Сверхпроводящий датчик постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСКРЕСПЮЛИН Ь 39/22 4 БИЛ" ЬСТВУ аСЬ -юС с336 2 иаметр втулки; бки т ружной т при изоместахсвязи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОРСК У СВИДЕ(54)(57.) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий сверхнро".водящий токовод в виде двух коакси"альных трубок, соединенных с одногоконца сверхпроводящим диском, изолирующую втулку, надетую на внутрене 0 ютрубку, сверхпроводящнй контур квантования с двумя слабыми связями идве пары сигнальных проводов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерениятока, на поверхности втулки сформираван охватывающий ее пленочный сверхпроводящий приемный контур, плоекость,801088617 которого расположена относительно осивнутренней трубки под углом 2 - длина втулки,причем ось втулки смещена относительно оси внутренней трубки по диа иетру втулки, лежащему в плоскости приемного контура, на расстояние где й - диаметр внутренней тр а сверхпроводящий пленочный к квантования сформирован иа на поверхности втулки и лересека еиный контур в двух местах по лированныи участкам, причем в пересечения образованы слабые в виде туннельных переходов.1088617 с Областью применения изобретенияявляется ускорительная техника.Сверхпроводящий датчик постоянноготока является чувствительным элементом отклонения стабилизируемого тока в системах питания анализирующихмагнитов,Известен измеритель тока, состоящий из пустотелого омического шунта, ответвителя тока, используемого 106в качестве первичной обмотки трансформатора постоянного тока, и трансфовматора постоянного тока. В такомустройстве измеряемый ток частичнопротекает но осветителю, расположен 15ному внутри шунта и измеряется трансформатором постоянного тока, Недостат.ком такого устройства является низкая точность измерения тока, связанная с тепловыми потерями в самом шунте и гистереэисом петли намагничивания трансформатора постоянного тока,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является сверх"25проводящий датчик постоянного тока,содержащий сверхпроводящий тоководв виде двух коаксиальных трубок, сое"диненных с одного конца сверхпроводящим диском, изолирующую втулку,надетую на внутреннюю трубку, сверхпроводящий контур квантования с двумя слабыми связями и две пары сигнальных проводов.Недостатком такого устройства является сравнительно низкая точность 35измерения постоянного тока, связанная с временным дрейфом характеристик точечных контактов, образованных остриями сверхпроводящих винтов,а также дрейфом, связанным с термо 40циклированием датчика. Эти дрейфывызваны изменением толщины окисногослоя сверхпроводника в месте соприкосновения острия винта н трубки иизменением площади точечного контакта вследствие ухода винта по резьбепри механических термонапряжениях.Вследствие этого изменяется чувст,вительность датчика по отклонениютока. 50Недостатком является также гальва"ническая связь измерительной цепис цепью нагрузки, что снижает точность измерений вследствие возникновения паразитных связей по "земле", 55Целью изобретения является повышение точности измерения постоянноготока. 1Цель 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 квантованияфс 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 угломВагс 1 д - ( о с2 где В - наружный диаметр втулки;1 - длина втулки;причем ось втулки смещена относительно оси внутренней трубки по диаметру втулки, лежащему в плоскости приемного контура на расстояние где Й - диаметр внутренней трубкиа сверхпроводящий пленочный контурквантования сформирован на наружной поверхности втулки и пересекаетприемный контур в двух местах поизолированным участкам, причем вместах пересечения образованы слабые связи в виде туннельных переходов.На фиг. 1 и 2 изображен сверхпроводящий датчик постоянного тока, общий вид.Сверхпроводящий датчик постоянного тока содержит две коаксиальныетрубки наружную 1 и внутреннню 2и соединяющий их диск 3. На наружнуюповерхность трубки 2 надета изолирующая втулка 4. На боковой поверхности втулки нанесен пленочный сверхпроводящий контур 5 квантования, а поверх него - пленочный сверхпроводящийприемный контур 6, охватывающий изолирующую втулку и пересекающий контурквантования по изолированным участкам,образуя в местах пересечения две слабые связи в виде туннельных переходов, К контактным площадкам 7, связанным с контурами, подсоединены двепары сигнальных проводов: токовые 8и потенциальные 9, проходящие черезвнутреннюю трубку,Датчик работает следующим образом.Стабилизируемый ток проходит по поСоставитель И. Л Техред И.Ходанич оваКоррек Патай ктор О. 10 Заказ 3318/ Подписноео комитета СССРй и открытийуаская наб д, 4/5 Тираж бКИПИ Госудпо делам5, Москва ственнобрете3-35,В 3 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 3 0886 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 1 Ось втулки 4 смещена относительно оси трубки 2, и плоскость контура 6 расположена под углом к оси втулки менее - для того, чтобы увеличить20 количество силовых линий, проходящих через площадь приемного контура и, тем самым повысить магнитнуЮ связь контура 6 с тоководом. Ток 1 с создает круговой магнитный поток ф, пронизывающий контур 5. Поток фс наводит в двух сегментах контура токи 1, 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 го тока можно судить но изменению напряжения на туннельных переходах,1/ 4снимаемому 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 магнитно- связанных 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.