Сверхпроводниковая электромеханическая система для компарирования энергии магнитного поля и механической работы

(51)5 Н О 1. 39 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2стоит из правильной призмы из сверхпроводника, прикрепленной к основанию усеченного коцуса, и по крайней мере трех дополнительных электромагнитных катушек, жестко скрепленных с основной катушкой. Дополнительные катушки расположены около граней призмы, ось которой совмещена с осью конуса. Кроме того, на сверхпроводниковом теле закрепляют плоское зеркало. Комнарирование осуществляют следующим образом. По осесимметричной катушке про. пускают электрический ток. Пондеромоторные силы магнитного поля, возбуждаемого этим током, действуют на коническое тело и полностью уравновешивают его вес при определенной силе тока. Коническое тело перемещается в пространстве, при этом вер. тикальная. координата его центра тяжести является функцией тока в катушке. С помощью плоского зеркала узла регулирования регистрируют углы поворота тела,относительно горизонтальных осей. Пропуская токи по дополнительным катушкам, вызы. вают силы, действующие на грани правильной призмы. Это позволяет избавиться от поворота конического тела вокруг горизонтальных осей с точностью не хуже 1. Тем самым погрешность измерения смещения центра тяжести конического тела уменьшается не менее чем в 50 раз, что значительно повышает компенсирование приращений ма- нитного поля и механической работы. бластц точныхиспользуюсти и кванто. ках, и может едения ампера а магнитного заряда электрования приращении энергии магнитного поля системыи работы пондеромоторцых сил, выраженнойв механических единицах,Целью очности ия сост еремеше ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Г. 5 Ь 1 о(а, К. Нага апг 1 Т. Н 1 га 1 а 1 пзргоуегпеп 1 о( 1 Ье Ьцрегсопдцс 11 пд Мадпе 11 с 1.еч 11 а 6 оп уз 1 егп (ог ап АЬэо 1 ц 1 е Ре 1 еггп 1- па 11 оп о 1 Ве Мадпе 11 с Г 1 цх Оцап 1 цгп, Зарапеэе 3, о(йе Арр. Раув. Ъо 1. 23, Мо, 4, 1984, рр. 1.227 - 1.229.Француз Э. Т., Горчаков Ю. Д. Электромеханическая система для экспериментального определения 7 А. Сборник научных трудов. Работы в области определения физических постоянных, Энергоиздат, Л., 1981, с. 37 - 42.(54) СВЕРХГ 1 РОВОДНИКОВАЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОМПАРИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И МЕХАНИЧЕСКОЙ РАБОТЫ(57) Изобретение относится к области точных электромагнитных измерений и может быть использовано для уточнения значений фундаментальных физических постоянных. Цель изобретения состоит в повышении точности компарирования приращений энергии магнитного поля и работы пондеромоторных сил. Для этого система снабжена узлом регулирования поворота сверхпроводникового тела вокруг горизонтальных осей. Узел со. Изобретение относится к о электромагнитных измерений щих явление сверхпроводимо вые эффекты в сверхпроводни быть применено для воспроизв и уточнения значений квант потока, постоянной Г 1 лацка и рода путем точного компари изобретения является повышениеомпарирования за счет ум цьше-,вляющей погрецшости измеренияий левитирукнцего тела.формула изобретения 4045 На чертеже показана электромеханическая система, общий вид.Электромеханическая система содержит осес имметричную электромагнитную катушку 1, намотанную на каркас 2, верхняя часть которого имеет форму усеченного конуса, а нижняя - цилиндра, прикрепленного к основанию электромеханической системы 3, тело 4, выполненное в виде тонкостенной оболочки иэ сверхпроводника, например ниобия, в форме усеченного конуса, сопряженного с катушкой 1, правильную призму 5 из сверхпроводника, например ниобия, прикрепленную к основанию усеченного конуса 4 так, чтобы оси конуса и призмы совпадали, причем призма внутри имеет коаксиальную цилиндрическую полость для прохождения каркаса 2 к основанию системы 3. На теле 4 закреплено плоское зеркало 6, а около граней призмы 5 расположены прикрепленные к основанию 3 системы дополнительные электромагнитные катушки 7, каждая из которых подключена через выводы 8 к отдельному регулируемому источнику тока, Для измерения взаимных перемещений на левитирующем теле 4 и каркасе основной катушки 2 закреплены отражатели лазерного интерферо метра. Электромеханическая система работает следующим образом.Гри пропускании по катушке 1 постоянного электрического тока достаточной величины, пондеромоторные силы магнитного поля, возбуждаемого этим током, действую. щие на коническое тело 4, полностью уравновешивают его вес. При этом тело 4 левитирует, т. е, выходит иэ соприкосновения с каркасом 2 катушки, и занимает положение в пространстве, при котором вертикальная координата его центра тяжести является функцией значения тока в катушке 1, а его ось располагается под углом к вертикали, не всегда равным нулю.С помощью плоского зеркала 6, входящего в состав узла регулирования поворотов тела 4 относительно горизонтальных осей н автоколлиматора, луч которого перпендикулярно падает на зеркало, регистрируют углы поворота тела относительно горизон. тальных осей с погрешностью не более .Регулирование же этих углов осуществляют путем пропускания токов по дополнительным катушкам 7, расположенным около граней призмы 5. При этом равнодействующая пон. деромоторных сил магнитного поля каждой дополнительной регулирующей катушки 7 приложена к соответствующей сверхпроводниковой грани и направлена к оси симметрии системы.Момент этой силы относительно центратяжести левитирующего сверхпроводнико-вого тела 4 вызывает его поворот вокруг горизонтальной оси. Например, экспериментально установлено, что пропускание тока 0,1 А через катушку с диаметром 12 мм и 0 толщиной 1,2 мм, содержащую 85 виткови расположенную на расстоянии 0,5 мм от грани призмы, вызывает поворот тела на угол - 10"Таким образом, рег лируя токи в допол иительных катушках 7 и ток основной катушки 1, поддерживают в любой точке интервала вертикальных перемещений тела 4 угол поворота оси этого тела относительно горизонтальных осей неизменным с погрешностью, не превышающей 1, Для этого 20 в системе достаточно иметь три дополнительные катушки 7, оси симметрии которых расположены в . горизонтальной плоскости под углом 120 одна к другой.Контролирование положения оси сверхпроводникового тела 4 в любой точке интервала перемещений тела 4 с погрешностью не более 1 уменьшает погрешность измерения смещений центра тяжести тела 4 по сравнению с прототипом не менее чем в 50 раз. иСверхпроводниковая электромеханическая система для компарирования энергии магнитного поля и механической работы, содержащая осесимметричную электромагнитную катушку, сверхпроводниковое тело в виде усеченного конуса с вершиной, обращенной вверх, и отражатели лазерного интерферометра, закрепленные на сверхпроводниковом теле и катушке, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности компарирования, она снабжена узлом регулирования, углов поворота сверхпроводникового тела относительно горизонтальных осей, выполненного в виде плоского зеркала, закрепленного на сверхпроводниковом теле, и правильной призмы иэ сверхпроводника, прикрепленной к основанию усеченного конуса, при этом оси конуса и призмы совмещены, а около ее граней расположены по крайней мере три дополнительные электромагнитные катушки, жестко скрепленные с основной катушкой.го комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССМосква, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/51 ьский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, О Составитель А Техред А. КравчукТираж аганов Корректор М. Максимишине Подписное