DE2929019C2 - Method and device for measuring temperatures in the temperature range of superconductors - Google Patents
Method and device for measuring temperatures in the temperature range of superconductorsInfo
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Description
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale,3. Device according to claim 2, characterized by the following features,
a) der ferromagnetische Kern (4) ist als Ferritkern topfförmig ausgebildet und zum Erzeugen eines Radialfeldes geeignet,a) the ferromagnetic core (4) is cup-shaped as a ferrite core and is used to produce a Radial field suitable,
b) der Kern (4) ist mit einer als thermische Isolierschicht ausgebildeten Isolierfolie (9) abgedeckt, b) the core (4) is covered with an insulating film (9) designed as a thermal insulating layer,
c) auf der Isolierfolie (9) ist ein folienförmiger veränderbarer magnetischer Widerstand (3) angeordnet, der aus einem Supraleiter besteht,c) on the insulating film (9) is a film-shaped variable magnetic resistance (3) arranged, which consists of a superconductor,
d) auf dem veränderbaren magnetischen Widerstand (3) ist eine weitere Folie aus einem Ferromagnetikum als Anker (6) angeordnet, die mit dem Meßobjekt (8) und mit dem veränderbaren magnetischen Widerstand (3) in thermischem Kontakt steht.d) on the variable magnetic reluctance (3) is another film made of one Ferromagnetic as an anchor (6) arranged with the test object (8) and with the changeable magnetic resistance (3) is in thermal contact.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale,4. Device according to claim 2, characterized by the following features,
a) der ferromagnetische Kern (14) ist so ausgebildet, daß dessen das Meßobjekt (8) kontaktierende Fläche möglichst klein ist,a) the ferromagnetic core (14) is designed so that its contacting the measurement object (8) Area is as small as possible,
b) der mit dem Meßobjekt (8) in Kontakt stehende Bereich des Kernes (14) weist einen Luftspalt (16) auf,b) the area of the core (14) in contact with the test object (8) has an air gap (16) on,
c) die den Luftspalt (16) begrenzenden Enden der Schenkel des Kernes (14) sind durch eine magnetische Abschirmung geegeneinander abschirmbar, c) the ends of the legs of the core (14) delimiting the air gap (16) are through a magnetic shielding can be shielded from one another,
d) die magnetische Abschirmung besteht aus einem durch Temperaluränderung sprunghaft veränderbaren magnetischen Widerstand (19),d) the magnetic shielding consists of a sudden change in temperature variable magnetic resistance (19),
e) der veränderbare magnetische Widerstand (19) besteht aus einem Tförmigen Supraleiter, dessen flacher Schenkel (20) auf dem Meßobjekt (8) aufliegt und dessen Steg (21) durch den Luftspalt (16) geführt ist.e) the variable magnetic resistance (19) consists of a T-shaped superconductor, whose flat leg (20) rests on the measurement object (8) and its web (21) through the Air gap (16) is performed.
a) die das Magnetfeld erzeugende Spule (5, 18) weist einen ferromagnetischen Kern (4, 14) mit der relativen Permeabilität \ικι ^ 1 auf, der gemeinsam mit einem veränderbaren magnetischen Widerstand (3, 19) im wesentlichen den magnetischen Kreis der Spule (5,18) bildet,a) the coil (5, 18) generating the magnetic field has a ferromagnetic core (4, 14) with the relative permeability \ ι κ ι ^ 1, which together with a variable magnetic resistance (3, 19) essentially forms the magnetic circuit the coil (5,18) forms,
b) der veränderbare magnetische Widen, ind (3, 19) besteht aus einem Supraleiter, der am Ort (7) der Temperaturmessung in gut wärmeleitendem Kontakt mit einem Meßobjekt (8) angeordnet ist,b) the changeable magnetic widen, ind (3, 19) consists of a superconductor that conducts heat well at the point (7) of the temperature measurement Contact with a measurement object (8) is arranged,
c) ein KonstantstromGenerator (27) versorgt die Spule (5, 18) mit einem vorbestimmten, von der veränderbaren Induktivität L der Spule (5, 18) unabhängigen konstanten Strom /,c) a constant current generator (27) supplies the coil (5, 18) with a predetermined constant current / independent of the variable inductance L of the coil (5, 18),
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device for Perform the procedure.
