DE4320658C1 - Meßapparatur zum kalorimetrischen Bestimmen der Wechselfeldverluste von Supraleitern - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Meßapparatur zum kalorimetri­ schen Bestimmen der Wechselfeldverluste von Supraleitern in Magnetwechselfeldern beliebiger Frequenz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Messung der Energiedissipation in Supra­ leitern in einem magnetischen Wechselfeld ist von maßgebender Bedeutung für den Einsatz des Supraleiters.

Es gibt verschiedene Meßtechniken, die auf den elektromagneti­ schen Eigenschaften des Prüflings basieren. Die hier beschrie­ bene kalorimetrische Meßmethode ist sehr empfindlich und hat sich darüber hinaus wegen ihrer sehr kurzen thermischen Ein­ stellzeit sehr bewährt. Sie unterscheidet sich in wesentlichen Punkten von der bisher bekannten kalorimetrischen Methode, bei der die Verdampfungsrate des flüssigen Heliumbades gemessen wird.

Bei dieser Messung wird nicht die Verdampfung von Helium ge­ messen, sondern eine leichte Temperaturerhöhung des Prüflings, die ein Maß für die Verluste ist. Zu diesem Zweck ist der Prüfling in einem Vakuumraum und über einen thermischen Wider­ stand mit einem flüssiges Heliumbad kontaktiert.

In Rev. Sci. Instrum. 61 (3), March 1990 wird von C. Schmidt und E. Specht auf den Seiten 988-992 unter dem Titel "ac loss measurements on superconductors in the microwatt range" u. a. das Prinzip des Meßverfahrens (Fig. 1 darin) und der Meßaufbau beschrieben.

Diese Meßmethode wurde erstmals für die Messung von Kabelver­ lusten verwendet. Sie stellte sich als hinreichend genau her­ aus. Die Gleichgewichtszeitkonstante betrug nur wenige Sekun­ den.

Der Hauptvorteil der Methode besteht im großen Meßbereich. Durch die Veränderung des Wertes des thermischen Widerstands alleine, kann er über mehrere Größenordnungen variiert werden.

NbTi/CuNi-Supraleiter für 50 Hz-Wechselstrom-Anwendung konnten so mit einer Empfindlichkeit bis herunter zu 10E-8 W vermessen werden.

Die Vorbereitung des Prüflings ist allerdings zum einen zeit­ aufwendig, zum andern können Probleme mit dem Vakuum auftre­ ten. Obwohl die Messung selbst rasch, genau und leicht durch­ zuführen ist, sind Vorbereitungsarbeiten für den Prüfling, insbesondere wenn eine größere Anzahl Prüflinge vermessen wer­ den soll, sehr zeitintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung bereitzustellen, mit der eine größere Anzahl von Prüflingen aus Supraleitermaterial hinsichtlich ihrer Wechselstromver­ luste in kurzer Zeit vermessen werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Prüfling ist dazu auf einen zylindrischen Körper niedriger thermischer Leitfähigkeit gewickelt. Unmittelbar unter dem Prüfling befindet sich ein Wickel aus elektrischem Heizdraht, mit dem der Prüfling vorgegeben aufgeheizt werden kann und der zur Eichung dient. Über eine Temperaturmeßeinrichtung am Prüf­ ling wird die Aufheizung kontrolliert. Aus geometrischen Grün­ den befindet sich der Kohlewiderstand unter der Heizwicklung. Der durch diese Bauweise bedingte Fehler ist jedoch tolerier­ bar. Eine Temperaturmessung am Prüfling selbst würde den konstruktiven Aufwand unverhält­ nismäßig erhöhen und die Handhabung unangemessen verkomplizie­ ren, so daß das Vermessen von Serien nicht mehr mit vertret­ barem Zeitaufwand durchgeführt werden könnte.

Der Prüfling, die Heizwicklung und die Temperaturmeßeinrich­ tung befinden sich in einem mittleren Zylinderbereich mit kleinerem Durchmesser als sonst.

