探头校准装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种探头校准装置，该校准装置包括定位基准盘、第一校准支架和第二校准支架；第一校准支架包括第一支撑底盘、一端设置在第一支撑底盘上的第一支撑柱和设置在第一支撑柱另一端的第一测量组件；第二校准支架包括第二支撑底盘、一端设置在第二支撑底盘上的第二支撑柱和设置在第二支撑柱另一端的第二测量组件；定位基准盘通过第一连接板与第一校准支架连接，第一连接板一端与定位基准盘铰接，另一端与第一支撑底盘固定连接；第一校准支架通过第二连接板与第二校准支架连接，第二连接板的一端与第一支撑底盘铰接，另一端与第二支撑底盘铰接。通过简单的旋转移动即可调整探头位置，从而提高测试精度，工作效率。
【专利说明】探头校准装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种探头校准支架，特别涉及一种利用三旋转轴进行多测试面多测试位置点的探头校准支架。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，大量电子设备应用在军用装备、民用设施方面，电磁脉冲能量一旦侵入，可使设备中的电子元器件失效或永久损坏，造成大范围的指挥、控制、通信系统瘫痪。电磁脉冲是短暂瞬变的强电磁辐射现象，电磁脉冲有自然产生的也有人为制造的，最常见的自然产生的电磁脉冲是雷电电磁脉冲和静电放电电磁脉冲。人造的电磁脉冲又分为核爆炸电测脉冲和普通电磁脉冲。核爆炸产生的电磁脉冲峰值场强可达50?100kV/m，美、俄等世界军事强国都在进行高功率微波武器的开发，电磁脉冲弹就是一种新概念的电磁武器，虽然电磁脉冲持续的时间非常短暂，但瞬间释放的能量巨大。无论哪种激发方式产生的电磁脉冲耦合进入电子系统后都会对电子元器件、线路乃至整个系统产生影响，严重时可使系统遭到破坏瘫痪，电力网断路，金属管线及地下电缆通信网等都受到影响，从而陷入无电源、无通信、无计算机的三无世界，其破坏力号称“第二原子弹”。
[0003]如何提高战时军用武器、设备和民用设备的抗电磁脉冲性能，保证设备在受到电磁脉冲辐射后能继续正常工作成为研究的重点。美国和俄罗斯对电磁脉冲有广泛、深入的研究，并且十分重视武器装备电子环境效应和防护加固技术，并竭力研究和发展电磁脉冲武器。同时，他们已经建有多种大型电磁脉冲测试系统除将其作为科学研究的基础设施外，主要用于测试电磁脉冲武器的效力和各种电子系统的防护能力。
[0004]为了进行电气电子产品、武器装备等抗电磁脉冲能力的检验、考核和验收，美国率先在美军标MIL-STD-461F中提出了辐射敏感度试验方法，我国参照此标准形成了国军标GJB151A/GJB152A，其中的RS105测试项，详细规定了电磁脉冲测试的方法和等级。美军标461F中RS105试验项目对瞬变电磁场场均匀性要求的测试位置点是，传输线距离地面I米的正方形均匀区域四个顶点和中心位置点，其中中心位置点为参考点，测试时参考探头位置保持不动。当前的实验室测试装置在空间不同平面内进行多位置点测试时，大部分都是很简单的测试杆，通过不断的人工移动测试架的位置和测试架上探头的位置来进行测试，频繁的移动测试架会引入移动误差，同时工作效率也很低。在空间平面区域和空间立体区域测试时，以往的测试校准架，还需要进行一定的移动才可以完成全部位置点的测试，经过移动的校准架还需要重新进行基准定位，在实际操作中还是存在一定的调节误差，同时也增加了工作量，在测试精度和工作效率方面还是有待提高的。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种瞬变电磁场三旋转轴探头校准支架，其不仅可以提高测试时确定位置点的效率，而且还能保证定位的准确度及可靠程度。[0006]为解决上述技术问题，本发明的瞬变电磁场三旋转轴探头校准支架包括，包括定位基准盘、第一校准支架和第二校准支架；