Die zunehmende Anwendung der Kryotechnik und der sich ständig ausbreitende technische Einsatz von Supraleitern erfordert auch eine Weiterentwicklung geeigneter Meßmethoden, die es ermöglichen, sichere und zuverlässige Temperaturmessungen im Tieftemperaturbereich, insbesondere im Temperaturbereich der Supraleiter, also etwa im Bereich von 0 bis 20 K, durchzuführen.The increasing use of cryogenics and the constantly expanding technical use of Superconductors also requires a further development of suitable measurement methods that enable safe and reliable temperature measurements in the low temperature range, especially in the temperature range of Superconductors, i.e. in the range from 0 to 20 K, to be carried out.
Es ist bekannt (VDIBildungswerk, BW 1944, Seite 7, rechte Spalte), für Temperaturmessungen der genannten Art ein KohleWiderstandthermometer zu verwen-It is known (VDIBildungswerk, BW 1944, page 7, right column), for temperature measurements of the mentioned Kind of using a carbon resistance thermometer
den, dessen Kohlewiderstand mit der Meßstelle in Kontakt steht und von einem KonstantstromGenerator mit einem Strom gespeist wird. Der als Meßfühler wirkende Kohlewiderstand wird durch den Strom aufgeheizt und verfälscht dadurch den Meßwert Um Fehler dieser Art möglichst klein zu halten, wird mit kleinem Strom gearbeitet. Das impliziert jedoch sehr kleine Spannungsänderungen, weiche die zu messende Temperatur nur unzureichend abbilden, so daß Meßverstärker notwendig werden. Der Kohlewiderstand muß außerdem mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen sein, um einen Kurzschluß des Widerstandes beim Kontaktieren mit der metallischen Meßstelle auszuschließen. Diese Isolierschicht zwischen der Oberfläche des Meßobjektes und dem Meßfühler verzögert aber den Wärmetranspor«.the one whose carbon resistor is in contact with the measuring point and from a constant current generator is fed with a current. The carbon resistance, which acts as a sensor, is caused by the current is heated up and thus falsifies the measured value small stream worked. However, this implies very small voltage changes, which is the one to be measured Map temperature inadequately, so that measuring amplifiers are necessary. The coal resistance must also be covered with an electrically insulating layer to short-circuit the resistor to be excluded when contacting the metallic measuring point. This insulating layer between the However, the surface of the object to be measured and the sensor delays the heat transfer «.
Aus der DEAS 10 75 862 ist eine Meßanordnung mit einem im Übergangsbereich zwischen Supra und Normalleitfähigkeit arbeitenden Bolometer bekannt, bei dem ein dünner Supraleiterdraht die zu messende Strahlung absorbiert und infolge der damit verbundenen Erwärmung seinen elektrischen Widerstand *ndert. Die Änderung des elektrischen Widerstandes ist ein Maß für die auftreffende Strahlungsenergie. Zum Verbessern der Einstellung der Temperatur und damit des Arbeitspunktes des Bolometers auf einen vorbestimmten Punkt des Übergangsbereiches ist das Bolometer in einem Magnetfeld angeordnet, dessen Feldstärke in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Bolometers so geregelt wird, daß der Arbeitspunkt des Übergangsbereiches auf die durch ein Kühlmittel festgelegte Temperatur des Bolometers fällt.DEAS 10 75 862 discloses a measuring arrangement with a bolometer operating in the transition area between supra and normal conductivity, in which a thin superconductor wire absorbs the radiation to be measured and changes its electrical resistance as a result of the associated heating. The change in electrical resistance is a measure of the incident radiation energy. To improve the setting of the temperature and thus the working point of the bolometer to a predetermined point of the transition area, the bolometer is placed in a magnetic field, the field strength of which is regulated as a function of the output voltage of the bolometer so that the working point of the transition area is set by a coolant Bolometer temperature drops.