Über den bewickelten Körper ist ein hohlzylinderischer Ring mit mindestens der Höhe des Wickelkörpers geschoben, der im unteren Teil des Körpers an der zylinderischen Mantelfläche aufgrund des stärkeren Kälteschrumpfens seines Materials dicht anliegt und mit dem mittleren und oberen Teil des Körpers einen Ringraum bildet, in den für die Messung eine chemisch und physikalisch geeignete Flüssigkeit eingefüllt ist. Den thermischen Widerstand zwischen Prüfling und flüssigem Helium­ bad bildet jetzt der Körper oder Prüflingshalter, die Flüssig­ keit und der hohlzylinderische Ring. Der Prüflingskörper, der aufgeschrumpfte Ring und die zur Messung eingefüllte Flüssig­ keit sind an ihren freien Oberflächen von flüssigem Helium um­ geben.

Die Unteransprüche kennzeichnen Materialien, die für die Meß­ einrichtung verwendet werden, und einen bevorzugten Aufbau der Meßeinrichtung.

Der Prüflingshalter besteht aus Fiberglas-Epoxyd, in dessen mittleren Zylinderteil ein präparierter Kohlewiderstand als Temperaturmeßeinrichtung unmittelbar unter der Mantelfläche eingelassen und verklebt ist. Um Wirbelstromverluste zu ver­ meiden oder auf wenigstens ein vernachlässigbares Maß zu un­ terdrücken, werden die Kupferzuleitungen des Kohlewiderstandes entfernt und dünne Manganindrähte mit einem leitfähigen Epoxydharz direkt an die Widerstandsschicht angeklebt. Die Manganindrähte werden, um Induktionsspannungen zu vermeiden, verdrillt in einer Kerbe im Prüflingskörper bis zum Anschluß­ stecker geführt. Desgleichen besteht die Heizwicklung aus Man­ ganindraht vorbestimmten Durchmessers. Die Anschlußdrähte sind ebenfalls verdrillt in einer Kerbe zu dem Stecker geführt, der sich auf einem Rohr befindet, das koaxial mit dem Prüflings­ körper fest verbunden ist und als mechanische Halterung für die Meßeinrichtung dient.

In den Ringraum zwischen Hohlzylinder sowie mittleren und obe­ ren Zylinderbereich des Prüflingshalters ist die Flüssigkeit, ein niederviskoses Maschinenöl, eingefüllt, das die chemischen und physikalischen Randbedingungen für die Messung erfüllt. Der Prüfling ist so auf jeden Fall vollständig in das Öl ein­ getaucht. Durch diesen Aufbau ist ein spezielles Vakuumgefäß überflüssig, das den Meßaufwand somit wesentlich verbilligt.

Das Wickeln des Prüflings beansprucht lediglich einige Minu­ ten. Die eigentliche Messung mit dem in o.e. Literaturstelle geschilderten Meßverfahren läuft rasch ab. Die Wechselfeldver­ lustmessung kann in einer üblichen Transportkanne für flüssiges Helium durchgeführt werden, falls ein um die Meßapparatur ko­ axial liegendes, supraleitendes Solenoid, mit dem ein magneti­ sches Wechselfeld u. U. mit einem überlagerten Gleichfeld für die Messung zu erzeugen ist, mit in die Transportkanne paßt.

Für den üblichen Anwendungsfall, daß die Messung nicht in ei­ nem hohen Hintergrundfeld durchgeführt werden muß, ist also kein eigener Kryostat nötig. Das verwendete, weiter unten nä­ hers beschriebene Solenoid mit einem Außendurchmesser von 48 mm erzeugt ein maximales Feld von 2.5 T. Da der gesamte Meßeinsatz eine sehr geringe Masse hat, kann die Abkühlung auf die Temperatur des flüssigen Helium in wenigen Minuten erfol­ gen in einem kurzen Zeitraum kann mit ausreichender Empfind­ lichkeit eine Serie von Prüflingen durchgemessen werden.