[0007]所述第一校准支架包括第一支撑底盘、一端设置在第一支撑底盘上的第一支撑柱和设置在第一支撑柱另一端的第一测量组件；
[0008]所述第二校准支架包括第二支撑底盘、一端设置在第二支撑底盘上的第二支撑柱和设置在第二支撑柱另一端的第二测量组件；
[0009]所述定位基准盘通过第一连接板与第一校准支架连接，所述第一连接板一端与所述定位基准盘铰接，另一端与第一支撑底盘固定连接；
[0010]所述第一校准支架通过第二连接板与第二校准支架连接，所述第二连接板的一端与第一支撑底盘铰接，另一端与第二支撑底盘铰接；
[0011]所述第一测量组件包括第一测量横杆和设置在其上并依次连接的第一场强探头、第一巴伦和第一光电转换模块，所述第二测量组件包括第二测量横杆和设置在其上并依次连接的第二场强探头、第二巴伦和第二光电转换模块。
[0012]所述第二支撑底盘上还设有水平的地探头定位支架，所述地探头定位支架的一端与第二支撑底盘连接，另一端头位于第二场强探头竖向中心轴线上。
[0013]所述定位基准盘上设有第一定位孔，所述第一连接板上设有与所述第一定位孔匹配对应的第一定位销；所述第一支撑底盘上设有第二定位孔，所述第二连接板上设有与所述第二定位孔匹配对应的第二定位销；第二支撑底盘上设有第三定位孔，所述第二连接板上设有与所述第三定位孔匹配对应的第三定位销；所述定位基准盘的中心设有基准孔。
[0014]所述第一场强探头的竖向中心轴线与第一支撑柱轴线之间的距离为45.2cm，所述第二场强探头的竖向中心轴线与第二支撑柱轴线之间的距离为45.2cm，所述定位基准盘的竖向中心轴线与第一支撑柱轴线之间的距离为45.2cm,所述第一支撑柱轴线与第二支撑柱轴线之间的距离范围为60?90cm。
[0015]所述第一支撑柱轴线与第二支撑柱轴线之间的距离为60cm。
[0016]所述第一支撑柱轴线与第二支撑柱轴线之间的距离为90cm。
[0017]所述第一定位孔包括第一孔、第二孔和第三孔，所述第一孔与第二孔之间的夹角为45度，第二孔与第三孔之间的夹角为45度；所述第二定位孔包括第四孔和第五孔，所述第四孔与第五孔之间的夹角范围为178?176度；所述第三定位孔包括第六孔、第七孔、第八孔和第九孔，所述第六孔与第七孔之间的夹角范围为26?40度，第七孔与第八孔之间的夹角范围为156?144度，第八孔与第九孔之间的夹角范围为26?40度。
[0018]所述第四孔与第五孔之间的夹角为178度，所述第六孔与第七孔之间的夹角为26度，第七孔与第八孔之间的夹角为156度，第八孔与第九孔之间的夹角为26度。
[0019]所述第四孔与第五孔之间的夹角为176度，所述第六孔与第七孔之间的夹角为40度，第七孔与第八孔之间的夹角为144度，第八孔与第九孔之间的夹角为40度。
[0020]所述第一支撑柱为可调节高度的结构，所述第二支撑柱为可调节高度的结构。
[0021]所述基准定位盘的底面上设有吸盘。
[0022]所述第一支撑底盘和第二支撑底盘的底面上围绕圆心均匀设置3个万向球。
[0023]采用上述结构后，本发明探头校准装置在瞬变电磁场场均匀性测试时，通过简单的旋转即可完成瞬变电磁场空间区域场均匀性试验的测试。减少了多次移动调整探头位置姿态而引入的测量误差，提高测试精度，进而提高了工作效率；并且实现了一个校准装置可以满足不同瞬变电磁场场均匀性标准的测试要求，提高了校准支架的适用性。本设计发明中所有的旋转部分均有方位定位装置，提高了定位的准确度和可靠程度。
[0024]本发明成本低廉，结构简单。所有的旋转通过底部的万向球进行旋转，实现了各部分自转和公转的稳定运行。减少移动操作步骤，减少误差，提高测试精度和工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0026]图1为本发明的结构示意图
