Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Атомные часы

Атомные часы (другое название – квантовые часы) – устройство для измерения времени, содержащее кварцевый генератор, управляемый квантовым стандартом частоты. Роль маятника играют атомы. Ход атомных часов регулируется частотой излучения атомов при переходе с одного энергетического уровня на другой. Эта частота настолько стабильна (погрешность составляет всего лишь от 10-13 до 10-11), что атомные часы позволяют измерять время точнее, чем с использованием астрономических методов (допускают ошибку не более чем секунда за 100 лет). Атомные часы применяются в радионавигации для измерений расстояний от летательного аппарата (самолета, ракеты, вертолета) до наземной станции сравнением фазы сигнала, принятого с Земли, с фазой опорного сигнала бортового оборудования, в астрономической службе времени – для получения точного времени, необходимого при работах в области космонавтики, геофизики, геологии и иного, а также в качестве эталона частоты при физических исследованиях.

Астатический прибор

Астатический прибор – автоматический регулятор, поддерживающий одно и то же значение регулируемой величины при любом значении внешнего воздействия на систему регулирования. Астатические приборы широко применяются в различных автоматизированных системах, в частности на газовых магистралях при разработке газовых месторождений. В Советском Союзе астатические приборы были разработаны в специальных конструкторских бюро, в том числе в системе Министерства газовой промышленности во второй половине 1950-х гг.

Астатические приборы на газовых магистралях, расположенных в пределах месторождений природного газа, применяются совместно с другими приборами: манометрами, реле и др. Вся система приборов, включая астатический прибор, связана с локальной компьютерной сетью, у которой имеется выход на контрольно-диспетчерский пункт. Астатический прибор устанавливается обычно на газопроводе вблизи газодобывающего пункта, его назначение – поддержание давления газа на определенном уровне. Астатический прибор устанавливается также на нефтепроводах вблизи нефтедобывающих скважин и предназначен для регулирования давления нефти при подаче ее от скважины к специальной накопительной емкости. Астатический прибор для газо– и нефтедобывающих предприятий был впервые создан и применен в США в 1930-х гг., а во второй половине ХХ в. (в 1950—1960-х гг.) стал применяться в Советском Союзе: на нефтяных и газовых месторождениях Азербайджана, Татарстана, Башкирии, Западной Сибири. Астатический прибор, используемый в газопроводной системе, весьма существенно отличается от астатического прибора, применяемого на нефтяных месторождениях, из-за различия регулируемой среды – газа и вязкой густой жидкости – нефти. Астатические приборы также широко применяются на предприятиях газо– и нефтеперерабатывающей промышленности на внешних и внутренних трубопроводных системах. В 1980-х гг. в Советском Союзе рядом с астатическими приборами стали устанавливаться специальные видеокамеры слежения за их работой и состоянием окружающей среды, воздействующей на условия работы данного прибора (снежными заносами, сильными морозами, пыльными или песчаными бурями – в южных районах и др.).

Для предупреждения аварийных ситуаций с астатическим прибором непосредственно перед ним со стороны скважины и приемной емкости ставится запорная арматура в виде клапана с электродвигателем. Этот клапан перекрывает подачу нефти (или газа) к астатическому прибору при возникновении аварийной ситуации. Астатические приборы с 1960-х гг. стали применяться на многих предприятиях химической промышленности Советского Союза, соответственно, они имели определенные конструктивные особенности и выполнялись из химостойких материалов. Кроме того, астатические приборы, предназначенные для работы в условиях Крайнего Севера и Заполярья, изготавливались из морозостойких сталей и сплавов, выдерживающих отрицательные температуры до 70 °С и даже до 80 °С. Для южных районов Советского Союза астатические приборы выполнялись из сталей и сплавов, стойких к воздействию высоких положительных температур внешней среды в пределах от +50 до +70 °С.

В конце 1930-х гг. Советский Союз закупал астатические приборы в США и Германии, которые были компактными и легкими, но при эксплуатации в условиях значительного перепада температур в районах Западной Сибири и других районах СССР такие приборы быстро выходили из строя; поэтому специальными конструкторскими бюро были разработаны новые модели, более надежные, с большим запасом прочности.

