RU2752800C1 - Apparatus for arrangement of measurement unit standard base - Google Patents

Apparatus for arrangement of measurement unit standard base Download PDF

Info

Publication number
RU2752800C1
RU2752800C1 RU2020132023A RU2020132023A RU2752800C1 RU 2752800 C1 RU2752800 C1 RU 2752800C1 RU 2020132023 A RU2020132023 A RU 2020132023A RU 2020132023 A RU2020132023 A RU 2020132023A RU 2752800 C1 RU2752800 C1 RU 2752800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
unit
input
division
block
Prior art date
Application number
RU2020132023A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Андрашитов
Алексей Александрович ФИЛИМОНОВ
Сергей Алексеевич Галаев
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Priority to RU2020132023A priority Critical patent/RU2752800C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752800C1 publication Critical patent/RU2752800C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/28—Provision in measuring instruments for reference values, e.g. standard voltage, standard waveform

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: measuring.
SUBSTANCE: proposed invention relates to automatic and automated measuring systems for various purposes and can be used as a measurement unit standard base. The apparatus is comprised of a first and second division units, a first, second and third multiplication formation units, a first sum formation unit, wherein the inputs of the division 1.1 unit, the multiplication formation unit 2.1, the second input of the division unit 1.2, the inputs of the sum formation units 3.1, the second input of the multiplication formation units 2.2 and 2.3 are inputs to the apparatus; the output of the division unit 1.1 is the first output of the apparatus; the output of the multiplication formation unit 2.1 is the first input of the division unit 1.2 the output whereof is the second output of the device; the output of the sum formation unit 3.1 is the first input of the multiplication formation unit 2.2 the output whereof is the first input of the multiplication formation unit 2.3 the output whereof is the fourth output of the apparatus. The third and fourth division units 1.3 and 1.4 are therein introduced into said unit, the output of the division unit 1.2 is the first input of the division unit 1.3, the output of the multiplication formation unit 2.3 is the second input of the division unit 1.3 the output whereof is the third output of the apparatus, the fourth and eighth inputs of the apparatus are the second and first inputs of the division unit 1.4, respectively, the output whereof is the fifth output of the apparatus.
EFFECT: creation of an apparatus for arrangement of a base of units of frequency, time, wavelength, current, voltage and resistance.
1 cl, 1 dwg

Description

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано в автоматических и автоматизированных измерительных системах различного назначения в качестве базы эталонов единиц величин.The device belongs to the field of measuring technology and can be used in automatic and automated measuring systems for various purposes as a base of measurement standards for units of quantities.

Известен способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации, который поясняет порядок формирования эталонов напряжения и сопротивления по функциональной зависимости от частоты [1]. Государственная система обеспечения единства измерений использует первичный эталон электрического сопротивления на основе эффекта Холла. В работе [2] авторы рассматривают эталон единицы напряжения с выходом 1 В. Однако их описание ограничено только указанными эталонами, что существенно ограничивает область его применения.The known method of metrological maintenance of measuring instruments in the places of their operation, which explains the procedure for the formation of standards of voltage and resistance according to the functional dependence on frequency [1]. The state system for ensuring the uniformity of measurements uses the primary standard of electrical resistance based on the Hall effect. In work [2], the authors consider the standard of a voltage unit with an output of 1 V. However, their description is limited only to the specified standards, which significantly limits the scope of its application.

Задачей изобретения является создание устройства для организации базы единиц частоты, времени, длинны, силы тока, напряжения и сопротивления. Указанный технический результат достигается устройством для организации базы эталонов единиц величин.The objective of the invention is to create a device for organizing the base of units of frequency, time, length, current, voltage and resistance. The specified technical result is achieved by a device for organizing a base of measurement standards of units of quantities.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлены следующие блоки:The essence of the invention is illustrated by a drawing, where FIG. 1 shows the following blocks:

1.1 - первый блок деления;1.1 - the first block of division;

1.2 - второй блок деления;1.2 - the second block of division;

1.3 - третий блок деления;1.3 - the third block of division;

1.4 - четвертый блок деления;1.4 - fourth division block;

2.1 - первый блок формирования умножения;2.1 - the first block of multiplication formation;

2.2 - второй блок формирования умножения;2.2 - the second block of multiplication formation;

2.3 - третий блок формирования умножения;2.3 - the third block of multiplication formation;

3.1 - первый блок формирования суммы.3.1 - the first block of the formation of the amount.