[0027]图2为本发明中的第一校准支架的结构示意图。
[0028]图3为本发明中的第一校准支架的俯视图。
[0029]图4为本发明中的第二校准支架的结构示意图。
[0030]图5为本发明中的第二校准支架的俯视图。
[0031]图6为本发明中的定位基准盘的俯视图。
[0032]图7为RS105测试系统的主视图。
[0033]图8为RS105测试系统的俯视图。
[0034]图9为本发明进行面测量时的立体图。
[0035]图10为本发明进行面测量时的俯视图。
[0036]图11为本发明进行体测量时的立体图。
[0037]图12为本发明进行体测量时的俯视图。
[0038]图13为本发明进行体测量时的立体图。
[0039]图14为本发明进行体测量时的俯视图。
【具体实施方式】
[0040]参照图1至图14所示，一种探头校准装置，如图1所示，该校准装置包括第一校准支架1、第二校准支架2和定位基准盘3 ;定位基准盘3通过第一连接板4与第一支撑底盘101连接，第一连接板4的一端与定位基准盘3铰接，另一端与第一支撑底盘101固定连接，第一连接板4上设有与第一定位孔匹配对应的第一定位销401。定位基准盘3的竖向中心轴线与第一支撑外柱102的轴线之间的距离为45.2cm。第一支撑底盘101通过第二连接板5与第二支撑底盘201连接，第二连接板5的一端与第一支撑底盘101铰接，另一端与第二支撑底盘201铰接。第二连接板5上分别设有与第二定位孔和第三定位孔匹配对应的第二定位销501和第三定位销502。采用这样的结构后，第一校准支架I能够围绕定位基准盘3转动，第二校准支架2能够围绕第一校准支架I转动。
[0041]如图2所示，所述第一支撑柱为可调节高度的结构，第一校准支架I包括第一支撑底盘101、第一支撑外柱102、第一支撑内柱103和第一测量组件104，第一测量组件104包括第一测量横杆1041和设置在第一测量横杆1041上的依次连接的第一场强探头1042、第一巴伦1043和第一光电转换模块1044。第一支撑外柱102的一端设置在第一支撑底盘101的中心处，第一支撑内柱103的一端插入第一支撑外柱102内，并可沿第一支撑外柱102的内侧壁上下滑动，第一支撑内柱103的侧壁上和第一支撑外柱102的侧壁上分别设有匹配对应的固定孔，第一支撑内柱103的另一端与第一支撑横杆1041固定连接。采用这样结构后第一校准支架I的高度可以上下调节，以适应不同的测试要求。在第一支撑外柱102与第一测量横杆1041之间还设有斜支撑杆,用以加强第一测量横杆1041的稳定性。第一场强探头1042的竖向中心轴线与第一支撑外柱102的轴线之间的距离为45.2cm。
[0042]如图3所示，第一支撑底盘101设有第二定位孔，第二定位孔包括第四孔1011和第五孔1012。
[0043]如图4所示，所述第二支撑柱为可调节高度的结构，第二校准支架2包括第二支撑底盘201、第二支撑外柱202、第二支撑内柱203和第二测量组件204，第二测量组件204包括第二测量横杆2041和设置在第二测量横杆2041上的依次连接的第二场强探头2042、第二巴伦2043和第二光电转换模块2044。第二支撑外柱202的二端设置在第二支撑底盘202的中心处，第二支撑内柱203的一端插入第二支撑外柱202内，并可沿第二支撑外柱202的内侧壁上下滑动，第二支撑内柱203的侧壁上和第二支撑外柱202的侧壁上分别设有匹配对应的固定孔，第二支撑内柱203的另一端与第二支撑横杆2041固定连接。采用这样结构后第二校准支架2的高度可以上下调节，以适应不同的测试要求。在第二支撑外柱202与第二测量横杆2041之间还设有斜支撑杆，用以加强第二测量横杆2041的稳定性。第二场强探头2042的竖向中心轴线与第二支撑外柱202的轴线之间的距离为45.2cm。第二校准支架2还包括地探头定位支架205，地探头定位支架205呈水平设置，其一端与第二支撑底盘201连接，另一端头位于第二场强探头的竖向中心轴线上。
