SU811187A1 - Устройство дл воспроизведени за-дАННыХ зНАчЕНий МАгНиТНОй иНдуКции - Google Patents

Description

ниткой индукции создаетс  в рабочем объеме эталонной катушки с током в услови х компенсации МПЗ, причем посто нна  эталонной катушки рассчитываетс  на основе точных измерений геометрических размеров ее обмотки, а сила тока воспроизводитс  при помош,и эталонных мер напр жени  (нормального элемента) и сопротивлени , получающих значение от соответствуюш,их первичных эталонов.

Недостатком данного устройства  вл етс  недостаточно высока  точность воспроизведени  заданных значений магнитной индукции , обусловленна  ограниченной стабильностью и воспроизводимостью силы тока , определ емой нормальным элементом и эталонным резистором. Точность воспроизведени  ограничиваетс  также тем, что остаютс  неисключенными магнитные помехи, обусловленные нестабильностью элементов цепи компенсации посто нной составл ющей МПЗ. Другим недостатком его  вл етс  возможность воспроизведени  лишь крайне ограниченного числа значений магнитной индукции, определ емого числом эталонных резисторов разного номинала.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности воспроизведени  и расширение диапазона задаваемых значений магнитной индукции.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  воспроизведени  заданных значений магнитной индукции, содержащее эталонную катушку магнитной индукции и первый регулируемый источник посто нного тока, соединенные последовательно, две разнесенные в пространстве эквивалентные катушки компенсации МПЗ, ориентированные по его направлению, перва  из которых концентрична с эталонной катушкой, и второй регулируемый источник посто нного тока, соединенные последовательно, фазовый детектор, выход которого подключен к управл емому входу второго источника тока , и квантовый преобразователь магнитной индукции в частоту, выход которого подключен к первому входу фазового детектора , дополнительно введены помещенные внутрь второй катущки компенсации две соосные с ней идентичные токозадающие катущки магнитной индукции, второй преобразователь магнитной индукции в частоту , идентичный первому, сумматор частот, второй фазовый детектор и синтезатор частот , при этом токозадающие катущки включены встречно-последовательно в цепь первого источника тока, преобразователи размещены внутри них, причем выход первого преобразовател  подключен также к первому входу сумматора, выход второго преобразовател  подключен к второму входу первого фазового детектора и второму входу сумматора, а выходы сумматора и синтезатора частот подключены к входам второго фазового детектора, выход которого подключен к управл ющему входу первого источника тока.

На чертенке представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит эталонную катущку 1 магнитной индукции, намотанную на кварцевом каркасе и помещенную внутрь первой катушки 2 компенсации магнитного пол  Земли (МПЗ). Две дополнительные

идентичные ., встречно-последовательно включенные токозадающие катущки 3 и 4 магнитной индукции намотаны на общем каркасе из кварца, ориентированы по направлению эталонной катущки и размещены внутри второй катушки 5 компенсации МПЗ, эквивалентной катущке 2 и удаленной от нее на рассто ние, обеспечивающее исключение вли ни  системы катущек 3, 4 и 5 на поле, создаваемое эталонной катущкой 1. Система последовательно соединенных эталонной и токозадающих катушек магнитной индукции подключена к первому регулируемому источнику посто нного тока 6, а система последовательно соедипенных катущек компенсации - к второму регулируемому источнику посто нного тока 7. Внутрь рабочих объемов катущек 3 и 4 помещены соответственно два идентичных квантовых преобразовател  8 и 9 магнитной индукции в частоту, например преобразователи на оптической накачке Sz-типа. В электронную часть устройства вход т также сумматор 10 выходных частот преобразователей , первый и второй фазовые детекторы 11 и 12 и синтезатор 13 частот промыщленного типа, например 46-31.

Устройство работает следующим образом .

В основу воспроизведени  магнитной ипдукции положено соотношение

5 /Сэ/+ДД

где /Сэ - посто нна  эталонной катушки, в рабочем объеме которой создаетс  заданное значение магнитной индукции, определ ема  посредством прецизионных измерений геометрических размеров ее обмотки;

/ - сила посто нного тока, поддерживаема  с высокой точностью на заданном определенпом уровне;

АВ - пескомпенсированный остаток МПЗ в рабочем объеме эталонной катушки.

