Сверхпроводящий датчик постоянного тока

ИЗОБРЕТ ОПИСАНК АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ обеспе- хпрово 7 осуддрстюнный номитет сссрпо делдм изоы етений и отнрытий(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 433411, кл. С 01 К 15/02, 1974,2. .Колочков В.Я. Разработка и исследование метода и аппаратуры для стабилизации постоянного тока на основе квантовой интерференции токов в сверхпроводниках. Кандидатская диссертация, Ленинград, 1974 (прототип).(54) (57) СВЕРКПРОВОДЯЩИЙ ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ТОКАсодержащий,сверхпроводящий токоввод, на который надетасверхпроводящая втулка, .изолированная от токоввода, два винта из сверхпроводника, заостренные на, концах, соединяющие втулку с токовводом, обра-,зуя двамостиковых перехода и двепары сигнальных проводов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цельючения помехоустойчивости, свер дящий токоввод выполнен в виде двухкоаксиальных трубок; соединенных содного конца диском, причем втулканадета на внутреннюю трубку внутрикоторой расположены сигнальные провОбластью применения предлагаемогоизобретения является ускотельнаятехника. В трактах пучка заряженныхчастиц линейных ускорителей для электронных микроскопов устанавливаютсяанализирующие магниты.Сверхгзоводящий датчик постоянноготока является чувствительным элементом отклонения стабилизируемого токав системах питания анализирующих,магнитов.Известен измеритель тока Г 13, состоящий из пустотелого омического шун.та, ответвителя тока, используемогов качестве первичной обмотки трансформатора постоянного тока.В таком устройстве измеряемый токчастично протекает по ответвителю,расположенному внутри шунта, и измеряется трансформатором постоянного 20тока. Недостатком устройства является низкая точность измерения тока,связанная с тепловыми потерями в самом шунте и гистерезисом петли намагничивания трансформатора постоянного тока.Ближайшей по технической сущностиконструкцией является сверхпроводяший квантовый интерферометр, применяемый в качестве датчика нестабильностиЗ 0постоянного тока 21. Такой интерферометр содержит сверхпроводящийтоковвод, представляющий собой провод из ниобия, на который надетасверхпроводящая втулка, изолированнаяЗ35от токоввода, два заостренных на концах винта из сверхпроводника, соединяющие втулку с токовводом, обра-.зуя два мостиковых перехода,К проходу из ниобия и слою сверх проводника подсоединены сигнальные провода, по которым подается транспортный ток и снимается напряжение на проводящих мостиках. Интерферометр работает в условиях криогенного 45 объема, поэтому он размещается в капсуле, укрепленной на штанге. Капсула опускается в криостат,Существенным недостатком таких устройств является низкая помехоустой чивость к внешним электромагнитным помехам, связанная с тем, что провод со стабилкзируемым током образует петлю-контур, чувствительную к внешним магнитным полям. Контур с прово дящими мостиками слабо экранирован от внешних магнитных полей. За счет большой протяженности сигнальных проводов наводки на них соизмеримы с величинами полезных сигналов.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости сверхпроводящего датчика постоянного тока.Для достижения этой цели в сверхпроводящем датчике постоянного тока, содержащем сверхпроводящий токоввод, на который надета сверхпроводящая втулка, изолированная от токоввода, два заостренных на концах винта из сверхпроводника, соединяющие втулку с токовводом, образуя два мостиковьгх перехода и две пары сигнальных проводов, сверхпроводящий токоввод выполнен в виде двух коаксиальных трубок, соединенных с одного конца диском, причем втулка надета на внутреннюю трубку, внутри которой расположены сигнальные провода.На чертеже изображен общий вид сверхпроводящего датчика постоянного токаСверхпроводящий датчик содержит две коаксиальные трубки - наружную 1 и. внутреннюю 2 и соединяющий их диск 3. На наружную поверхность трубки 2 надета изолирующая втулка 4, а поверх нее - сверхпроводящая втулка 5. Во втулках имеются резьбовые отверстия, в которые вставлены винты 6 из ниобия. Винты создают мостиковые контакты в местах соприкосновения заостренных концов с внутренней трубкой. К сверхпроводящей втулке 5 и трубке 2 подпаяны сигнальные провода - токовые 7 и потенциальные 8. Датчик работает следующим образом.Стабилизируемый ток проходит по поверхности трубки 2, диску 3 и по наружной трубке 1. Ток создает магнитный поток, пронизывающий контур, образованный трубкой .2, втулкой 5 и винтами 6Магнитный поток наводит в контуре циркулирующий ток. При изменении стабилизируемого тока соответ. ственно изменяется й циркулирующий ток, О величине изменения циркулирующего тока, а следовательно, и стабили. зируемого можно судить по изменению напряжения на мостиковых контактах, снимаемому с потенциальной пары прова; дов 8, подсоединенных к втулке 5 и трубке 2. Дпя выбора соответствующего режима работы через мостиковые контакты пропускается дополнительно транспортный ток по сигнальной пареТехредЛ,Мартяшова КорректорВ.Син Редактор П, Горькова Заказ 315/2 Тираж 679 ПоДписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Э 986253 4проводов 7, также подсоединенных к лю-контур. Это позволяет значительно втулке 5 и трубке 2. повысить точность измерения .нестабильКоаксиальная конструкция токовво- ности тока за счет уменьшения наводок дов полностью экранирует контур с мо- от внешних электромагнитных .полей и стиковыми контактами и сигнальныеупрощает конструкцию. датчика в целом, провода от внешних наводок. Конструк- позволяя обойтись без дополнительных ция полностью ликвидирует токовую пет- экранов.