Эталон тока

Эталон тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е нц 57270I

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.03.76 (21) 2337469/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 08.09.77 (51) М. Кл.2 G 01N 27/78

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 539.143.43 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. Ф. Менде, В. А. Чаркин, А. В. Трубицын и Н. Ф. Рыбалка

Физико-технический институт низких температур АН СССР (71) Заявитель

Втютф (54) ЭТАЛОН ТОКА

Екй ааща

Изобретение относится к системам регулирования электрических величин, а именно к автоматическим системам, в которых отклонение тока от эталонного значения, взятое на выходе системы, передается обратно для восстановления эталонного значения.

Изобретение может найти применение в метрологии и измерительной технике в качестве первичного эталона тока.

Известны эталоны тока, в которых для поддержания тока определенной величины используют явление ядерного магнитного резонанса (1). Такие эталоны состоят из синтезатора частоты, соединенного с датчиком ЯМР, системы регистрации сигнала ЯМР, источника напряжения нагруженного на преобразователь ток-магнитное поле, помещенный в зазор постоянного 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 точностью поддержания тока, так как датчик силы тока (датчик ЯМР) находится в поле постоянного магнита, во много раз превышающем поле, создаваемое стабилизируемым током; на датчик ЯМР оказывают влияние внешние магнитные поля, в том числе и поле земли, сигнал подстройки вводится дискретно.

В этих устройствах не предусмотрена возможность плавного изменения тока на заданную величину с относительной точностью

10 — — 10 — при изменении номинального зна5 чения 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

15 и неподвижный соленоид, включенный в цепь нагрузки (2).

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.

25 Невозможно менять с высокой точностью и в широком диапазоне ток, протекающий через соленоид, Для повышения точности поддержания величины тока в предлагаемом устройстве рас30 положенный в магнитном поле соленоида эталонный элемент выполнен в виде подвижной

572701 торцевой 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. 25

В цепь обратной связи усилителя сверхвысоких" частот (СВЧ) 1 включен сверхпроводящий резонатор 2 с торцевой стенкой 3, являющейся эталонной массой и подвешенной в магнитном поле сверхпроводящего соленоида 4. З0

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 35 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 явля- 40 ется 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 вы- 45 полнена 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 следовательно, и частота генератора 10, что приводит к появлению сигнала ошибки на выходе фазового детектора 8. Сигнал ошибки поступает на регулирующее устройство 6, изменяющее значение тока в цепи до тех пор, пока торцевая 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 детектора 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 степенью точности.

Прибор обеспечивает стабильность тока

3 10 — за сутки; значение поддерживаемого тока можно изменять с точностью 5 10 в диапазоне от 0,8 до 2 А.

Формула изобретения

Эталон тока, содержащий подвижный эталонный элемент и неподви>кный соленоид, включенный в цепь нагрузки, о т л и ч а ющи йся тем, что, с целью повышения точности поддержания величины тока, располо>кенный в магнитном поле соленоида эталонный элемент выполнен в виде подвижной торцевой 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.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР МО 327461, кл. 1 05F 1/22, 1968.

2. Е. Kaarts Primary siandarts Electrotechnick, 1972, 84, М> 40, 65, 5727OI

I ! ! ! ! ! !

I !

1 !

1 !

I ! !

Составитель В. Филиппов

Техред И. Михайлова

Редактор И. Шубина

Корректор JI. Орлова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1993/15 Кзд, ¹ 761 Тираж 1109

ППО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., л. 4/5