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren una eine Einrichtung zum Messen im Temperaturbereich der Supraleiter liegender Temperatüren zu entwickeln, das es ermöglicht, schnelle Temperaturmessungen durchzuführen, den Meßfühler von meßwertverfälschenden Einflüssen freizuhalten, ein gegenüber bekannten Einrichtungen um mehrere Größenordnungen größeres Meßsignal zu erzeugen und gleichzeitig die Meßeinrichtung wesentlich zu vereinfachen und in ihrer Betriebssicherheit zu erhöhen.The invention is based on the object of a method and a device for measuring in To develop the temperature range of the superconductors at horizontal temperatures, which enables rapid To carry out temperature measurements, to keep the sensor free from influences which would falsify the measured values compared to known devices to generate several orders of magnitude larger measurement signal and at the same time significantly simplifying the measuring device and increasing its operational reliability.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmalen und mit einer zum Durchführen des Verfahrens vorgeschlagenen Einrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 2 gelöst.This object is achieved in a method according to the preamble of claim 1 with the characteristics of the main claim specified features and with a proposed for performing the method Device with the features of the characterizing part of claim 2 solved.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß schon bei kleinen Temperaturänderungen in der Größenordnung von zehntel Grad Kelvin Meßsignaländerungen, also Spannungsänderungen aus dem Millivolt in den Voltbereich erreicht werden, daß gegenüber dem Kohlewiderstand mit wesentlich höherem Strom, höherer Spannung und kleinerer Impedanz gearbeitet wird und deshalb auch die Betriebssicherheit und die Meßgenauigkeit deutlich erhöht wird, und daß ein guter Wärmekontakt mit der Meßstelle möglich ist und dennoch eine Verschmutzung der Oberfläche mit Klebstoff ausgeschlossen wird.The advantages of the invention are in particular that even with small temperature changes in the Measurement signal changes of the order of tenth of a degree Kelvin, i.e. voltage changes from the millivolt in the volt range can be achieved that compared to the carbon resistance with a significantly higher current, higher voltage and lower impedance is worked and therefore also the operational safety and the Measurement accuracy is significantly increased, and that good thermal contact with the measuring point is possible and however, contamination of the surface with adhesive is excluded.
Das Verfahren und ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 4 ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtThe method and an embodiment of the device for performing the method with the Features of claims 1 to 4 is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows
F i g. 1 Schematisches HfT^Diagramm für Blei und Niob,F i g. 1 Schematic HfT ^ diagram for lead and Niobium,
Fig. 2 Schnitt eines Temperaturfühlers für integrale Messungen,2 section of a temperature sensor for integral measurements,
Fig.3 Temperaturfühler für punktförmige Messungen, Fig. 3 temperature sensor for point measurements,
F i g. 4 Schaltbild der Meßeinrichtung,F i g. 4 circuit diagram of the measuring device,
Fig.5 Diagramm einer Temperaturmessung mit KohlewiderstandMeßfühler und mit SupraleiterMeßfühler mit GleichrichterDiode.Fig. 5 Diagram of a temperature measurement with a carbon resistance sensor and with a superconductor sensor with rectifier diode.
F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Verlauf der kritischen magnetischen Feldstärke H in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur T in Grad Kelvin für die Supraleiter Blei und Niob. Die kritische Feldstärke H fällt mit ansteigender Temperatur T parabolisch ab. In dem von der HfOKurve und den Koordinaten begrenzten Bereich liegt Supraleitung, oberhalb der H(T)K.urve liegt Normalleitung vor. Der Übergang von dem Supraleitungsbereich 1 in den Normalleitungsbereich 2 des Supraleiters erfolgt bei konstanter Temperatur Γdurch Erhöhen der Feistärke H oder bei konstanter Feistärke H durch Erhöhen der Temperatur T. F i g. 1 shows the basic course of the critical magnetic field strength H as a function of the absolute temperature T in degrees Kelvin for the superconductors lead and niobium. The critical field strength H drops parabolically as the temperature T rises. In the area delimited by the HfO curve and the coordinates, there is superconductivity, above the H (T) K curve there is normal conduction. The transition from the superconducting area 1 to the normal line area 2 of the superconductor takes place at a constant temperature Γ by increasing the Feistickness H or at a constant Feistickness H by increasing the temperature T.