Входы блоков 1.1, 2.1, 2 вход блока 1.2, входы блоков 3.1, 2 вход блоков 2.2 и 2.3, входы блока 1.4 являются входами в устройство; выход блока 1.1 является 1 выходом устройства; выход блока 2.1 является первым входом блока 1.2, выход которого является 1 входом блока 1.3 и 2 выходом устройства; выход блока 3.1 является 1 входом блока 2.2, выход которого является 1 входом блока 2.3, выход которого является 2 входом блока 1.3 и 4 выходом устройства; выход блока 1.3 является 3 выходом устройства; выход блока 1.4 является 5 выходом устройства. Для пояснения принципа работы устройства приведем следующие выкладки [3].Inputs of blocks 1.1, 2.1, 2 input of block 1.2, inputs of blocks 3.1, 2 inputs of blocks 2.2 and 2.3, inputs of block 1.4 are inputs to the device; block 1.1 output is 1 device output; the output of block 2.1 is the first input of block 1.2, the output of which is 1 input of block 1.3 and 2 output of the device; the output of block 3.1 is 1 input of block 2.2, the output of which is 1 input of block 2.3, the output of which is 2 input of block 1.3 and 4 output of the device; block 1.3 output is 3 device output; the output of block 1.4 is the 5th output of the device. To clarify the principle of operation of the device, we present the following calculations [3].

В настоящее время в мире наметился переход от эталонов в качестве материальных объектов на более стабильные методы расчетов значений при помощи формул, основанных на физических константах (постоянных величинах, входящих в уравнения, описывающие фундаментальные законы природы и свойства материи), то есть физические величины находят через зависимость от постоянных констант [4].Currently, there is a transition from standards as material objects in the world to more stable methods for calculating values using formulas based on physical constants (constant quantities included in the equations describing the fundamental laws of nature and the properties of matter), that is, physical quantities are found through dependence on constant constants [4].

Требуемый технический результат достигается тем, что развитие измерительной техники позволяет воспроизводить единицу частоты ƒ [Hz] с погрешностью 10-15-10-13 Hz, что является наибольшей по точности среди других единиц величин. Применение преобразователей за счет косвенного метода делает возможным выразить остальные единицы величин через частоту с погрешностью не хуже погрешности используемых преобразователей. Согласно определению периода следования сигнала [5]The required technical result is achieved by the fact that the development of measuring technology makes it possible to reproduce the unit of frequency ƒ [Hz] with an error of 10 -15 -10 -13 Hz, which is the highest in accuracy among other units of quantities. The use of converters due to the indirect method makes it possible to express the remaining units of quantities in terms of frequency with an error not worse than the error of the used converters. According to the definition of the signal repetition period [5]

Figure 00000001
Figure 00000001

где Т - период следования сигнала [s], что эквивалентно единице времени.where T is the signal repetition period [s], which is equivalent to a unit of time.

Функциональная зависимость длинны волны λ [m] от производных реализует единицу длины [6]The functional dependence of the wavelength λ [m] on the derivatives implements the unit of length [6]

Figure 00000002
Figure 00000002

где с = 1/299792458 [m/s] - скорость света.where c = 1/299792458 [m / s] is the speed of light.

В работе [7] автор определяет единицу силы тока I [A] какIn [7], the author defines the unit of current I [A] as

Figure 00000003
Figure 00000003

где m - целое число, соответствующее синхронизации Блоховских колебаний m-ной гармоникой внешнего сигнала;where m is an integer corresponding to the synchronization of Bloch oscillations with the mth harmonic of the external signal;

е = 1,602176634⋅10-19[С] - элементарный электронный заряд.e = 1.602176634⋅10 -19 [C] - elementary electronic charge.

