂圆孔贯通，螺纹孔的轴线平行于金属基座的中心轴线。测量杆4和固定杆7的一端各有一个可以与弹簧6相连接的浅槽，弹簧6通过浅槽将测量杆4和固定杆7连接，四组弹簧连接着的固定杆和测量杆采取固定杆7在内、测量杆4在外的方式分别插入四个支撑臂顶端的圆孔内，用8个螺钉通过螺纹孔顶紧固定杆7和测量杆4。
图3是采用本发明同轴器件中心偏差测量仪测量同轴器件中心偏差的原理示意图。测量方法如下 第一步，将金属基座3的四根支撑臂上的测量杆4全部压入圆孔内，并用螺钉5固定，以免安装测量仪时碰到外筒2。
第二步，将测量仪金属基座3嵌套在内导体1上，然后，松开四根支撑臂上压紧测量杆4的螺钉5，使测量杆4在弹簧6的作用下弹出圆孔并顶紧外筒2的内壁。
第三步，将四根支撑臂上压紧测量杆4的螺钉5再次拧紧，将测量杆4固定。
第四步，将测量仪金属基座3从内导体1上取出，用深度尺(或游标卡尺)分别测量四个测量杆4从支撑臂顶端的圆孔内弹出的长度，位于同一直线上的两个测量杆4从各自圆孔内弹出的长度之差即为该直线方向上的中心偏差。四个测量杆4位于相互垂直的两条直线上，于是可以测得相互垂直的两条直线上的中心偏差，从而可以确定该同轴器件的中心偏差。
权利要求
1.一种同轴器件中心偏差测量仪，其特征在于它由一个具有四根径向支撑臂的圆环状金属基座(3)、四根测量杆(4)、四个弹簧(6)、四根固定杆(7)和8个螺钉(5)组成金属基座(3)的内半径R0与待测同轴器件内导体(1)的外半径相同，金属基座(3)加工时用线切割机割出或用铣床铣出四根径向支撑臂，支撑臂半径为R，R小于待测同轴器件外筒(2)的内径R1；固定杆(7)为圆柱形金属杆，其长度L3满足L3＜(R-R0)/2；测量杆(4)是圆柱形金属杆，长度为L1，且R1-R＜L1＜R-R0-L3；四根径向支撑臂沿四周均匀分布且结构与尺寸完全相同；每个支撑臂的顶端钻一个圆孔，圆孔直径满足固定杆(7)、弹簧(6)、测量杆(4)均能插入，深度为h，且L1+L3＜h＜L1+L2+L3+R-R1/2，L2为弹簧(6)的自由长度；每个支撑臂圆孔两端的侧面分别钻一个螺纹孔，螺纹孔与支撑臂圆孔贯通，螺纹孔的轴线平行于金属基座(3)的中心轴线；测量杆(4)和固定杆(7)的一端各有一个浅槽，弹簧(6)通过浅槽将测量杆(4)和固定杆(7)连接；四组弹簧连接着的固定杆和测量杆采取固定杆(7)在内、测量杆(4)在外的方式分别插入四个支撑臂顶端的圆孔内，8个螺钉(5)通过螺纹孔顶紧固定杆(7)和测量杆(4)。
全文摘要
本发明公开了一种同轴器件中心偏差测量仪，要解决的技术问题提供一个能够测量同轴器件的中心偏差、测量误差小、成本低、操作简便的同轴器件中心偏差测量仪。技术方案是它由一个具有四根径向支撑臂的圆环状金属基座、四根测量杆、四个弹簧、四根固定杆和8个螺钉组成。支撑臂的顶端钻一个圆孔，四组弹簧连接着的固定杆和测量杆采取固定杆在内、测量杆在外的方式分别插入四个支撑臂顶端的圆孔内，由螺钉通过螺纹孔顶紧固定杆和测量杆。本发明可以测量常规同轴器件的中心偏差，测量误差小于0.1mm，且操作简便，成本低。
文档编号G01B5/00GK101182985SQ20071019265
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者樊玉伟, 钟辉煌, 李志强, 挺 舒, 俊 朱, 玲 罗, 赵延宋 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学