[0044]如图5所示，第二支撑底盘201设有第三定位孔，第三定位孔包括第六孔2011、第七孔2012、第八孔2013和第九孔2014。
[0045]如图6所示，定位基准盘3上设有第一定位孔，第一定位孔包括第一孔301、第二孔302和第三孔303。第一孔301与第二孔302之间的夹角为45度，第二孔302与第三孔303之间的夹角为45度。定位基准盘3的中心位置还设有基准孔。定位基准盘3的底面上还设有非金属吸盘，用于固定定位基准盘3。
[0046]美军标461F中RS105试验项目对瞬变电磁场场均匀性要求的测试位置点是:正方形均匀区域四个顶点和中心位置点，其中中心位置点为参考点，测试时参考探头位置保持不动。如图7、8所示，虚线区域为测试区域。本发明探头校准装置测试原理:本装置可以进行空间单一平面测试，也可以进行空间立方体端点及体中心点测试，适用于不同瞬变电磁场场均匀性标准测试要求。
[0047]实施例1:
[0048]如图9、10是本发明对平面OPMN进行测试时的示意图。平面OPMN是边长为I米的正方形，第一支撑外柱102的轴线与第二支撑外柱202的轴线之间的距离为60cm，第四孔1011与第一测量横杆1041的轴线之间的夹角为89度，第四孔1011与第五孔1012之间的夹角为178度，第六孔2011与第七孔2012之间的夹角为26度，第七孔2012与第八孔2013之间的夹角为156度，第八孔2013与第九孔2014之间的夹角为26度。
[0049]平面测试定位开始时，首先利用定位基准盘3上的基准孔与测试区域地面正交中心线进行基准定位，第一定位孔在测试平面右侧，非金属吸盘进行定位。调整第一校准支架I相对定位基准托盘3的角度，使第一校准支架I与MN垂直，并利用第二孔302和第一定位销401对第一场强探头1042进行方位定位，同时调节第一校准支架I的高度，使第一场强探头1042的中心位于平面OPMN的中心。再通过调整第二校准支架2，使第二连接板5上的第二定位销501与第四孔1011重合，第三定位销502与第七孔2012重合，同时调整第二校准支架2的高度为I米。此时第一场强探头1042位于平面OPMN的面中心点、第二场强探头2042位于O点和地探头定位支架205的端头位于N点。
[0050]待O点测试完成后，需要将第二校准支架2通过旋转移动到P点进行测试。取下第二定位销501，使第二校准支架2围绕第一校准支架I顺时针旋转182度，使第二定位销501与第五孔1012重合。再将第三定位销502取出，使第二校准支架2绕第二支撑外柱202的轴线顺时针旋转204度，使第三定位销502与第八孔2013重合。此时第二场强探头2042位于P点和地探头定位支架205的端头位于M点。
[0051]在第一支撑底盘101和第二支撑底盘201的底面上还设有环绕均布的3个万向球，使得校准支架的移动更加方便。整个校准支架在瞬变电磁场场均匀性测试时，通过简单的旋转即可完成461F标准中瞬变电磁场场均匀性要求竖直平面内的位置点测试。如试验需要更换测试平面，则通过变换基准定位盘3的位置重新进行调整测试。
[0052]实施例2:
[0053]本实施例与实施例1的区别在于:当平面OPMN是边长为1.5米的正方形时，调整第一校准支架I的高度为0.75米，第二校准支架2的高度为1.5米。第一支撑外柱102的轴线与第二支撑外柱202的轴线之间的距离为90cm，第四孔1011与第一测量横杆1041的轴线之间的夹角为88度，第四孔1011与第五孔1012之间的夹角为176度，第六孔2011与第七孔2012之间的夹角为40度，第七孔2012与第八孔2013之间的夹角为144度，第八孔2013与第九孔2014之间的夹角为40度。