Для получения эталона электрического напряжения U [V] будем руководствоваться формулой [7]To obtain the standard of electric voltage U [V], we will be guided by the formula [7]

Figure 00000004
Figure 00000004

где т - целое число;where m is an integer;

kj = 483597,8484⋅109 [Hz⋅V-l] - фундаментальная константа Джозефсона.k j = 483597.8484⋅10 9 [Hz⋅V -l ] is the fundamental Josephson constant.

Для получения эталона постоянного электрического сопротивления R [Ω], будем руководствоваться формулой [5]To obtain the standard of constant electrical resistance R [Ω], we will be guided by the formula [5]

Figure 00000005
Figure 00000005

Устройство работает следующим образом. На 4 вход устройства подается известное значение частоты с эталона частоты, которое поступает на 1 вход блоков 1.1, 2.1, 2 вход блоков 2.3 и 1.4; на 2 вход блока 1.1 поступает значение единицы, на выходе которого формируется значение

Figure 00000006
которая представляет собой единицу времени и поступает на 1 выход устройства; на второй вход устройства, который является вторым входом блока 2.1 поступает значение n, на выходе которого формируется значение ƒ⋅n, которое поступает на 1 вход блока 1.2, на 3 вход устройства, который является 2 входом в блок 1.2, формируется значение
Figure 00000007
которое представляет собой эталон единицы электрического напряжения и поступает на 2 выход устройства; входы устройства 5, 6 являются входами 1, 2 блока 3.1, на выходе которого формируется значение 2⋅m, которое поступает на 1 вход блока 2.2; вход 7 устройства является 2 входом блока 2.2, на выходе которого формируется значение 2⋅m⋅е. которое поступает на 1 вход блока 2.3, который является эталоном электрического сопротивления и поступает на 4 выход устройства, а также является 2 входом блока 1.3; выход блока 1.3 представляет собой единицу эталона электрического напряжения и поступает на 3 выход устройства; вход 8 устройства является 1 входом блока 1.4, на выходе которого формируется значение
Figure 00000008
которое представляет собой эталонную единицу длинны и поступает на 5 выход устройства.The device works as follows. The known frequency value from the frequency standard is fed to the 4th input of the device, which is fed to the 1st input of blocks 1.1, 2.1, 2nd input of blocks 2.3 and 1.4; the 2 input of block 1.1 receives the value of one, at the output of which the value is formed
Figure 00000006
which is a unit of time and goes to 1 output of the device; the second input of the device, which is the second input of block 2.1, receives the value n, the output of which forms the value
Figure 00000007
which is the standard of the unit of electrical voltage and is supplied to the 2 output of the device; the inputs of the device 5, 6 are inputs 1, 2 of block 3.1, at the output of which the value 2⋅m is formed, which is fed to 1 input of block 2.2; input 7 of the device is input 2 of block 2.2, at the output of which the value 2⋅m⋅е is formed. which goes to 1 input of block 2.3, which is the standard of electrical resistance and goes to 4 output of the device, and is also 2 input of block 1.3; the output of block 1.3 is a unit of the standard of electrical voltage and is fed to the 3 output of the device; input 8 of the device is 1 input of block 1.4, at the output of which the value is formed
Figure 00000008
which is a reference unit of length and goes to the 5th output of the device.

ЛитератураLiterature

1. RU 2718147, 2020 г.1. RU 2718147, 2020

2. Гудков А.Л., Гогин А.А., Козлов А.И., Самусь А.Н., Краснополин И.Я. Эталон напряжения постоянного тока. Сверхпроводниковая ИС на основе переходов Джозефсона. - Электроника: Наука, Технология, Бизнес, 2007, №6, с. 90-93.2. Gudkov A.L., Gogin A.A., Kozlov A.I., Samus A.N., Krasnopolin I.Ya. DC voltage standard. Superconducting IC based on Josephson junctions. - Electronics: Science, Technology, Business, 2007, no. 6, p. 90-93.

