Регулируемый источник питания анализирующих магнитов Советский патент 1983 года по МПК G05F1/46 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания анализирующих магнитов, например, в электронных микроскопах где предельно достигаемое значение точности регулирования тока ограничивает разрешающую; способность установки..

Известен источник питания, содержащий управляемый источник постоявного тока, подсоединенный к нагрузке последовательно с катушкой индуктивности, сверхпроводящий магнитометр,, индуктивно связанный с ней, и цепь отрицательной обратной связи с выхода магнитометра на вход управления источником питания Г13.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулируемый источник, питания анализирующих магнитов, содержащий управляемый источник постоянного тока, первый вывод которого соединен с первой клеммой для подключения нагрузки вторая клемма для подключения нагрузки подсоединена к одному выводу первой катушки индуктивности, сверхпроводящий трансформатор потока, индуктивно связанный с аналоговым сверхпроводящим магнитометром и с первой катушкой индуктивности 2..

Недостатком известных устройств является пониженная по сравнению со стабильностью точность регулирования тока, ограниченная достижимой точностью установки тока при разомкнутой сверхпроводящей цепи трансформатора потока порядка 10.

Целью изобретения является повышение точности регулирования тока.

Поставленная цель достигается тем, чтов известный регулируемый источник питания анализирующих магнитов введены вторая катушка индуктивности, цифровой сверхпроводящий магнитометр, трехпозиционный цифровой компаратор с регулируемой уставкой, трехпозиционный источник смещения, электронный ключ, сверхпроводящий ключ и интегратор, причем вторая катушка индуктивности включена между другим выводом первой ка тушки индуктивности и.вторым выводом управляемого источника постоянного тока, и индуктивно связана с цифровым сверхпроводящим магнетометром, выход которого подключен к входу трекпозиционного цифрового компаратора, один из выходов которого подсоединен к входам управления электронного и сверхпроводящего ключей, а также к одному из входов трехпозиционного источника смещения два. других входа которого подключен к соответствующим другим выходам упомянутого компаратора, а выход соединен с одним из входов интегратора, другой вход которого через

электронный ключ подключен к выходу аналогового сверхпроводящего магнитометра, при этом выход интегратора подсоединен ко входу управления указанного источника постоянного тока.

На чертеже изображена схема предлагаемого источника.

К управляемому источнику постоянного тока 1- подсоединены последовательно нагрузка 2 и катушки индуктивности 3 и 4. С катушкой 3 индуктивно связан сверхпроводящий трансформатор потока 5, в токовую цепь которого включен сверхпроводящий

5 ключ 6. С трансформатором .потока индуктивно связан аналоговый магнитометр 7. С катушкой 7 индуктивно связан, цифровой .магнитометр 8, к выходу которого подключен вход цифрового трехпозиционного компаратора 9 . На другой вход компаратора 9 вводится цифровой код MO заданного значения тока. Один из выходов компаратора подключен параллельно

к управлягацему входу сверхпроводящего ключа 6, к одному из входов управления трехпозиционным источником смещения 10 и к управляющему входу электронного ключа 11. Два других выхода компаратора 9 подключены к соответствующим входаг- управления источника смещения 10, подключенного к дополнительному входу интегратора 12, к основному входу которого через ключ 11 подсоединен

5 выход магнитометра 7. Выход интегратора 12 подсоединен к управлянвдег 1у входу источника- питания 1.

.Устройство работает следующим образом.

Q В режиме стабилизации установленного тока, на .вход компаратора 9 с цифрового магнитометра 8 поступает код N, равный заданному значению уставки ..NO. Сверхпроводящий ключ 6

f. и электронный ключ 11 открыты сигналом с соответствующего выхода компаратора 9. Этим же сигналом источник смещения поддерживается в состоянии , при котором его выходное напряжение равно нулю. При этом откло0 некие тока в нагрузке 2, преобразование в отклонение магнитного поля в катушке индуктивности 3, передается через трансформатор потока 5 на аналоговый магнитометр 7, с выхода

5 которого через электронный ключ 11 и интегратор 12 поступает на управ-: ЛЯЮ1ЧИЙ вход источника 1. В результате происходит отработка отклонения тока нагрузка астатическим конQ .туром, чувствительность которого определяется чувствительностью аналогового магнитометра 7, приведен- ной через трансформатор потока 5 и катушки 3 к току нагрузки. Регулировка тока в пределах, соответствующих-одному кванту магнитного потока, измеряемого магнитометрами 7 и 8, осуществляется обычным образом регулировкой смещения внутри магнитометра 7 без кания сверхпроводящего ключа 6, Регулировка тока в больших пределах осуществляется изменением зна чения цифровой установки NQ компаратора 9. При этом электронным ключом 11 зануляется основной вход интегратора 12, сверхпроводящий ключ б размыкает сверхпроводящую цепь трансформатора потока 5, источник ID переходит в состояние -«-С/с или - U(,., В результате ток нагрузки начинает изменяться с постоянной скоростью до значения, при котором код с выхода магнитометра 8 совпада ет с новым значением цифровой уставки и источник перейдет в режим регулирования тока внутри одного кванта и стабилизации тока внутри одного кванта и стабилизации тока. Аналоговый магнитометр, построен ный на сверхпроводящем квантовом индукционном датчике, обладает разрешающей способностью порядка кванта магнитного потока. Цифровой магнитометр, построенный также на сверхпЕЮВодящем квантовом индукционном датчике, обеспечивает емкость порядка 10 квантов без уменьшения . точности измерения магнитного потока. Для реализации необходимой точности регулирования тока скорость его изменения при регулировке во всем диапазоне устанавливают такой, чтобы за время переключения сверхпроводящего ключа 6 ток изменялся B пределах не более, чем точность регулирования. Это требование выполняют соответствующей установкой значения напряжения +Uc и постоянной времени интегратора 12 по дополнительному входу. Кроме того, источник 1 выполняют с повышенным коэф фициентом шумов, пульсации и кратковременных возмущений из питающей сетки, например, путем установки пассивных фильтров на выходе или дру,гим известньгм способом. Таким образом изобретение позволяет повысить точность регулирования тока.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТ НИЯ АНАЛИЗИРУЮЦЩХ МАГНИТОВ, содержащий управляемый источник постоян ного тока, первый вывод которого соединен с первой клеммой для подк чения нагрузки, вторая клемма для подключения нагрузки подсоединена к одному выводу первой катушки индуктивности , сверхпроводящий трансформатор потока, индуктивно связа ный с аналоговым сверхпроводящим мазгнитометром и с первой катушкой ИНДУКТИВНОСТИ , отличающи с я тем, что, с целью повышения точности регулирования тока, он снабжен второй катушкой индуктивно ти , цифровым сверхпроводящим магни X4 1 тометром, трехпозиционным цифровым компаратором с регулируемой уставкой, трехпозиционным источником смещения, электронным ключом, сверхпроводящим ключом и интегратором, причем вторая катушка индуктивности включена между другим выводом первой катушки индуктивности и вторым выводом управляемого источника постоянного тока и индуктивно связана с цифровым сверхпроводящим магнитометром, выход которого подключен к входу трехпозиционного цифрового компаратора, один из выходов которого подсоединен к входам управления электронного и сверхпроводящего ключей, а также к одному из входов трехпозиционного источника смещения, два других входа которого подключены к соответствующим другим выходам упомянутого компаратора, а выход соединен с одним из входов интегратора, другой вход которого через электронный ключ подключен к выходу аналогового сверхпроводящего магнитометра, при этом выход интегратора подсоединен к входу управления указанного источника по-стоянного тока.