В 1990-х гг. производство астатических приборов в России резко сократилось из-за развала Советского Союза и начала новых экономических и политических реформ. В результате нехватки таких очень важных приборов многие нефтяные скважины были законсервированы.

В настоящее время в России астатические приборы выпускаются по заказам потребителей таких марок, как АР-Г-10/30; АР-Н-15/50; АР-В-20/60 и др.

Аэромагнитометр

Аэромагнитометр – прибор для измерений геомагнитного поля с летательного аппарата.

В Советском Союзе в 1980-х гг. применяли аэромагнитометры феррозондовые, ядерные (протонные) с относительной погрешностью измерений геомагнитного поля от 10-4 до 10-5 и квантовые, имевшие относительную погрешность от 10-6 до 10-7. При выполнении измерений датчик аэромагнитометра размещался на крыле или в хвосте какого-либо летательного аппарата и защищался от его собственного магнитного поля автоматическими компенсаторами.

В тех случаях, когда измерения проводились с большой точностью, аэромагнитометр устанавливался в специальной гондоле, которая буксировалась на кабель-тросе в 30—50 м от самолета или вертолета.

Баллистический гальванометр

Баллистический гальванометр – специальная конструктивная форма гальванометра, применяемого для измерения параметров импульсов тока и напряжения (например, при заряде и разряде конденсаторов конденсаторы применяются в различных электрических цепях, по которым протекают переменные и импульсные токи; в зависимости от конструкции и назначения конденсаторы разделяются на три группы: постоянной емкости, полупеременные, т. е. подстроечные, и переменной емкости).

От обычных гальванометров он отличается тем, что масса и, следовательно, момент инерции подвижного органа баллистического гальванометра существенно увеличены при помощи дополнительного груза.

Баллистический гальванометр был изобретен в Германии в середине 1930-х гг. группой специалистов-электротехников на одном из военных заводов компании «IEG» и предназначался для выполнения измерений при заряде конденсаторов постоянной емкости (конденсаторы постоянной емкости применялись в те годы в различных радиотехнических устройствах, в том числе в радиолокационных системах, в электрических контурах, настроенных на фиксированную частоту, для сопряжения таких контуров, в элементах связи, для компенсации изменений параметров других элементов контура при колебаниях температуры, а также для блокировки и разделения цепей постоянного и переменного тока). Таким образом, баллистический гальванометр был очень важным средством измерений параметров импульсов тока и напряжения при изготовлении конденсаторов постоянной емкости на электротехнических заводах.

В Советском Союзе производство баллистических гальванометров было налажено в конце 1930-х – начале 1940-х гг. В те годы баллистические гальванометры на советских предприятиях также использовались в основном для соответствующих измерений при заряде конденсаторов постоянной емкости, предназначенных для комплектации радиоприемников (гражданского и военного назначения), радиолокационных станций, авиационной аппаратуры, различных систем радиоуправления на военных кораблях, гражданских судах и др.

Советская электротехническая промышленность постоянно увеличивала выпуск баллистических гальванометров в 1950—1960-е гг. в связи с ростом производства конденсаторов постоянной емкости, используемых в радиоприемниках, радиолах, радиостанциях, телевизорах (в телевизорах советского производства в те годы устанавливались электролитические конденсаторы постоянной емкости типа КЭ и ЭМ). В последующие годы ХХ в. (1970—1980-е гг.) во многих развитых странах мира, в том числе и в Советском Союзе, выпуск баллистических гальванометров постоянно сокращался из-за того, что производство электролитических конденсаторов значительно уменьшилось. Особенно резкое падение производства электротехнических изделий, в том числе конденсаторов и баллистических гальванометров, произошло на всех европейских предприятиях в 1990-х гг. в связи с развалом Советского Союза и началом экономических рыночных реформ.

В течение 1990-х гг. в России значительно увеличился импорт зарубежных электротехнических изделий (из Германии, Японии, Южной Кореи, Тайваня, Австрии, Швеции и других стран). В результате выпуск баллистических гальванометров в России к началу XXI в. сократился в сотни раз. Баллистический гальванометр применяется очень часто с веберметром при измерениях магнитного потока. В настоящее время в России баллистические гальванометры изготавливаются по заказу потребителей таких марок, как БГ3/4 – 50; БГ5/7 – 100; БГ6/9 – 120 и др.