Dieser Übergang von dem einen in den anderen Bereich erfolgt sprunghaft analog einem Schaltvorgang. Das Umschalten in den Normalleitungsbereich 2 geht nicht nur mit einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes um mehrere Zehnerpotenzen einher, sondern ist auch gleichzeitig mit einer sehr starken Herabsetzung des magnetischen Widerstandes verknüpft. Diese physikalische Eigenschaft der Supraleiter wird in dem vorgeschlagenen Verfahren genutzt zum sprunghaften Ändern der Induktivität einer Spule mit Eisenkern.This transition from one area to the other takes place abruptly, analogous to a switching process. Switching to normal line area 2 is not only possible with an increase in the electrical power Resistance by several powers of ten is accompanied by a very strong one Reduction of the magnetic resistance linked. This physical property of the superconductor is used in the proposed method to abruptly change the inductance of a coil Iron core.
Bei einem Temperaturfühler für integrale Messungen, wie in F i g. 2 im Schnitt dargestellt, \vird dieser Effekt durch einen veränderbaren magnetischen Widerstand 3 genutzt, der in einem magnetischen Kreis angeordnet ist und aus einem Supraleiter, wie z. B. Blei von 0,1 mm Dicke, besteht.In the case of a temperature sensor for integral measurements, as shown in FIG. 2 shown in section, this effect is shown used by a variable magnetic resistance 3, which is arranged in a magnetic circuit and from a superconductor, such as. B. lead 0.1 mm thick.
Der magnetische Kreis besteht aus einem ferromagnetischen Kern 4, der als Ferritkern von 11 mm Höhe und 42 mm Durchmesser topfförmig ausgebildet ist und eine Spule 5 mit ca. 800 Windungen aus 0.18 mm ■CuDraht zum Erzeugen eines Magnetfeldes der Feldstärke H aufnimmt. Der ferromagnetische Kern 4 mit der relativen Permeabilität μΓ[·/ > 1 bildet mit einem ferromagnetischen Anker 6 von 42 mm Durchmesser und 0,3 mm Dicke den magnetischen Kreis der Spule 5.The magnetic circuit consists of a ferromagnetic core 4, which is designed as a ferrite core 11 mm high and 42 mm diameter pot-shaped and a coil 5 with approx. 800 turns made of 0.18 mm ■ Cu wire to generate a magnetic field of field strength H. The ferromagnetic core 4 with the relative permeability μ Γ [ · / > 1 forms the magnetic circuit of the coil 5 with a ferromagnetic armature 6 of 42 mm diameter and 0.3 mm thickness.
Der ferromagnetische Anker 6 ist mit seinem Zentrum am Ort 7 der Temperaturmessung des Meßobjektes 8 angeordnet. Meßobjekt 8 und Anker 6 stehen in gut wärmeleitendem Kontakt. Das gilt auch für den veränderbaren magnetischen Widerstand 3, der zwischen Anker 6 und Kern 4 angeordnet ist, hinsichtlich des Wärmeüberganges zum oder vom Anker 6. Eine Isolierfolie 9 von 0,6 mm Stärke und 42 mm Durchmesser ist als thermische isolation zwischen dem Kern 4 der Spule 5 einerseits und dem veränderbaren magnetischen Widerstand 3 aus Supraleitermaterial und dem ferromagnetischen Anker 6 andererseits angeordnet. Dadurch wird während des Meßvorganges zwar die Temperatur des Meßobjektes 8 über den Anker 6 auf den veränderbaren magnetischen Widerstand 3 übertragen, dieser bleibt jedoch von dem ferromagnetischen Kern 4 der Spule 5 thermisch isoliert.The center of the ferromagnetic armature 6 is at the location 7 of the temperature measurement DUT 8 arranged. Measurement object 8 and armature 6 are in good thermal contact. This is also true for the variable magnetic resistance 3, which is arranged between armature 6 and core 4, with regard to the heat transfer to or from the armature 6. An insulating film 9 of 0.6 mm thickness and 42 mm diameter is used as thermal insulation between the core 4 of the coil 5 on the one hand and the variable magnetic resistance 3 made of superconductor material and the ferromagnetic armature 6 arranged on the other hand. As a result, the temperature of the measurement object 8 is indeed increased during the measurement process transferred via the armature 6 to the variable reluctance 3, but this remains of the ferromagnetic core 4 of the coil 5 thermally insulated.
