Резистивный электронагреватель В.Е.Петрова для измерительных радиотехнических устройств Советский патент 1984 года по МПК H05B3/16 H01P1/20 

Изобретение относится к электротехнике, конкретнее нагревательным элементам, применяемым в термостатах высокоточных измерительных радиотехнических устройств.

Известен электронагреватель, содержащий полый корпус и размещенную на нем однослойную многовитковую обмотку в виде бифилярного проводника, при этом крайние участки обмотки снабжены двумя парами отводов, к каждой из которых подсоединен резистор, причем в первой паре один из отводов присоединен к середине бифиляра, а второй - к нечетному витку, во второй паре один из отводов присоединен к одному из концов бифиляра, второй - к четному витку, а сопротивление каждого резистора выбрано в соответствии с определенным соотношением l) .

Недостатком этого нагревателя является наличие.в обмотке остаточного магнитного поля порядка 0,02 А/м, что вызывает в стандартах частоты с квантовым устройством и магнитометрах многократное уменьшение разрешающей способности.

Наиболее близким из известных к предлагаемому по технической сущности является резистивный электронагреватель для измерительных радиотехнических устройств преимущественно для термостата квантового устройства для стандарта частоты, содержащий полый корпус и размещенную на нем однослойную многовитковую обмотку, выполненную не менее чем из двух бифилярных проводников, включенных встречно межпу собой 2 ,

Недостатком указанного устройства является пониженная точность и сложность изготовления в связи с тем, что размеры обмотки и ее сопротивление задаются теплотехническими харак теристиками термостата и напряжением питания измерительного радиотехнического устройства. Поэтому в большинстве практических случаев изготавливают обмотку из бифилярных проводников двух различных диаметров, распололсив витки каждого из которых последовательно друг за другом. Кроме того, бифилярные проводники располагают на корпусе нагревателя с шагом или в виде секций. Это приводит к увеличению остаточного магнитного поля, т.е. к понижению точности измерительных устройств, а также усложняет конструкцию, технологию и увеличивает время изготовления , устройства.

Цель изобретения - повьпиение точности работы измерительных радиотехнических устройств путем уменьшения магнитного поля нагревателя.

Поставленная цель достигается тем, что в резистивном электронагревателе для измерительных радиотехнических устройств, преимущественно для термостата квантового устройс1в для стандарта частоты, содержащем полый корпус и размещенную на нем однослойную многовитковую обмотку, выполненную не менее чем из двух / бифилярных проводников, включенных встречно между собой, обмотка выполнена из проводников двух различных диаметров, при этом ветви провоников с различным диаметром расположены так, что они чередуются последовательно друг за другом.

Кроме того, в электронагревателе казвдый бифилярный проводник может быть вьтолнен из проводника одного диаметра, при этом в каждой паре бифилярных проводников проводники различных диаметров включены последовательно.

Каждый бифилярный проводник може быть вьтолнен из проводников двух различных диаметров, соединенных с одного конца.

На фиг. 1 показан электронагреватель, у которого каждый бифиляр выполнен из проводника одного диаметра; на фиг. 2 - электронагреватель из проводников двух различных диаметров, соединенных с одного конца; на фиг. 3-7 - схемы соединения бифилярных проводников в обоих вариантах электронагревателя.

Электронагреватель содержит полый корпус 1, на цилиндрической поверхности которого размещена однослойная многовитковая обмотка из равной длины бифилярных проводников 2-5. Место размещения обмотки определяется оптимальными тепловыми характеристиками термостата. Бифиляры 2 и А выполнены, например, из проводников большего диаметра (фиг.2), чём два других бифиляра 3 и 5. Вет.ви бифилярных проводников различньтс диаметров 2, 3 и 4, 5 расположены поочередно. Все проводники обмотки

3

имеют равное число витков и намотаны вплотную. TlepBbBt проводник 2 имеет вьюоды 6 и 7, второй проводник 3 выводы 8 и 9, третий проводник 4 выводы Ю и 11, четвертый проводник 5 - вьшоды 12 и 13. Проводники 2-5 включены между собой согласно (фиг.3-7) в зависимости от их количе ства. Штрихом обозначены ветви бифиляров, имеющие, отрицательную полярность тока.

Устройство работает следующим образом.

Нагрев всех проводников осуществляется от внешнего источника тока, к которому подключаются выводы 6 и .10. Протекающий ток вызьюает в каждом би4 илярном проводнике остаточное магнитное поле, направленное вдоль оси корпуса 1. При этом его направление от центра или к центру вдоль оси корпуса 1 определяется направлением тока, а его напряженность - диаметром бифипярного проводника. Бифилярный проводник большего диаметра 2 или 4 создает внутри корпуса 1

меньшее остаточное магнитное поле, чем проводник 3 или 5. Это объясняет ся тем, что каждый отдельный проводник (ветвь бифиляра), намотанный на цилиндрическую поверхность корпуса представляет собой соленоид, напряженность магнитного поля которого обратно пропорциональна среднему диаметру обмотки. При этом средний диаметр обмотки определяется суммой наружного диаметра цилиндрического корпуса 1 и диаметра проводника в изоляции. Поэтому отдельный провод ник (ветвь бифиляра) меньшего диаметра создает большее магнитное поле, чем проводник большего диаметра

297474

Благодаря последовательному чередованию ветвей из проводников двух различных диаметров остаточные поля бифилярных проводников 2 и 3 одина. ково асимметричны относительно

точки, равноудаленной от торцов обмотки, т.е. возле нижнего торца обмотки, где она кончается ветвью проводника 3 меньшего диаметра,

Ю попе больше, чем у верхнего торца

обмотки. Но направления полей от каждого бифилярного проводника 2 и 3 противоположны. При этом происходит компенсация суммарных полей от проjj водников 2 и 3.

При четырех бифилярах остаточные поля двух пар бифилярньгх проводников 2, 3 и 4, 5 обладают одинаковой асимметрией, но направление поля в парах

20 противоположно друг другу. Здесь имеет место более глубокая степень компенсации магнитных полей, чем в двухбифилярном нагревателе.

Вьтолнение по меньшей мере одного

5 из проводников обмотки с удельным сопротивлением, отличным от остальных, позволяет изготовить нагреватель с заданным сопротивлением обмотки.

0 Предлагаемое изобретение в результате уменьшения остаточного магнитного поля термостата позволяет повысить примерно вчетверо точность работы измерительных радиотехничес ких устройств, изготавливая обмотку электронагревателя из проводников двух ближайших из разрешенных к использованию диаметров. Кроме того, упрощается технология и сокращается 0 время изготовления нагревателя без намотки проводников с шагом или в виде секций.

1. РЕЗИСТИВНЬЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ.ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, преимущественно для термостата квантового устройства стандарта частоты, содержащий полый корпус и размещенную на нем однослойную многовитковую обмотку, выполненную ие,менее чем из двух бифилярных проводников, включенных встречно между собой, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы измерительных радиотехнических устройств путем уменьшения магнитного г поля нагревателя, обмотка выполнена из проводников двух различных диаметров, при этом ветви проводников с различным диаметром расположены так, что они чередуются последовательно друг за другом. 2.Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что каждый бифилярньй проводник выполнен из проводника одного диаметра, при этом в каждой паре бифилярных проводников проводники различных диаметров включены последовательно. , 3.Электронагреватель по п.1, в отличающийся тем, что каждый бифилярный проводник выполнен из проводников дйух различньк диаметров, соединенных с одного конца.