Im Vergleich zur herkömmlichen kalorimetrischen Messung wird durch den einfachen apparativen Meßaufbau die Menge des ver­ brauchten Heliums ganz wesentlich reduziert. Damit gehen er­ hebliche Kostensenkungen einher.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 den für die Messung vorbereiteten Prüflingshalter im Schnitt;

Fig. 2a einen Schnitt durch den mittleren zylinderischen Be­ reich des vorbereiteten Prüflingshalters mit Prüfling;

Fig. 2b den radialen Temperaturverlauf;

Fig. 3 die Meßapparatur im Zusammenbau;

Fig. 4 den Kohlewiderstand in Vorbereitung;

Fig. 5 das Prinzip der Messung.

Prüflinge sind bisher vorwiegend Leiterstücke für die Hoch­ stromsupraleitertechnik, so daß Wechselfelder mit einer in Energieversorgungsnetzen üblichen Frequenz, also 50 oder 60 Hz, bzw. in leistungselektronischen Anlagen üblichen Frequenz­ bandbreite in der Meßapparatur zur Ermittlung der Wechselfeld­ verluste erzeugt werden. Konkrete Planung und teilweise Reali­ sierung zur Ausstattung mit Supraleitern betrifft Baugruppen wie Generatoren, Motoren, Transformatoren, Strombegrenzer und dergleichen aber auch Supraleiter für signalelektronische bzw. nachrichtentechnische Baugruppen. Letztere werden abhängig vom vorgesehenen Einsatz in höher- oder hochfrequenten überlager­ ten Wechselfelder vermessen.

Der Prüflingshalter 1 oder Körper 1 gemäß Fig. 1 besteht aus drei zylinderischen Zonen 2, 3, 4, unterschiedlichen Durchmes­ sers, die eine gemeinsame Achse 5 haben. Die mittlere Zone 2 hat den kleinsten Durchmesser 3. Unmittelbar unter ihrer Man­ telfläche ist die Temperaturmeßeinrichtung 6 in die Kerbe 26 (Fig. 2a) eingelassen und verklebt. Die Temperaturmeßeinrich­ tung 6 ist ein präparierter Kohlewiderstand 6 (siehe Fig. 4), der weiter unten ausführlicher beschrieben wird.

Auf die nach dem Einbau des Kohlewiderstandes 6 überarbeitete zylindrische Mantelfläche wird die Heizeinrichtung 7 ange­ bracht. Sie besteht aus einer gewickelten Lage Heizdraht mit 0.1 mm Durchmesser. Der Heizdraht ist aus Manganin, der mit Epoxyd imprägniert wurde und unter Drehung aushärtet. Das er­ gibt nach außen eine völlig glatte Oberfläche der Heizwicklung 7. Die beiden Zuleitungen 8 der Heizwicklung 7 sind verdrillt und in einer Kerbe zur Achse 5 des Prüflingshalters 1 geführt, von wo sie axial zu dem vierpoligen Stecker 9 geführt und daran verlötet sind.

Über die mittlere Zone 3 wird der Prüfling 10 ein- oder mehr­ lagig aufgewickelt, so daß die gesamte axiale Länge dieser Zone 3 überdeckt ist. Die untere Zone 4 hat dabei immer noch einen Durchmesser 4, der mindestens gleich dem des bewickelten Halterbereichs ist. Darauf wird das zylinderförmige Rohrstück 11 aus Teflon aufgesetzt, das in der unteren Zone 4 dicht an dem Prüflingshalter 1 anliegt und nach oben bis mindestens zum Ende des Körpers 1 reicht. Mit dem übrigen Bereich wird ein ringförmiger Raum 22 gebildet, der mit einem Maschinenöl ge­ ringer Viskosität aufgefüllt wird, so daß der Prüfling 10 auf jeden Fall völlig darin eingetaucht ist.

Ein Rohrstück 12 aus einem nichtmetallischen Material geringer thermischer Leitfähigkeit setzt koaxial am Prüflingshalter 1 an und ist am freien Ende mit dem vierpoligen Stecker 9 abge­ schlossen. Es dient gleichzeitig als mechanische Halterung für den Prüflingshalter 1. In ihm führen die jeweils beiden elek­ trischen Zuleitungen 8, 13 zum Stecker 9 und sind dort an den entsprechenden Stiften des Steckers 9 angelötet, von wo es weiter zur Signalverarbeitung und Stromquelle für die Heizein­ richtung 7 geht, die in der Zeichnung nicht angedeutet sind. An der äußeren Rohrwandung ist zur Messung der Temperatur des flüssigen Heliums noch eine weitere Temperaturmeßeinrichtung 18 angebracht. Mit beiden Temperaturmeßeinrichtungen 6, 18 wird die maßgebende Temperaturdifferenz zwischen flüssigem He­ lium und Prüfling gemessen.