[0054]实施例3:
[0055]在瞬变电磁场场均匀性校准工作中，除了美军标461F中RS105试验项目外，还有一些其他的瞬变电磁场场均匀性的测试要求。其要求的测试区域为立方体的8个顶点以及体中点。图11至图14是本发明对立方体AB⑶EFGH进行测试时的示意图。立方体AB⑶EFGH的边长为I米，调整第一校准支架I的高度为0.5米，第二校准支架2的高度为I米。第一支撑外柱102的轴线与第二支撑外柱202的轴线之间的距离为60cm，第四孔1011与第一测量横杆1041的轴线之间的夹角为89度，第四孔1011与第五孔1012之间的夹角为178度，第六孔2011与第七孔2012之间的夹角为26度，第七孔2012与第八孔2013之间的夹角为156度，第八孔2013与第九孔2014之间的夹角为26度。
[0056]针对立方体AB⑶EFGH的八个顶点及体中心点进行位置定位，定位基准盘3与面测试是定位方式相同。定位基准盘3上的基准孔与测试区域地面正交中心线进行基准定位，第一定位孔朝向BF线方向，非金属吸盘进行定位。端点测试顺序为H-E、C-B、D-A、G-F。
[0057]—、H-E点定位:将第三孔303和第一定位销401重合,从而对第一场强探头1042进行方位定位，然后使第二定位销501与第四孔1011重合,第三定位销502与第六孔2011重合。此时第一场强探头1042位于立方体中心位置，第二场强探头2042位于立方体的端点H位置，地探头支架205的端头位于E点位置。
[0058]二、C-B点定位:将第二校准支架2绕第一校准支架I中心顺时针旋转182度后，使第二定位销501与第五孔1012重合，第二校准支架2再自身顺时针旋转152度，使第三定位销502与第九孔2014重合。此时第二场强探头2042位于立方体的端点C点和地探头支架205的端头位于B点。
[0059]三、D-A点定位:将第一校准支架I绕定位基准盘3中心顺时针旋转90度，使第一定位销401与第一孔301重合，此时第二场强探头2042位于立方体的端点D点和地探头支架205的端头位于A点。
[0060]四、G-F点定位:将第二校准支架2绕第一校准支架I中心逆时针旋转182度后，使第二定位销501与第四孔1011重合，第二校准支架2再自身逆时针旋转152度，使第三定位销502与第六孔2011重合。此时第二场强探头2042位于立方体的端点G点和地探头支架205的端头位于F点。
[0061]实施例4:
[0062]本实施例与实施例3的区别在于:当立方体AB⑶EFGH的边长为1.5米时，调整第一校准支架I的高度为0.75米，第二校准支架2的高度为1.5米。第一支撑外柱102的轴线与第二支撑外柱202的轴线之间的距离为90cm，第四孔1011与第一测量横杆1041的轴线之间的夹角为88度，第四孔1011与第五孔1012之间的夹角为176度，第六孔2011与第七孔2012之间的夹角范围为40度，第七孔2012与第八孔2013之间的夹角范围为144度，第八孔2013与第九孔2014之间的夹角范围为40度。
[0063]在整个测试过程中测试点始终保持不变。整个探头校准装置在瞬变电磁场场均匀性测试时，通过简单的旋转即可完成瞬变电磁场空间区域场均匀性试验的测试。减少了多次移动调整探头位置姿态而引入的测量误差，提高测试精度，进而提高了工作效率；并且实现了一个校准支架可以满足不同瞬变电磁场场均匀性标准的测试要求，提高了校准支架的适用性。
[0064]本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。