Auf der von dem Meßobjekt 8 abgewandten Seite des ferron.agnetischen Ankers 6 ist eine Scheibe 10 angeordnet, die in einer Aussparung 11 eine Schraubenfeder f 2'zum Anpressen des Ankers 6 an das MeßobjektA disk 10 is located on the side of the ferromagnetic armature 6 facing away from the measurement object 8 arranged in a recess 11 a helical spring f 2 'for pressing the armature 6 against the test object
8 aufnimmt und zwei Lötfahnen 13 zu1 η Anschließen der Spule 5 trägt.8 receives and two soldering lugs 13 to 1 η connecting the coil 5 carries.
Zum Durchführen punktförmigc r Temperaturmessungen hat sich eine in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform des Temperaturfühlers als vorteilhaft erwiesen, ί Der ferromagnetische Kern 14 h?t näherungsweise die Form eines Dreiecks, dessen eine Spitze 15 das Meßobjekt 8 auf einer sehr kleir en Fläche kontaktiert, so daß die Temperatur nahezu ,punktförmig gemessen wird. Der Kern 14 weist an >einer Spitze 15 einen ι ο senkrecht zur Oberfläche des Meßobjektes 8 orientierten Luftspalt 16 auf. Der dem Luftspalt 16 gegenüberliegende Schenkel 17 des Kertv.-s 14 trägt eine Spule 18 zum Erzeugen eines Magnetfeldes vorbestimmter magnetischer Feldstärke H. In dem Luftspalt 16 des Kernes 14 ist ein durch Tc npcraturändcrung sprunghaft veränderbarer magne.ischer Widerstand 19 angeordnet. Der magnetische Widerstand 19 besteht aus einem Supraleiter, dessen C/uerschnitt Tförmig ausgebildet ist und dessen flacher Schenkel 20 mit dem Meßobjekt 8 in gutem thermischem Kontakt steht und dessen Steg 21 durch de ι Luftspalt 16 bis nahe an die Oberfläche der Spule 18 -eicht. Im Supraleitungsbereich 1 des veränderbaren m; gnetischen Widerstandes 19 ist der magnetische Widerstand sehr groß, im Normalleitungsbereich 2 dagegen sehr klein, so daß der magnetische Widerstand des aus dem ferromagnetischen Kern 14 und dem veränderbaren magnetischen Widerstand 19 gebi'deten magnetischen Kreises im Supraleitungsbereich sehr groß wird. Als Supraleiter jo wird Blei verwendet, die Dicke des Schenkels 20 und des Steges 21 beträgt jeweils 0,1 mm.In order to carry out point-like temperature measurements, a method shown in FIG. The embodiment of the temperature sensor shown in FIG. 3 has proven to be advantageous, the ferromagnetic core 14 has approximately the shape of a triangle, one tip 15 of which contacts the measurement object 8 on a very small surface, so that the temperature is measured almost point-like. The core 14 has at> a tip 15 an air gap 16 oriented perpendicular to the surface of the measurement object 8. The leg 17 of the core 14 opposite the air gap 16 carries a coil 18 for generating a magnetic field of predetermined magnetic field strength H. In the air gap 16 of the core 14 there is arranged a magnetic resistance 19 that can be suddenly changed by changing the temperature. The magnetic resistance 19 consists of a superconductor whose cross-section is T-shaped and whose flat leg 20 is in good thermal contact with the measurement object 8 and whose web 21 is easy through the air gap 16 to close to the surface of the coil 18. In the superconducting area 1 of the changeable m; Magnetic resistance 19, the magnetic resistance is very high, in the normal line area 2, however, very small, so that the magnetic resistance of the magnetic circuit formed from the ferromagnetic core 14 and the variable magnetic resistance 19 in the superconducting area is very large. Lead is used as the superconductor jo, the thickness of the leg 20 and the web 21 is 0.1 mm each.
Bei dieser Anordnung ist wegen des relativ großen Abstandes der Spule IS von der Meßstcllc und wegen der kleinen Masse des Kernes 14 eine thermische Isolierschicht nicht erforderlich. Wegen der Form des Kernes 14 und der Anordnung des Luftspaltes 16 ist auch ein ferromagnetischer Anker überflüssig. Der flache Schenkel 20 und der Steg 21 des Tförmigen Supraleiters sind so dimensioniert, daß ein hoher Anteil der Streulinien des Magnetfeldes unterbrochen ist.In this arrangement, because of the relatively large distance between the coil IS and the measuring element, and because of The small mass of the core 14 does not require a thermal insulating layer. Because of the shape of the Core 14 and the arrangement of the air gap 16, a ferromagnetic armature is also superfluous. Of the flat legs 20 and the web 21 of the T-shaped superconductor are dimensioned so that a high proportion the scatter lines of the magnetic field is interrupted.