3. Андрашитов Д.С., Гежа С.А., Филимонов А.А. Способ повышения точности измерений на борту космических аппаратов // Современные наукоемкие технологии, №5, 2020, С. -15-19.3. Andrashitov D.S., Gezha S.A., Filimonov A.A. A way to improve the accuracy of measurements on board spacecraft // Modern science-intensive technologies, No. 5, 2020, pp. -15-19.

4. Резолюции 26-й Генеральной конференции по мерам и весам // https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2018/26th-CGPM-Resolutions. pdf. Дата принятия 08 04.2019 (Дата обращения 26.07.2020).4. Resolutions of the 26th General Conference on Weights and Measures // https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2018/26th-CGPM-Resolutions. pdf. Date of acceptance 08/04/2019 (Date of treatment 07/26/2020).

5. Орир Дж., перевод Рудой Ю.Г., Берков А.В. Физика, Полный курс, примеры, задачи, решения. Учебник. Издательство «КДУ», 2010 г. 198 - 200 с.5. Orier J., translated by Rudoy Yu.G., Berkov A.V. Physics, Complete course, examples, problems, solutions. Textbook. Publishing house "KDU", 2010 198 - 200 p.

6. Голубев А. В погоне за точностью: единый эталон времени-частоты-длины// Наука и жизнь, №12, 2009 г., с. 93-99.6. Golubev A. In pursuit of accuracy: a single standard of time-frequency-length // Science and Life, No. 12, 2009, p. 93-99.

7. Зорин А.Б. Когерентные явления в туннельных джозефсоновских переходах с малой емкостью и квантовые устройства на их основе: дис. … док. техн. наук: 01.04.07. - Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына, Москва, 2005 - 160 с.7. Zorin A.B. Coherent phenomena in tunneling Josephson junctions with low capacitance and quantum devices based on them: dis. ... doc. tech. Sciences: 01.04.07. - Research Institute of Nuclear Physics named after D.V. Skobeltsyn, Moscow, 2005 - 160 p.

Claims (1)

Устройство для организации базы эталонов единиц величин, состоящее из первого и второго блока деления, первого, второго и третьего блока формирования умножения, первого блока формирования суммы, при этом входы блоков деления 1.1, формирования умножения 2.1, второй вход блока деления 1.2, входы блоков формирования суммы 3.1, второй вход блоков формирования умножения 2.2 и 2.3 являются входами в устройство; выход блока деления 1.1 является первым выходом устройства; выход блока формирования умножения 2.1 является первым входом блока деления 1.2, выход которого является вторым выходом устройства; выход блока формирования суммы 3.1 является первым входом блока формирования умножения 2.2, выход которого является первым входом блока формирования умножения 2.3, выход которого является четвертым выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены третий и четвертый блок деления 1.3 и 1.4, выход блока деления 1.2 является первым входом блока деления 1.3, выход блока формирования умножения 2.3 является вторым входом блока деления 1.3, выход которого является третьим выходом устройства, четвертый и восьмой входы устройства является вторым и первым входами блока деления 1.4 соответственно, выход которого является пятым выходом устройства.A device for organizing the base of measurement standards of units of quantities, consisting of the first and second division block, the first, second and third block for the formation of multiplication, the first block for the formation of the sum, while the inputs of the division blocks 1.1, the formation of multiplication 2.1, the second input of the division block 1.2, the inputs of the formation blocks sums 3.1, the second input of the multiplication units 2.2 and 2.3 are inputs to the device; the output of the division block 1.1 is the first output of the device; the output of the multiplication formation block 2.1 is the first input of the division block 1.2, the output of which is the second output of the device; the output of the block for forming the sum 3.1 is the first input of the block for forming the multiplication 2.2, the output of which is the first input of the block for forming the multiplication 2.3, the output of which is the fourth output of the device, characterized in that the third and fourth division blocks 1.3 and 1.4 are introduced into it, the output of the division block 1.2 is the first input of the division 1.3 block, the output of the multiplication formation block 2.3 is the second input of the division 1.3 block, the output of which is the third output of the device, the fourth and eighth inputs of the device are the second and first inputs of the division 1.4, respectively, the output of which is the fifth output of the device.
RU2020132023A 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus for arrangement of measurement unit standard base RU2752800C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132023A RU2752800C1 (en) 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus for arrangement of measurement unit standard base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132023A RU2752800C1 (en) 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus for arrangement of measurement unit standard base

