Устройство для измерения отношений сопротивлений

404028

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских, Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 21.1Ч.1972 (№ 1775506/1.8-10) М. Кл. G 01г 27/00 с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный «омитет

Совета Миииотрав СССР во делам изооретеиий и открытий

УДК 621.317.331 (088.8) Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 27.III.1974

Авторы изобретения

К. А. Краснов, В. П. Мазуров и Э. 3. Розенсои

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТНОШЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЙ к измеряемому сопротивлению, при этом регулируемый источник тока связан обратной связью с одним из регистрирующих приборов.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник постоянного тока 1, регулятор тока 2, измеряемые сопротивления 3, 4, регистрирующие приборы (нульиндикаторы) 5, 5, узлы Джозефсона 6, 6, облучаемые генераторами СВЧ 7, 7 и схемы питания 8, 8 узлов Джозефсона.

Устройство работает следующим образом.

При помощи схемы питания 8 ток через узел

Джозефсона 6 выбирают соответствующим ступени с номером п„вольт-амперной характеристики узла Джозефсона 6 (причем п„и пи. п, r выбирают так, чтобы — = — ). При этом ир R напряжение на узле Джозефсона 6 .равно

U> = п,,, 2е

h где — — квант магнитного потока;

2е

v — частота генератора СВЧ 7, облучающего узел Джозефсона 6.

Затем ток в цепи измеряемых сопротивлений

3, 4 изменяется регулятором тока 2 так, чтобы падение напряжения U,=1 r на сопротивлении 3 {r) не отличалось от U< в пределах

Изобретение касается точных электрических измерений и может быть использовано для калибровки делителей напряжения, измерения отношений сопротивлений, в особенности при разработке и использовании измерительных 5 схем при температурах жидкого гелия.

Известное устройство для измерения отношений сопротивлений компенсационным методом содержит источник постоянного тока, регулятор тока, измеряемые сопротивления и по- 10 тенциометр.

Погрешность измерения отношения сопротивлений определяются погрешностью потенциометра, которая составляет 5 — 1 ° 10 — %.

Известное устройство для измерения отно- 15 шений сопротивлений характеризуется невозможностью получения погрешности имерения отношений сопротивлений менее 5 10 †%, невозможностью измерения отношений сопротивлений менее 0,1 — 0,01 ом с погрешностью ме- 20 нее 5 10- % из-за трудности стабилизации токов 10 — 100 а; трудностью применения при низких температурах из-за термо-э.д.с., возникающих в выводах из криостата, и их нестабильности. 25

Для повышения точности измерения предлагаемое устройство выполнено двухканальным, причем каждый канал снабжен узлом Джозефсона с генератором СВЧ и схемой питания, подключенным через регистрирующий прибор 30

404028

2е

r U U г ! я тг

h .пт ", z

Составитель В. Степанов

Техред Е. Борисова

Редактор Т. Иванова

Заказ б22/4

Корректор E. Михеева

Подписное

Из д. № 174

Тираж 755

Типографии, пр Сапунова, 2 чувствительности нуль-индикатора 5. Затем узел Джозефсона 6 подключается,к измеряемому сопротивлению 4 (R) и при помощи схемы питания 8 ток через узел Джозефсона 6 выбирают соответствующим ступени и> на вольт-амперной характеристике узла Джозефсона 6, и перестройкой частоты v2 генератора

7 добиваются равенства напряжения а узле

Джозефсона 6, равного

h г — zzR г

2е падению напряжения U> — — IR на сопротивлении 3 (R), При этом отношение сопротивлени113 и 4 равно

Таким образом, при измерении отношений сопротивлений предлагаемым устройством отношение сопротивлений 3 и 4 зависит только от отношения номеров ступеней и вольт-амперной характеристики узла Джозефсона 6 и отношения частот v и v2 облучения узла Джозефсона 6 генератором СВЧ 7. Так как частота генератора СВЧ,может быть измерена с погрешностью менее 1 10-"/о и известны нуль индикаторы с чувствительностью порядка

10-15в, то измерение отношений сопротивлений может быть выполнено с помощью предлагаемого устройства с погрешностью менее

1 ° 10 — "/о. Кроме того, другие существующие устройства для измерения отношений сопротивлений, например мосты, позволяющие получить погрешность измерения отношений со4 противлений не хуже 1 10-"/в, используются для измерения отношений сопротивлений, кратных 10 (или очень близких к 10). Известными устройствами практически невозможно с высокой точностью измерить отношения сопротивлений, не кратных 10, так как для этого необходимо иметь большой набор точных сопротивлений. Предлагаемым устройством можно измерять любые отношения сопротивлений.

Все сказанное относится,к работе устройства, выполненного с одним каналом, когда узел Джозефсона подключен сначала к сопротивлению 3 (r), а затем к сопротивлению

4 (R).

15 При выполнении устройства двухканальным можно одновременно сравнивать напряжение двух каналов и исключить влияние нестабильности источника постоянного тока на точность измерения отношения сопротивлений.

Предмет изобретения

25 Устройство для измерения отношений сопротивлений, содержащее контур, состоящий из последовательно соединенных источника постоянного тока, рогулятора тока, двух измеряемых сопротивлений, и два регистрируюЗO щих прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно выполнено двух|канальным, причем каждый канал снабжен узлом Джозефсона с генератором

СВЧ и схемой питания, подключенным через

35 регистрирующий прибор к измеряемому сопротивлению, при этом регулируемый источник тока связан обратной связью с одним из регистрирующих приборов.