Die Funktion der Temperaturmeßeinrichtung wird durch die in Fig.4 dargestellte Schaltung verdeutlicht. Die Spule 5, «8 mit dem ferromagnetischen Kern 4.14 und dem veränderbaren magnetischen Widerstand 3,19 weist eine vorbestimmte Induktivität L auf, deren Größe sprunghaft mit Hilfe des veränderbaren magnetischen Widerstandes 3,19 veränderbar istThe function of the temperature measuring device is illustrated by the circuit shown in FIG. The coil 5, «8 with the ferromagnetic core 4.14 and the variable magnetic resistance 3.19 has a predetermined inductance L , the size of which can be changed abruptly with the aid of the variable magnetic resistance 3.19
Die Stromversorgung der Spule 5, 18 erfolgt über einen Transformator 22, dessen Oberspannungswicklung 23 aus dem Netz mit 220 Volt Wechselspannung und einer Frequenz von 50 Hz gespeist wird und dessen Niederspannungswicklung 24 36 Volt bei 50 Hz abgibt. In die Leitung 25 zwischen Niederspannungswicklung und Spule 5, 18 ist ein den Laststrom / des Transformators 22 im wesentlichen bestimmender einstellbarer Widerstand 26 von 5 kOhm und 2 Watt geschaltetThe coil 5, 18 is supplied with power via a transformer 22, its high-voltage winding 23 is fed from the network with 220 volts AC voltage and a frequency of 50 Hz and its Low-voltage winding 24 delivers 36 volts at 50 Hz. In the line 25 between the low voltage winding and coil 5, 18 is a substantially determining load current / transformer 22 adjustable resistor 26 of 5 kOhms and 2 watts switched
Der Transformator 22 und der Widerstand 26 bilden einen Konstantstromgenerator 27, mit dem Lastströme bo /im Bereich von 20 bis 100 mA und damit an der Spule 5, 18 vorbestimmte magnetische Feldstärken H einstellbar sind.The transformer 22 and the resistor 26 form a constant current generator 27 with which load currents bo / in the range from 20 to 100 mA and thus predetermined magnetic field strengths H at the coil 5, 18 can be set.
Parallel zu der Spule 5, 18 ist ein Kondensator 28 geschaltet, der mit dieser für die Frequenz des *>"> Meßstromes einen ParallelResonanzkreis bildet Die Resonanzfrequenz kann entweder auf die Induktivität L der Spule 5, 18 eingestellt sein, die sich für den normalleitenden Zustand des veränderbaren magnetischen Widerstandes 3, 19 ergibt, oder auf die im supraleitenden Zustand desselben auftretende Induktivität. Parallel to the coil 5, 18, a capacitor 28 is connected, which forms with this for the frequency of *>"> measurement current a parallel resonance circuit, the resonance frequency can either be on the inductance L of the coil 5 may be set 18, which for the normal conducting state of the variable magnetic resistance 3, 19 results, or on the inductance occurring in the superconducting state of the same.
Bei konstantem Strom /ändert sich die über der Spule 5, 18 abfallende Spannung beim Erreichen des Umschaltpunktes P^ Diese Spannung wird mit einem Spannungsmesser 29 gemessen, der über einen nichtlinearen Gleichrichter 30 an die Spule 5,18 angeschlossen ist.With a constant current / the voltage drop across the coil 5, 18 changes when the switchover point P ^ is reached. This voltage is measured with a voltmeter 29 which is connected to the coil 5, 18 via a non-linear rectifier 30.