Diese so vorbereitete Meßeinrichtung wird dann für die Messung ins Innere auf den Sockel 25 aus glasfaserverstärktem Kunst­ stoff des supraleitenden Solenoiden 14 geschoben (siehe Fig. 2) und dort über die konzentrische Vertiefung 24 am Boden des Prüflingshalters in definierter Lage gehalten. Das Solenoid 14 ist über die Stromzuführungen 15 an eine Stromversorgung ange­ schlossen. Es bleibt auch während des Probenwechsels ange­ schlossen, muß also nicht ausgebaut werden. Mit diesem Magne­ ten 14 wird das magnetische Gleichfeld mit vorgegebener Wel­ ligkeit bzw. Wechselfeldanteil im vorgegebenen Frequenzbereich erzeugt. Hierzu ist der gesamte Aufbau in die Kanne 16 mit flüssigem Helium getaucht. Fig. 3 zeigt die Kanne 16 ledig­ lich im Ansatz mit ihrem Verschluß 17. Für den Raumbedarf des Meßaufbaus sind dort noch und in Fig. 1 die wesentlichen Außenmaße eingezeichnet.

Fig. 4 zeigt den für die Meßapparatur vorbereiteten o.e. Koh­ lewiderstand 6. Die rechte Hälfte zeigt den ursprünglichen und die linke Hälfte den präparierten Zustand des im Handel er­ hältlichen Kohlewiderstandes 6. Es ist ein Allen-Bradley- Kohle-Widerstand mit 100 Ohm Nennwiderstand. Bei 4.2 K hat dieser einen Widerstand von etwa 1000 Ohm. Für den Meßeinsatz wurde seine keramische Hülle 19 und teilweise die Kohleschicht 20 über die gesamte Länge segmentartig abgeflacht (siehe Fig. 4). Die ursprünglichen, verzinnten Kupferdrahtanschlüsse 21 wurden durch Manganindraht 13 von 0.1 mm Durchmesser ersetzt, da verzinnte Kupferdrahtanschlüsse hohe Verluste in magneti­ schen Wechselfeldern erzeugen. Verbliebenes Zinn wurde vollends abgeätzt. Beide Manganindrahtenden sind mit leitfähi­ gem Epoxydharz 23 an die jeweilige Stirnseite der Kohleschicht 20 geklebt. Die mit einer dünnen Isolierschicht versehenen beiden Manganindrähte 13 werden dann derart verdrillt, daß möglichst keine leiterumschlossene Fläche senkrecht zum ange­ legten magnetischen Wechselfeld besteht, über die Induktions­ spannungen erzeugt werden könnten.

Der so präparierte Kohlewiderstand 6 liegt mit seiner abge­ flachten Seite nach außen in der Kerbe 26 in der mittleren Zone 3 des Prüflingshalters 1 und ist dort zur Fixierung der Lage verklebt.

Die Leistungsfähigkeit der Meßapparatur soll im folgenden an­ hand des Meßverfahrens erläutert werden (siehe auch Fig. 5).

In einem ersten experimentellen Schritt wird die Eichkurve aufgenommen. Sie zeigt den Verlauf des ohmschen Widerstandes des Temperatursensors 6 im Probenträger 1 in Abhängigkeit der Heizleistung. Da die Heliumtemperatur T1 ebenfalls bekannt ist, kann der Verlauf der maßgebenden Temperaturdifferenz delta T angegeben werden.

Der Temperatursensor 6 selbst muß nicht kalibriert werden. Der ungefähre Verlauf des Widerstands als Funktion der Temperatur ist nur nötig, um die Sicherheit zu haben, daß die Temperatur des Prüfling 10 in einem akzeptablen Bereich verläuft.

