Сверхпроводящий датчик постоянного тока

СО}03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1088617 р 4 Н 01 ? 39/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВС.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а»СЬ вЂ” oC i —

33

6 2

0 0

2 (21) 3471986/18-25 (22) 19.07.82 (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (72) В. Н. Дорошенко, .Г. И. Павлов и В. Н. Сосницкий (53) 321.326(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 986253, кл. Н Ol Ь 39/22, 1981.

Шварц Б. Б. и Фонер С. Слабая сверхпроводимость. М., "Мир", 1980 ° с. 24. (54)(57.) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ДАТЧИК ПО

СТОЯННОГО ТОКА, содержащий сверхнро водящий токовод в виде двух коакси" альных трубок, соединенных с одного конца сверхпроводящим диском, изоли рующую втулку, надетую на внутренщюю трубку, сверхпроводящий контур кван» тования с двумя слабыми связями и две пары сигнальных проводов, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения точности измерения тока, на поверхности втулки сформира ван охватывающий ее пленочный сверх.проводящий приемный контур, плоекость которого расположена относительно оси внутренней трубки под углом где D — - наружный диаметр втулки;

2 - длина втулки, причем ось втулки смещена относительно оси внутренней трубки по диа метру втулки, лежащему в плоскости приемного контура, на расстояние где d. — диаметр внутренней трубки, а сверхпроводящий пленочный контур квантовання сформирован иа наружной поверхности втулки и пересекает при емный контур в двух местах по изолированным участкам, причем в местах пересечения образованы слабые связи в внде туннельных переходов.

1088617 с

Областью применения изобретения является ускорительная техника.

Сверхпроводящий датчик постоянного тока является чувствительным элементом отклонения стабилизируемого то» ка в системах питания анализирующих магнитов.

Известен измеритель тока, состоящий из пустотелого омического шунта, ответвителя тока, используемого 10 в качестве первичной обмотки трансформатора постоянного тока, и трансформатора постоянного тока. В таком устройстве измеряемый ток частично протекает но осветителю, расположен15 ному внутри шунта и измеряется транс» форматором постоянного тока. Недостатком такого устройства является низкая точность измерения тока, связанная с тепловыми потерями в самом шунте и гистереэисом петли намагничивания трансформатора постоянного тока.

Наиболее .близким по технической сущности к изобретению является сверх"

25 проводящий датчик постоянного тока, содержащий сверхпроводящий токовод в виде двух коаксиальных трубок, соединенных с одного конца сверхпроводящим диском-, изолирующую втулку, надетую на внутреннюю трубку, сверхпроводящий контур квантования с двумя слабыми связями и две пары сиг. нальных проводов.

Недостатком такого устройства является сравнительно низкая точность Ç5 измерения постоянного тока, связанная с временным дрейфом характеристик точечных контактов, образованных остриями сверхпроводящих винтов, а также дрейфом, связанным с термо 40 циклированием датчика. Эти дрейфы вызваны изменением толщины окисного слоя сверхпроводника в месте соприкосновения острия винта н трубки и изменением площади точечного контак- 45 та вследствие ухода винта по резьбе при механических термонапряжениях.

Вследствие этого изменяется чувст,вительность датчика по отклонению тока. 50

Недостатком является также гальваническая связь измерительной цепи с цепью нагрузки, что снижает точность измерений вследствие возникновения паразитных связей по "земле". 55

Целью изобретения является повышение точности измерения постоянного тока.

Цель достигается тем, что в сверхпроводящем датчике постоянного тока, содержащем токовод в виде двух коаксиальных трубок, соединенных с одного конца сверхпроводящим диском, изоли рующую втулку, надетую на внутреннюю трубку, сверхпроводящий контур квантования с двумя слабыми связями и две пары сигнальных проводов, на поверхности втулки сформирован охваты. вающий ее пленочный сверхпроводящий приемный контур, плоскость которого расположена относительно оси внутренней трубки под углом

D

arctg — 6 а с

E 2 где D — - наружный диаметр втулки;

E - -длина втулки; причем ось втулки смещена относительно оси внутренней трубки по диаметру втулки, лежащему в плоскости приемного контура на расстояние где cl — - диаметр внутренней трубки, а сверхпроводящий пленочный контур квантования сформирован на наружной поверхности втулки и пересекает приемный контур в двух местах по изолированным участкам, причем в местах пересечения образованы слабые связи в виде туннельных перехо.. дов.

На фиг. 1 и 2 изображен сверхпро» водящий датчик постоянного тока, общий вид.

Сверхпроводящий датчик постоянного тока содержит две коаксиальные трубки наружную 1 и внутреннню 2 и соединяющий их диск 3. На наружную поверхность трубки 2 надета изолирующая втулка 4. На боковой поверхности втулки нанесен пленочный сверхпроводящий контур 5 квантования, а поверх него - пленочный сверхпроводящий приемный контур 6, охватывающий изолирующую втулку и пересекающий контур квантования по изолированным участкам, образуя в местах пересечения две слабые связи в виде туннельных переходов. К контактным площадкам 7, связанным с контурами, подсоединены две пары сигнальных проводов: токовые 8 и потенциальные 9, проходящие через внутреннюю трубку.

Датчик работает следующим образом.

Стабилизируемый ток проходит по поФиг. 2

Составитель И. Лашкова

Редактор О. 10ркова Техред И.Ходанич Корректор Л. Патай

Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3318/2

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10886 верхности трубки 2, диску 3 и по наружной трубке 1. Магнитные силовые линии этого тока, проходя через площадь сверхпроводящего кольца 6 (приемный контур), наводят в нем ток I

Ось втулки 4 смещена относительно оси трубки 2, и плоскость контура 6 расположена под углом к оси втулки менее — для того, чтобы увеличить

10 количество силовых линий, проходящих через площадь приемного контура и, тем самым повысить магнитнуЮ связь контура 6 с тоководом. Ток I создает круговой магнитный поток Ф, пронизывающий контур 5. Поток Фс наводит в двух сегментах контура токи I протекающие через соответствующие дуги контура, туннельные переходы и часть контура 6 так, что их направления через переходы совпадают. При изменении стабилизируемого тока соответственно изменяется и ток через переходы. О его изменении, а следовательно и об изменении стабилиэируемо- 2g го тока можно судить но изменению напряжения на туннельных переходах, 1/ 4 снимаемому с потенциальной пары проводов 8, подсоединенной к контактным площадкам 7. Для выбора соответствующего режима работы через туннельные переходы пропускается дополнительно транспортный ток по сигнальной паре проводов 9, также подсоединенных к контактным площадкам 7.

Конструкция пленочных магнитносвязанных контуров, образующих туннельные переходы, не требует допол нительной настройки и позволяет получить устройство с высокой долговременной стабильностью. Гальваническая развязка измерительной цепи от цепи нагрузки исключает параэитные связи по земле . Это позволяет значитель» но повысить точность непрерывных длительных измерений постоянного тока заявляемым датчиком по сравнению с прототипом. Отпадает необходимость периодической разборки датчика и настройки его переходов. Отсутствие дополнительных регулировок позволит повысить практическое время использования датчика в 2-3 раза по срав« нению с прототипом.