Эталон тока — SU 572701 (original) (raw)
О П И С А Н И Е нн 572701ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВ 1 ОРСКОМУ СВИДЕ 1 ЕЛЬС 1 ВУ Союз Советских Социалистических) Заявле 51) М. Кл.2 6 01 Я 27/7 3.76 (21) 2337469 нием заявкиприсоеди Гасударственный комнте Совета Министров СССата опубликования описания 08.09.7(71) Заявнтел изико-технический институт низких температур АН СССР В тйт 3(54) ЭТАЛОН ТО ЮВ йййбМВ Изобретение относится к системам регулирования электрических величин, а именно кавтоматическим системам, в которых отклонение тока от эталонного значения, взятое навыходе системы, передается обратно для восстановления эталонного значения,Изобретение может найти применение в метрологии и измерительной технике в качествепервичного эталона тока.Известны эталоны тока, в которых для поддержания тока определенной величины используют явление ядерного магнитного резонанса 11. Такие эталоны состоят из синтезатора частоты, соединенного с датчиком ЯМР,системы регистрации сигнала ЯМР, источника напряжения нагруженного на преобразователь ток-магнитное поле, помещенный в зазорпостоянного магнита, синтезатора частоты,входы которого соединены с аналого-цифровым преобразователем и с задающими ключами, а один из выходов - с датчиком ЯМР,Такие устройства имеют следующие недостатки.Обладают недостаточно высокой точностьюподдержания тока, так как датчик силы тока 25(датчик ЯМР) находится в поле постоянногомагнита, во много раз превышающем поле,создаваемое стабилизируемым током; на датчик ЯМР оказывают влияние внешние магнитные поля, в том числе и поле земли, сиг- ЗОнал подстройки вводится дискретно. В этих устройствах не предусмотрена возможность плавного изменения тока на заданную величину с относительной точностью 10 вв 10 впри изменении номинального значения тока в 1,5 - 1 раза.Значительная сложность функциональной схемы - усложняет работу с прибором.Ввиду того, что в устройства входят такие элементы, как синтезатор частоты и магнит, устройство имеет большой вес и занимает большой объем.Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является эталон тока, содержащий подвижный эталонный элемент и неподвижный соленоид, включенный в цепь нагрузки 21.Такое устройство имеет следующие недостатки.Недостаточную эталонность тока, возникающую из-за того, что практически невозможно выполнить весы с плечами равной длины; при измерениях в соленоидах выделяется тепло, приводящее к изменению сопротивления и геометрических размеров соленоидов.Невозможно менять с высокой точностью и в широком диапазоне ток, протекающий через соленоид,Для повышения точности поддержания величины тока в предлагаемом устройстве расположенный в магнитном поле соленоида эталонный элемент выполнен в виде подвижнойторцевой стенки сверхпроводящего цилиндрического резонатора, включенного в цепь обратной связи измерительного генератора, выход которого, как и выход эталонного генератора, соединен со входом фазового детектора, а выход фазового детектора соединен с регулирующим устройством, включенным в цепь нагрузки.Выполнение эталонного элемента в виде подвижной торцевой стенки сверхпроводящего цилиндрического резонатора, который расположен в магнитном поле соленоида, и включение резонатора в цепь обратной связи измерительного генератора, выход которого, как и выход эталонного генератора, соединен со входом фазового детектора, выход которого, в свою очередь соединен со входом включенного в цепь нагрузки регулирующего устройства, позволяет повысить точность поддержания тока, а выполнение эталонного генератора перестраиваемым, дает возможность осуществлять изменение поддерживаемого тока на заданную величину.На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства,В цепь обратной связи усилителя сверхвысокитчастот(СВЧ) 1 включен сверхпроводящий резонатор 2 с торцевой стенкой 3, являющейся эталонной массой и подвешенной в магнитном поле сверхпроводящего соленоида 4. Питание соленоида .4 осуществляется от источника тока 5, последовательно с которым включены регулирующее устройство 6 и нагрузка 7. Выход усилителя СВЧ 1 подключен к одному из входов фазового детектора 8, к другому входу подключен эталонный перестраиваемый генератор 9. Выход фазового детектора 8 соединен с регулирующим устройством 6. Усилитель СВЧ 1 с включенным в цепь обратной связи его резонатором 2 является измерительным генератором 10.Устройство работает следующим образом.Сигнал от генераторов 9 и 10, настроенных на одну и ту же частоту, подается на фазовый детектор 8. Поскольку эталонная масса выполнена в виде торцевой стенки 3 резонатора и ее положение относительно резонатора 2 определяется равенством сил диамагнитного выталкивания и силы тяжести, при изменении силы тока, протекающего в цепи 4 - 5 - 6 - 7 - 4, изменяется длина резонатора, а следова тельно, и частота генератора 10, что приводитк появлению сигнала ошибки на выходе фазового детектора 8. Сигнал ошибки поступает на регулирующее устройство 6, изменяющее значение тока в цепи до тех пор, пока торце вая стенка резонатора не займет первоначальное положение. В тех случаях, когда необходимо изменить силу тока в цепи 4 - 5 - 6 - 7, изменяют частоту эталонного генератора 9. В результате этого на выходе фазового детекто ра 8 появляется сигнал управления, изменяющий значение тока до момента совпадения частот измерительного и опорного генераторов, После этого система автоматически поддерживает новое значение силы тока с высокой сте пенью точности.Прибор обеспечивает стабильность тока3 10 вза сутки; значение поддерживаемого тока можно изменять с точностью 5 10 -в диапазоне от 0,8 до 2 А.25формула изобр етенияЭталон тока, содержащий подвижный эталонный элемент и неподвижный соленоид,30 включенный в цепь нагрузки, о т л и ч а ющи й с я тем, что, с целью повышения точности поддержания величины тока, расположенный в магнитном поле соленоида эталонныйэлемент выполнен в виде подвижной торцевой35 стенки сверхпроводящего цилиндрического резонатора, включенного в цепь обратной связиизмерительного генератора, выход которого,как и выход эталонного генератора, соединенсо входом фазового детектора, а выход фазо 40 вого детектора соединен с регулирующим уст.ройством, включенным в цепь нагрузки.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР МО 327461,45 кл, 1. 05 Р 1/22, 1968.2. Е. Кааг 1 з Ргппагу з 1 апдагЬ Е 1 ес 1 го 1 есЬп 1 сК 1972, 84, Мо 40, 65,572701 Шубина Редакт Орло Подписнррект раж 1109та Министроткрытийая наб., л. 4/ ГЗаказ 1993/1511 Г 1 Составитель В. филипп Техред И. Михайлова Ткомитета Сове обретений и о Ж.35, Раущск Изд% 76 Государственного по делам и 113035, Москва