Die eigentliche Messung besteht im Anlegen von magnetischen Wechselfeldern gewünschter Frequenz und Amplitude und der Mes­ sung des jeweiligen Widerstandes des Kohlewiderstandes 6 im Probenhalter 1. Aus diesen Werten werden mit Hilfe der zuvor gewonnenen Eichkurve die entsprechenden Verlustleistungen be­ rechnet. Dieses Verfahren liefert, je nach Meßbereich, eine Genauigkeit im Bereich zwischen etwa 2 und 5%.

Soll die Meßgenauigkeit erhöht werden, muß für jede Meß­ punktaufnahme mit dem Wechselfeld dieser Punkt wohne Magnet­ feld, aber mit der Aufheizung durch die Heizeinrichtung 7 bis zur entsprechenden Temperatur bzw. bis zum entsprechenden Wi­ derstandswert des Temperaturfühlers 6 aufgenommen werden. Die erreichte Meßgenauigkeit liegt damit bis unter 1% Fehler.

Der nutzbare Meßbereich der Meßapparatur wird durch den ther­ mischen Widerstand und der minimal und maximal akzeptabel meßbaren Temperaturdifferenz bestimmt. Bei einer minimal meßbaren Temperaturdifferenz von 10 mK und einer maximal hin­ nehmbaren Temperaturdifferenz von 1 K ergibt sich ein Meßbe­ reich von zwei Größenordnungen. Meßbar sind auch größere Tem­ peraturdifferenzen, nur sind diese i. a. nicht mehr brauchbar. Die maximal akzeptable Temperaturdifferenz hängt davon ab, in­ wieweit die Variation der Probentemperatur bei einer konkreten Messung toleriert werden kann. Im allgemeinen sind Wechsel­ strom-Verluste nur schwach temperaturabhängig und können zudem rechnerisch korrigiert werden.

Im Prinzip ist es möglich, die Probentemperatur T2 konstant zu halten, wenn die Temperatur T1 des Heliumbades variiert wird. Eine Absenkung unter 4,2 K ist sehr einfach durch Abpumpen des Heliumbades auf einen vorbestimmten Druck möglich. Dieser Druck, und damit die Heliumbadtemperatur, kann so geregelt werden, daß die Probentemperatur immer auf demselben Wert bleibt. Dieses Verfahren, das den Meßaufwand erhöht, wird je­ doch in den allermeisten Fällen nicht notwendig sein.

Der konstruktive Aufbau der Meßapparatur muß kritisch bei der Messung mit einfließen. Das Temperaturprofil innerhalb des Prüflingshalters ist nicht genau dasselbe, wenn dieselbe Lei­ stung in der Heizeinrichtung oder im Prüfling dissipiert wird.

Fig. 2b zeigt schematisch das radiale Temperaturprofil in dem mittleren Zylinderbereich 3 der Meßeinrichtung für die beiden Fälle Energiedissipation durch das Wechselfeld und eingeschal­ tetem Heizer 7 bei gleicher Leistung. Die gemessene Temperatur ist bei der Eichmessung bei gleicher Leistung etwas höher in­ folge der unterschiedlichen Position der Wärmequelle. Dies macht eine Korrektur erforderlich.

In einem zusätzlichen Experiment wurde die supraleitende Probe durch ein Kupferdraht von 0,4 mm Durchmesser ersetzt, der mit einem dünnen Heizdraht umwickelt war. Die Probe wurde hier also nicht durch ein Wechselfeld sondern durch eine ohmsche Heizung erwärmt. Der Vergleich der Verlustleistung dieser Probe mit der Leistung der eingebauten Heizwicklung bei glei­ cher gemessener Temperatur liefert die notwendige Korrektur. Sie betrug 2.1% ± 0,3%, d. h. die Wechselfeldverluste sind um 2,1% höher als die bei gleicher Temperatur eingestellte ohm­ sche Heizung.

Die Optimierung der Meßapparatur kann nur für einen bestimmten Probentyp erfolgen, für den die Meßapparatur gewissermaßen maßgeschneidert wird. Unterschiedliche Proben erfordern eine unterschiedliche Empfindlichkeit der Apparatur oder auch einen unterschiedlichen minimalen Probendurchmesser, weil eine dicke Probe nicht auf einen kleinen Radius gebogen werden kann.