Claims (2)

1. Значение тока / стабилизируетс  первым кольцом автоматического регулировани , состо щим из регулируемого источника тока 6, катушек 1, 3 и 4, а также преобразователей 8 и 9, сумматора частот 10, фазового детектора 12 и синтезатора частот 13. Требуемое значение тока устанавливаетс  грубо на источнике тока 6, а точно - на синтезаторе 13. Благодар  идентичности и встречному включению катушек 3 и 4 в рабочнх объемах последних создаетс  магнитное поле с индукци ми S, К-,1 + Д5 и Б-.Л/ - Д5, где /Ст - посто нна  токозадающих катушек 3 и 4. Преобразователи 8 и 9, помеш,енные внутрь катушек 3, 4, вырабатывают сигналы с частотами 1,ГВ, и Л Г5„ где Г - фундаментальна  константа атомов ( дер) рабочего вещества преобразователей . На выходе сумматора частот 10 выдел етс  сигнал с частотой /z::/, + /,:2r/r,/, котора  в фазовом детекторе 12 сравниваетс  с опорной частотой /о, поступающей с синтезатором частот 13. Значение частоты /о определ ет значение тока /: сигнал с выхода фазового детектора 12 управл ет током источника 6, поддержива  его равным у 2ГК.-, Значение коэффициента пропорциональности оиредел етс  при аттестации устройства ио первичным эталонам единиц силы тока и времени (частоты). Стабильность и воспроизводимость значений тока в предлагаемом устройстве выше, чем в известном , так как эти характеристики определ ютс  только свойствами таких высокостабильных элементов, как кварцевые катушки , квантовые преобразователи и синтезатор частот. Долговременна  нестабильность указанных элементов не превышает (1 . . . 2) , что на пор док меньше, чем дл  нормальных элементов и эталонных резисторов. Кроме того, в устройстве диаиазон задаваемых значений магнитной индукции щире, чем в прототипе, так как он оиредел етс  практически непрерывным р дом частот, задаваемых синтезатором. Следовательно, количество задаваемых значений практически неограниченно, тогда как в известном оно равно трем. Магнитное поле Земли компенсируетс  вторым кольцом автоматического регулировани , состо щим из катушек компенсации 2 и 5, регулируемого источника тока 7, катушек 3 и 4, преобразователей 8, 9 и фазового детектора И. Благодар  ориентации всех катушек по МПЗ и эквивалентности катушек 2 и 5 обмотками последних создаютс  одинаковые пол , равные и иротивоположно направленные МПЗ. Сигнал с выхода детектора 11 следит за изменени ми МПЗ, управл   током источника 7 таким образом, что выполн етс  условие равенства частот /i /2 с выходов преобразователей 8 и 9, что равносильно АВ 0. Благодар  исключению независимой цепи компенсации посто нной составл ющей МПЗ и создаваемых ею магнитных помех, предлагаемое устройство обеспечивает более высокую степень компенсации МПЗ по сравнению с прототипом, что  вл етс  необходимым условием повыщени  точности восироизведени  магнитной индукции. Формула изобретени  Устройство дл  воспроизведени  заданных значений магнитной индукции, содержащее эталонную катущку магнитной индукции и первый регулируемый источник посто нного тока, соединенные иоследовательно , две разнесенные в иространстзе эквивалеитные катушки компенсации магнитного пол  Земли, ориентированные по его направлению, перва  из которых соосиа с эталонной катушкой, и второй регулируемый источник посто нного тока, соединенные иоследовательно, фазовый детектор, выход которого подключен к управл емому входу второго источника тока, и квантовый преобразователь магнитной индукции в частоту , выход которого подключен к первому входу фазового детектора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности восироизведени  и расширени  диапазона задаваемых значений магннтной индукции , оно снабжено помещенными внутрь второй катущки компенсации двум  соосными с ней идентичными токозадающими катушками магнитной индукции, вторым квантовым преобразователем магнитной индукции в частоту, идентичным первому, сумматором частот, вторым фазовым детектором и синтезатором частот, при этом токозадающие катущки включены встречнопоследовательно Б цепь первого источника тока, преобразователи размещены внутри них, причем выход первого иреобразовател  иодключен также к первому входу сумматора , выход второго преобразовател  подключен к второму входу первого фазового детектора и второму входу сумматора частот, а выходы сумматора и синтезатора частот нодключены к входам второго фазового детектора, выход которого подключен к управл ющему входу первого источника тока. Источники информации, прин тые во внимание ири экспертизе 1. Владимиров В. М. и др. Протонный стабилизатор заданных значений посто нного магнитного пол . Приборы и техника эксперимента, 1974, № 5, с. 242.
2. 2. Барахннн К. К. и др. Результаты исследований первичного эталона единицы магнитной индукции. Сб. Исследовани  в областн магнитных измерений. Выи. 180, Л., Энерги , 1975, с. 3-9 (ирототип).

   99

   ffl

   j S 9