Fig.5 zeigt das Diagramm einer Temperaturmessung mit einem Temperaturfühler für integrale Messungen, wie in F i g. 2 dargestellt und erläutert. Als Spannungsmesser 29 wurde ein Zweistrahloszilloskop verwenet, dessen oberere erster Strahl 31 den Meßwert als gleichgerichtete 50 HzSpap.nung und dessen unterer zweiter Strahl 32 eine Vergleichsmessung mit einem Kohlewiderstand als Meßfühler zeigt. Bei dem ersten Strahl 31 ist die Horizontalablenkung 0,1 sec/cm und die Vertikalablenkung 2 Volt/cm bei einem Meßstrom von / = 30 mA.Fig. 5 shows the diagram of a temperature measurement with a temperature sensor for integral measurements, as shown in FIG. 2 shown and explained. as A two-beam oscilloscope was used for the voltmeter 29, the upper first beam 31 of which is the measured value as a rectified 50 Hz signal and its lower second beam 32 shows a comparison measurement with a carbon resistor as a sensor. The first Beam 31 is the horizontal deflection 0.1 sec / cm and the vertical deflection 2 volts / cm with a measuring current of / = 30 mA.
Bei dem zweiten Strahl 32 beträgt die Vertikalablenkung 5 mV/cm bei gleicher Horizontalablenkung. Daraus folgt bei dem Kohlewiderstand für einen Temperaturanstieg von 4,2 K auf 4,6 K eine Spannung von ca. 8 mV. Bei dem vorgeschlagenen Temperaturfühler ergibt sich aber für den gleichen Temperaturanstieg eine Spannung von 6 Volt.In the case of the second beam 32, the vertical deflection is 5 mV / cm with the same horizontal deflection. This results in a voltage in the carbon resistance for a temperature increase from 4.2 K to 4.6 K. of approx. 8 mV. In the case of the proposed temperature sensor, however, the temperature rise is the same a voltage of 6 volts.
Der Peak im unteren Teil des Diagramms ist das mit dem Kohlewiderstand erzeugte Eichsignal 33.The peak in the lower part of the diagram is the calibration signal 33 generated with the carbon resistor.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
SupraleitungsbereichSuperconductivity area
NormalleitungsbereichNormal line area
veränderbarer magnetischer Widerstandchangeable magnetic resistance
ferromagnetischer Kernferromagnetic core
SpuleKitchen sink
6 ferromagnetischer Anker6 ferromagnetic armature
7 Ort der Temperaturmessung7 Location of temperature measurement
8 Meßobjekt8 test object
9 Isolierfolie9 insulating film
10 Scheibe10 disc
11 Aussparung in 1011 recess in 10
12 Schraubenfeder12 coil spring
13 Lötfahne13 soldering lug
14 ferromagnetischer Kern14 ferromagnetic core
15 Spitze von 1415 tip of 14
16 Luftspalt in 1416 air gap in 14
17 Schenkel von 1417 legs of 14
18 Spule auf 1718 spool on 17
19 veränderbarer magnetischer Widerstand19 variable magnetic resistance
flacher Schenke! von 19shallow tavern! from 19
Steg von 19Bridge from 19
Transformatortransformer
Oberspannungswicklung von 22High voltage winding from 22
Niederspannungswicklung von 22Low voltage winding of 22
Leitung von 24 nach 5,18Lead from 24 to 5.18
einstellbarer Widerstandadjustable resistance
KonstantstromgeneratorConstant current generator
Kondensatorcapacitor
SpannungsmesserTension meter
GleichrichterRectifier
erster Strahl von 29first ray of 29
zweiter Strahl von 29second ray of 29th
EichaignalCalibration signal
H magnetische Feldstärke H magnetic field strength
T Temperatur in Grad Kelvin T temperature in degrees Kelvin
L Induktivität J Lasistrom von 27 Hc kritische Feldstärke Tc kritische Temperatur Pc Umschaltpunkt 1 — 2 L inductance J current of 27 H c critical field strength T c critical temperature Pc switchover point 1 - 2
Hierzu 2 Blatt ZcichnunacnFor this purpose 2 sheets of drawings
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GB9818885D0 (en) * | 1998-08-28 | 1998-10-21 | New Royal Holloway & Bedford | Current sensing noise thermometer |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1075862B (en) * | 1960-02-18 | The Perkm Eimer Corporation Norwalk Conn (V St A) | Measurement arrangement with a bolometer operating in the transition area between superconductivity and normal conductivity |
-
1979
- 1979-07-18 DE DE19792929019 patent/DE2929019C2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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