Die Empfindlichkeit der Apparatur

delta T / Q = Rth (thermischer Widerstand)

ist eine wichtige Größe. Die Empfindlichkeit bestimmt den mög­ lichen Meßbereich. Sie ist im Durchführungsbeispiel delta T/Q etwa 55 K/W. Für bestimmte Proben ist es durchaus günstiger, wenn delta T/Q größer oder kleiner ist.

Je geringere Verluste eine Probe hat, desto größer sollte delta T/Q sein. Dazu müssen dann Materialien, wie etwa Nylon, mit kleiner Wärmeleitfähigkeit eingesetzt werden. Eine Redu­ zierung des Probenträgerdurchmessers erhöht delta T/Q eben­ falls. Ein Faktor 10, also delta T/Q etwa 500, K/W ist noch durchführbar.

Eine Reduzierung von delta T/W für Proben mit hohen Verlusten ist andererseits einfacher zu erreichen. Hierzu können Mate­ rialien mit größerer Leitfähigkeit, ein Probenträger mit größerem Durchmesser und geringerer Dicke des äußeren Zylin­ ders verwendet werden.

Bei einem gegebenen Probenträger kann die Empfindlichkeit in Grenzen noch variiert werden, und zwar durch Verwendung unter­ schiedlichen Materials für die äußere Hülse bzw. dem Ring 11. Für zwei Materialien, nämlich Nylon und Teflon, wurde ermit­ telt:

Nylon-Hülse 6 mm dick: delta T/Q = 94 K/W
Teflon-Hülse 0,6 mm dick: delta T/Q = 34 K/W.

Das bedeutet eine Variation um den Faktor 3.

Infrage kommt auch eine Verringerung der Empfindlichkeit durch einen herausnehmbaren Kern im Probenträger, so daß eine bes­ sere Wärmeabfuhr zur Achse hin möglich ist.

Im Durchführungsbeispiel wurde eine Auflösung der Leistung von

delta Q = delta T / Rth = 5 mikroW

erreicht. Dabei war Rth = 55 K/W und die Temperaturauflösung ±0,25 mK.

Die thermische Einstellzeit ergibt sich aus der Zeitkonstanten für die Temperaturänderung bei Anlegen oder Abschalten einer Heizleistung. Sie ist maßgebend für den exponentiellen Abfall auf die Temperatur des flüssigen Heliums nach Wegnahme der konstanten Heizleistung.

Im Durchführungsbeispiel ist diese Zeitkonstante etwa 2,5 sec. Fünf Zeitkonstanten nach Anlegen eines Wechselfeldes ist die Temperatur auf weniger als 1% an den Endwert herangekommen. Das bedeutet die Aufnahme von Meßpunkten mit sehr kurzen In­ tervallen.

Zum Vergleich sei nochmals auf die ebenfalls kalorimetrische Methode hingewiesen, bei der man die Abdampfrate des Heliumba­ des mißt. Hier liegt die entsprechende Zeitkonstante im Be­ reich von einigen bis vielen Minuten. Das bedeutet einen sehr lästigen Zeitaufwand.

Bezugszeichenliste

1 Prüflingshalter, Probenhalter, Körper
2 Zone, Durchmesser, Zylinderbereich
3 Zone, Durchmesser, Zylinderbereich
4 Zone, Durchmesser, Zylinderbereich
5 Achse
6 Temperaturmeßeinrichtung, Kohlewiderstand
7 Heizeinrichtung
8 Zuleitung
9 Stecker
10 Prüfling
11 Rohrstück, Ring
12 Rohrstück
13 Zuleitung, Manganindraht
14 Solenoid, Magnet
15 Stromzuführung
16 Transportkanne, Kanne
17 Verschluß
18 Temperaturmeßeinrichtung
19 Keramikschicht
20 Kohleschicht
21 Kupferdraht
22 Ringraum, Raum
23 leitendes Epoxydharz
24 Vertiefung
25 Sockel
26 Kerbe

Claims (6)

