Эталон напряжения

) БРЕТЕН ИДЕТЕЛ 285077 4/24-0712,12.7907,05.84. Бюл. Р 17В,А.Чаркин и Ф.Ф.ИеФизико-техническийх температур АН УСС6 21 . 316,7 22.1 (088. 81. Галахова О.П. Гоервичный эталон едижущей силы - волотаая техника, 1971,(22) (46) денстит низк ударственицы элект-.ИзмериМ 12, с,12 ныйродвтель15.2 и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ Н.Кааг 1 з. Рг 1 вагу зСапдагйз - 1 еаг" 1972, 84 Р 40, Е 70-Е 71(54) (57) ЭТАЛОН НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулируемый источник питания,выход которого подключен к входублока управления, включающего эталонный конденсатор с управляемойемкостью, а выход блока управлениясоединен с управляемым входом регулируемого источника питания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения точности поддержанияи определения значения напряжения,в блок управления введены измерительный СВЧ генератор с целью обратнойсвязи, преобразователь частота - напряжение, перестраиваемый СВЧ гене - ратор, фазовый детектор и усилитель, а эталонный конденсатор с управляемой емкостью образован цилиндрическими поверхностями цилиндрического сверхпроводящего резонатора, сверхпроводящего стакана, внутри которого размещен короткозамкнутый сверх- проводящий соленоид, и сверхпроводящим цилиндром, жестко соединенным с каркасом сверхпроводящего соленоида и цилиндрическим сверхпроводящим резонатором, причем выход усилителя соединен с выходом блока управления, а вход подключен к выходу фазового детектора, один из входов которого соединен с перестраиваеьым Я СВЧ генератором, а другой вход - с выходом измерительного СВЧ генератора, вход которого подключен к преобразователю частота - напряжение, С а в цепь обратной связи включен упомянутый цилиндрический сверхпрэводящий резонатор, нижняя торцовая стенка которого образована дном сверхпроводящего стакана, при этом эталонный конденсатор с управляемой емкостью подключен к входу блока управления, 869485Изобретение относится к электротехнике и может найти применение вметрологии и измерительной техникев качестве эталона напряжения и высокоточного измерителя напряжения.Известны эталоны напряжения 1,2 5Первый из известных эталонов напряжения 1) содержит группу переменного состава из 20 насыщенныхнормальных элементов и компаратордля сравнения нормальных элементов. 10Абсолютный вольт определяется припомоци эталона амператоковых весови эталона ома - эталонной катушкисопротивления. Только совокупностьвсех этих элементов воспроизводит 15эталон напряжения,Такое устройство имеет недостаточную точность воспроизведения единицы вольта, обусловленную нестабильностью электродвижущей силы нормальных элементов.Второй эталон напряжения 2, являющийся наиболее близким техническим решением к изобретению, содержитрегулируемый источник питания, выходкоторого подключен к входу блока управления, включаюцего эталонный конденсатор с управляемой емкостью, авыход блока управления соединен суправляемым входом регулируемого источника питания.Недостатком этого устройства является низкая точность поддержанияи определения значения напряжения,35Целью изобретения является повышение точности поддержания и определения значения напряжения,Цель достигается тем, что в эталоне напряжения в блок управления введены измерительный СВЧ генератор с 40цепью обратной связи, преобразовательчастота - напряжение, перестраиваемый СВЧ генератор, фазовый детектори усилитель, а эталонный конденсаторс управляемой емкостью образован цилиндрическими поверхностями цилиндрического сверхпроводящего резонатора,сверхпроводящего стакана, внутри которого размещен короткозамкнутыйсверхпроводящий соленоид, и сверхпроводяцим цилиндром, жестко соединеннымс каркасом сверхпроводяцего соленоида и цилиндрическим сверхпроводящим.