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752800C1 true RU2752800C1 (en) 2021-08-06

Family

ID=77226310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132023A RU2752800C1 (en) 2020-09-29 2020-09-29 Apparatus for arrangement of measurement unit standard base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752800C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1145323A1 (en) * 1983-12-22 1985-03-15 Рижское высшее военное авиационное инженерное училище им.Якова Алксниса Control system function checking device
US7406388B2 (en) * 2002-09-13 2008-07-29 Southern California Edison Calibration process management system and data structure
RU2541848C1 (en) * 2013-12-03 2015-02-20 Евгений Александрович Сухарев Adaptive control system
RU2674281C1 (en) * 2017-12-26 2018-12-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Device forming optimal control actions for ensuring a sustainable operation of complex technical systems
RU2718147C1 (en) * 2019-01-31 2020-03-30 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Method of metrological maintenance of measuring devices in their operation places

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1145323A1 (en) * 1983-12-22 1985-03-15 Рижское высшее военное авиационное инженерное училище им.Якова Алксниса Control system function checking device
US7406388B2 (en) * 2002-09-13 2008-07-29 Southern California Edison Calibration process management system and data structure
RU2541848C1 (en) * 2013-12-03 2015-02-20 Евгений Александрович Сухарев Adaptive control system
RU2674281C1 (en) * 2017-12-26 2018-12-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Device forming optimal control actions for ensuring a sustainable operation of complex technical systems
RU2718147C1 (en) * 2019-01-31 2020-03-30 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Method of metrological maintenance of measuring devices in their operation places

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aleksan et al. Determining the quark mixing matrix from CP-violating asymmetries
Heavens et al. Standard rulers, candles, and clocks from the low-redshift Universe
CN103528511A (en) Sinusoidal phase modulation type laser self-mixing interferometer and measuring method thereof
RU2752800C1 (en) Apparatus for arrangement of measurement unit standard base
CN103529256A (en) Waveform synthesis device
Thakur et al. Phase shift and infinitesimal wave energy loss equations
EP3005249B1 (en) Improved method of signal processing and system including the same
Xue et al. High precision linear frequency modulation ranging system based on semiconductor laser
CN203502449U (en) Waveform synthesizer
CN112763768A (en) Driving method, system and controller for direct-current quantum small voltage
RU152856U1 (en) ACTIVE RESISTANCE DEVICE
RU147588U1 (en) ACTIVE RESISTANCE DEVICE
SU1223165A1 (en) Method of determining parameters of parallel rc-circuits
KR20050121389A (en) Critical current measurement device for characterizing magnetic field dependence of josephson junction
Suppes Empirical structures
Brui et al. T2 mapping for contiguous multi-slice 3D volume: a new EMC-based technique taking into account slice cross-talk effects
SU789944A1 (en) Apparatus for measuring magnetic induction vector modulus
Christiansen et al. Computing accurate age and distance factors in cosmology
Liu et al. Model independent calibration for sound horizon combining observations of supernovae and transversal BAO measurements
Fuse et al. Resistivity in Play-Doh: Time and color variations
Motoasca et al. Hysteresis modelling of soft magnetic materials using LabVIEW programs
Mandelis Focus on test, measurement, and data acquisition
RU2555215C1 (en) Compensation-type accelerometer
SU600721A1 (en) Correlometric signal effective value digital meter
SU464870A1 (en) Time-to-pulse converter device