1. Meßapparatur zum kalorimetrischen Bestimmen der Wechsel­ feldverluste von Supraleitern in Magnetwechselfeldern be­ liebiger Frequenz, bestehend aus einem supraleitenden Prüf­ ling (10), der auf einen Prüflingshalter (1) aufgebracht ist, der ein zylindrischer Körper ist, dessen Material eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweist,
der Prüflingshalter (1) im mittleren Zylinderbereich (3) einen kleineren Durchmesser als im übrigen Zylinderbereich hat, und auf der Mantelfläche des zylindrischen Körpers eine elektrische Heizeinrichtung (7) aufliegt, auf der der zu vermessende Prüfling (10) mit mindestens einer Lage aufge­ wickelt ist,
sowie in unmittelbarer Nähe des Prüflingshalters (l) eine Temperaturmeßeinrichtung (6) und ein thermischer Wider­ stand, der den Prüfling (10) mit einem Kältebad verbindet,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Mantelfläche die Temperaturmeßeinrichtung (6) eingelassen ist, die diese Mantelfläche bündig mit ab­ schließt,
daß sich dem mittleren Zylinderbereich (3) auf der einen Seite ein Zylinderbereich (4) mit größerem Durchmesser (4) als die Prüflingswicklung (10) anschließt, über den ein zylinderischer Ring (11) dicht abschließend übergestülpt werden kann, dessen Material unter Kälteeinwirkung gleich oder stärker als das des Prüflingshalters (1) schrumpft, der zylindrische Ring (11) eine axiale Länge besitzt, die mindestens die axiale Länge des Prüflingshalters (1) auf­ weist,
daß sich dem mittleren Zylinderbereich (3) auf der anderen Seite ein weiterer Zylinderbereich (2) anschließt, der einen Durchmesser zwischen dem kleinsten und größtem Durch­ messer des Prüflingshalter (1) hat, so daß bei überge­ stülptem Ring (11) ein einseitig offener Ringraum (22) be­ steht,
daß der Ringraum (22) mit einer dielektrischen, chemisch mit den berührenden Materialien nicht reagierenden Flüssig­ keit gefüllt ist und
daß der thermische Widerstand aus dem Prüflingshalter (1), dem Ring (11) und der im Ringraum (22) vorhandenen Flüssig­ keit besteht.

2. Meßapparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüflingshalter (1) aus Glasfaser-Epoxydharz oder Nylon oder einem anderen nichtmetallischen Material besteht.

3. Meßapparatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (6) ein Kohlewiderstand (6) ist, dessen Mantelfläche in einem Bereich bis in die Kohle­ schicht (20) abgeflacht ist, und der Kohlewiderstand (6) in den Prüflingshalter (1) so eingelassen und mit wärmeleitfä­ higem Epoxydharz verklebt ist, daß der abgeflachte Bereich nahe der Mantelfläche im mittleren Zylinderbereich (3) des Prüflingshalters (1) liegt, und zwei Manganindrähte (13) vorgegebener Dicke unmittelbar von der Kohleschicht (20) derart wegführen, daß durch ein extern angelegtes magneti­ sches Wechselfeld induktive Spannungskomponenten vernach­ lässigbar klein gehalten werden.

4. Meßapparatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem mittleren Zylinderbereich (3) aufgebrachte Heizeinrichtung (7) aus auf die Mantelfläche aufgewickeltem und mit Epoxydharz vergossenem Manganindraht oder einem an­ deren Widerstandsdraht aus nichtferromagnetischem Material besteht.

5. Meßapparatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils verdrillten zwei Zuleitungen (8, 13) von dem Kohlewiderstand (6) und der Heizeinrichtung (7) in Nuten verklebt zur Achse (5) des Prüflingshalters (1) führen und mit einen mindestens vierpoligen Stecker (9) verlötet sind, wobei der Stecker (9) auf ein Rohr (12) montiert ist, das axial mit dem Prüflingshalter (1) fest verbunden ist.

6. Meßapparatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Füllung des Ringraums (22) verwendete Flüssigkeit ein niederviskoses Öl ist, das bei Temperaturen des flüssi­ gen Heliums geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist und bei Probenwechsel ohne besondere Sorgfalt handhabbar ist.