[0065]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1. 一种探头校准装置，其特征在于:该校准装置包括定位基准盘、第一校准支架和第二校准支架； 所述第一校准支架包括第一支撑底盘、一端设置在第一支撑底盘上的第一支撑柱和设置在第一支撑柱另一端的第一测量组件； 所述第二校准支架包括第二支撑底盘、一端设置在第二支撑底盘上的第二支撑柱和设置在第二支撑柱另一端的第二测量组件； 所述定位基准盘通过第一连接板与第一校准支架连接，所述第一连接板一端与所述定位基准盘铰接，另一端与第一支撑底盘固定连接； 所述第一校准支架通过第二连接板与第二校准支架连接，所述第二连接板的一端与第一支撑底盘铰接，另一端与第二支撑底盘铰接； 所述第一测量组件包括第一测量横杆和设置在其上并依次连接的第一场强探头、第一巴伦和第一光电转换模块，所述第二测量组件包括第二测量横杆和设置在其上并依次连接的第二场强探头、第二巴伦和第二光电转换模块。
2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于:所述第二支撑底盘上还设有水平的地探头定位支架，所述地探头定位支架的一端与第二支撑底盘连接，另一端头位于第二场强探头竖向中心轴线上。
3.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于:所述定位基准盘上设有第一定位孔，所述第一连接板上设有与所述第一定位孔匹配对应的第一定位销；所述第一支撑底盘上设有第二定位孔，所述第二连接板上设有与所述第二定位孔匹配对应的第二定位销；第二支撑底盘上设有第三定位孔，所述第二连接板上设有与所述第三定位孔匹配对应的第三定位销；所述定位基准盘的中心设有基准孔。
4.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于:所述第一场强探头的竖向中心轴线与第一支撑柱轴线之间的距离为45.2cm，所述第二场强探头的竖向中心轴线与第二支撑柱轴线之间的距离为45.2cm，所述定位基准盘的竖向中心轴线与第一支撑柱轴线之间的距离为45.2cm,所述第一支撑柱轴线与第二支撑柱轴线之间的距离范围为60~90cm。
5.根据权利要求4所述的校准装置，其特征在于:所述第一支撑柱轴线与第二支撑柱轴线之间的距离为60cm。
6.根据权利要求4所述的校准装置，其特征在于:所述第一支撑柱轴线与第二支撑柱轴线之间的距离为90cm。
7.根据权利要求4所述的校准装置，其特征在于:所述第一定位孔包括第一孔、第二孔和第三孔，所述第一孔与第二孔之间的夹角为45度，第二孔与第三孔之间的夹角为45度；所述第二定位孔包括第四孔和第五孔，所述第四孔与第五孔之间的夹角范围为178~176度；所述第三定位孔包括第六孔、第七孔、第八孔和第九孔，所述第六孔与第七孔之间的夹角范围为26~40度，第七孔与第八孔之间的夹角范围为156~144度，第八孔与第九孔之间的夹角范围为26~40度。
8.根据权利要求7所述的校准装置，其特征在于:所述第四孔与第五孔之间的夹角为178度，所述第六孔与第七孔之间的夹角为26度，第七孔与第八孔之间的夹角为156度，第八孔与第九孔之间的夹角为26度。
9.根据权利要求7所述的校准装置，其特征在于:所述第四孔与第五孔之间的夹角为176度，所述第六孔与第七孔之间的夹角为40度，第七孔与第八孔之间的夹角为144度，第八孔与第九孔之间的夹角为40度。
10.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于:所述第一支撑柱为可调节高度的结构，所述第二支撑柱为可 调节高度的结构。
【文档编号】G01R35/00GK103645455SQ201310705549
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】黄建领, 康宁, 姚利军, 沈涛 申请人:北京无线电计量测试研究所