резонатором, причем выход усилителясоединен с выходом блока уггравления,55а вход подключен к выходу фазовогодетектора, один из входов которогосоединен с перестраиваеьым СВЧ генератором, а другой вход - с выходомизмерительного СВЧ генератора, входкоторого подключен к преобразователю 60частота - напряжение, а в цепь обратной связи включен упомянутый цилиндрический сверхпроводяций резонатор,нижняя торцовая стенка которого обра"зована дном сверхпроводящего стака на, при этом эталонный конденсаторс управляемой емкостью подключен квходу блока управления,На чертеже изображена блок-схемаустройства,Эталон напряжения содержит измерительный СВЧ генератор 1, в цепьобратной связи которого включен цилиндрический сверхпроводящий резонатор 2 с нижней торцовой стенкой 3,образованной дном сверхпроводящегостакана 4, К одному из выходов измерительного СВЧ генератора 1 подключенпреобразователь частота - напряжение 5. Другой выход измерительного СВЧ генератора 1 и выход перестраиваемого СВЧ генератора б соединен с входом фазового детектора 7, выход кото,- рого через усилитель 8 соединен с входными клеммами 9 регулируемого источника питания 10. К выходным клеммам 11 регулируемого источника питания 10 подключен эталонный конденсатор с управляемой емкостью и с емкостным токосъемом. Эталонный конденсатор образован цилиндрическими поверхностями сверхпроводящего резонатора 2, сверхпроводящего стакана 4и сверхпроводящим цилиндром 12, Сверхпроводящий цилиндр 12 жестко соединен посредством цилиндрической диэлектрической стойки 13 с каркасомсверхпроводящего коротказамкнутогосоленоида 14 и сверхпроводящим резонатором 2 (механическая связь междурезонатором 2 и цилиндром 12 не показана),С верх проводящий стак ан 4 удерживается в подвешенном состоянии стабильным магнитным полем сверхпроводящего короткозамкнутого соленоида14, размещенного внутри упомянутогосверхпроводяшего стакана 4, Емкостный токосъем эталонного конденсатора образован цилиндрической поверхностью сверхпроводящего стакана 4 исверхпроводящим цилиндром 12. Сверхпроводящий цилиндрический резонатор2, сверхпроводящий стакан 4, сверхпроводяцггй цилиндр 12, соленоид 14,стойка 13 помещены в вакуумированныйэкран, помещенный в гелиевую ванну(на чертеже не показаны). Устройство работает следующим образом.На сверхпроводящий стакан 4 действуют три силы". сила тяжести, подьемная сила короткозамкнутого сверхпроводящего соленоида 14 и сила взаимодействия между пластинами эталонного конденсатора с емкостным токосъемом. Поскольку сила тяжести и подъемная сила соленоида 14 постоянны, топри любых изменениях напряжения регулируемого источника питания 10 изменяется положение торцовой стенки 3 сверхпроводящего резонатора 2, соб -Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,ственная частота которого при этом изменяется.Частота измерительного СВЧ генератора 1 однозначно связана с положением торцовой стенки 3 сверхпроводящего цилиндрического резонатора 2, 5 На выходе фазового детектора 7 появляется сигнал ошибки, который через усилитель 8 подается на входные клеммы 9 регулируемого источника питания 10, Напряжение регулируемого источ ника питания 10, приложенное через выходные клеммы 11 к эталонному конденсатору с емкостным токосъемом, изменяется до тех пор, пока сверх- проводящий стакан 4 не займет перво начального положения. Для изменения напрзжения регулируемого источника каз 3869/1 Тираж 842 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рпитания 10 достаточно изменить час-тоту перестраиваемого СВЧ генератораб, Измерение напряжения регулируемого источника питания 10, приложенного к эталонному конденсатору, производится при помощи преобразователячастота - напряжение 5, подключенного к одному из выходов измерительногоСВЧ генератора 1 и измеряющего егочастоту. Наиболее точно из всех физическихвеличин в настоящее время может бытьизмерена частота,Поэтому предлагаемая конструкцияэталона напряжения позволяет повыситьточность определения и поддержаниязначения напряжения.