JPH0443976A - 超電導磁気センサ - Google Patents
超電導磁気センサInfo
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- JPH0443976A JPH0443976A JP2150795A JP15079590A JPH0443976A JP H0443976 A JPH0443976 A JP H0443976A JP 2150795 A JP2150795 A JP 2150795A JP 15079590 A JP15079590 A JP 15079590A JP H0443976 A JPH0443976 A JP H0443976A
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Landscapes
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、多結晶酸化物超電導体を用いる磁気センサに
関する。この磁気センサは例えば微弱磁界や微小電流の
測定に適用することができる。
関する。この磁気センサは例えば微弱磁界や微小電流の
測定に適用することができる。
[従来の技術]
従来、下部臨界磁界Hc1と上部臨界磁界Hc2の範囲
(いわゆる混合状態)で印加磁界の強度に応じて連続的
に(巨視的に見て)超電導領域と常電導領域の割合が変
化する第2種超電導体は、上記混合状態において印加磁
界の強度に応じて電気抵抗が連続的に変化する。
(いわゆる混合状態)で印加磁界の強度に応じて連続的
に(巨視的に見て)超電導領域と常電導領域の割合が変
化する第2種超電導体は、上記混合状態において印加磁
界の強度に応じて電気抵抗が連続的に変化する。
この現象を利用した電気抵抗変調型の超電導磁気センサ
が知られており、超電導体としてはY−Ba−Cu−0
系酸化物超電導体が提案されている。
が知られており、超電導体としてはY−Ba−Cu−0
系酸化物超電導体が提案されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、Y−Ba−Cu−0系酸化物超電導体を
用いた従来の多結晶厚am気センサは、電気抵抗−印加
磁界特性において大きなヒステリシス(以下、電気抵抗
ヒステリシスという)が生じるという問題があった。
用いた従来の多結晶厚am気センサは、電気抵抗−印加
磁界特性において大きなヒステリシス(以下、電気抵抗
ヒステリシスという)が生じるという問題があった。
高精度の測定にあたっては、このような電気抵抗ヒステ
リシスの回路的な補償が要求されるが、このような補償
回路は複雑、困難である。
リシスの回路的な補償が要求されるが、このような補償
回路は複雑、困難である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電
気抵抗ヒステリシスが小さい超電導磁気センサを提供す
ることを、その解決すべき課題としている。
気抵抗ヒステリシスが小さい超電導磁気センサを提供す
ることを、その解決すべき課題としている。
[課題を解決するための手段1
本発明の超電導磁気センサは、被測定磁界強度による多
結晶酸化物超電導体の電気抵抗変調効果に基づいて被測
定磁界強度を測定する超電導磁気センサにおいて、 前記多結晶酸化物超電導体はB1−Pb−Sr−Ca−
Cu−0系の酸化物超電導体からなることを特徴として
いる。
結晶酸化物超電導体の電気抵抗変調効果に基づいて被測
定磁界強度を測定する超電導磁気センサにおいて、 前記多結晶酸化物超電導体はB1−Pb−Sr−Ca−
Cu−0系の酸化物超電導体からなることを特徴として
いる。
sr :Pb:Sr:Ca:Cu:Oは、モル比率で、
1.0〜2.O:0.1〜1.0:1.0〜2.5:1
.O〜2.5:2.0〜3.5:6゜0〜10.0とす
ることができる。
1.0〜2.O:0.1〜1.0:1.0〜2.5:1
.O〜2.5:2.0〜3.5:6゜0〜10.0とす
ることができる。
[作用及び発明の効果]
本発明者らは、B 1−Pb−Sr−Ca−CLIO系
酸化物超電導体の電気抵抗が混合状態において極めて小
ざい電気抵抗ヒステリシスをもつことを見出した。その
原因は不明である。同時に、電気抵抗が印加磁界に対し
て、混合状態中、特に下部臨界磁界HC1及び上部臨界
磁界Hc2近傍(肩部)を除く範囲において、優れた直
線性をもつことを見出した。
酸化物超電導体の電気抵抗が混合状態において極めて小
ざい電気抵抗ヒステリシスをもつことを見出した。その
原因は不明である。同時に、電気抵抗が印加磁界に対し
て、混合状態中、特に下部臨界磁界HC1及び上部臨界
磁界Hc2近傍(肩部)を除く範囲において、優れた直
線性をもつことを見出した。
更に、このような小さい電気抵抗ヒステリシスと優れた
直線性とをもつ超電導体を電気抵抗変調型の超電導磁気
センサに適用することによって、その測定精度を格段に
改善できる点に気が付いた。
直線性とをもつ超電導体を電気抵抗変調型の超電導磁気
センサに適用することによって、その測定精度を格段に
改善できる点に気が付いた。
すなわち、このB i −Pb−Sr−Ca−Cu−O
系の多結晶酸化物超電導体を用いた電気抵抗変調型の磁
気センサは、従来の多結晶酸化物超電導体を用いた超電
導磁気センサと比較して磁気ピンニング効果が小さく印
加磁界の変化による超電導体内部への磁束の侵入及び脱
出が両方とも容易であるために、電気抵抗ヒステリシス
が小さくでき、高い測定精度を得ることができる。
系の多結晶酸化物超電導体を用いた電気抵抗変調型の磁
気センサは、従来の多結晶酸化物超電導体を用いた超電
導磁気センサと比較して磁気ピンニング効果が小さく印
加磁界の変化による超電導体内部への磁束の侵入及び脱
出が両方とも容易であるために、電気抵抗ヒステリシス
が小さくでき、高い測定精度を得ることができる。
[実施例]
以下、図面を用いて本発明の超電導磁気センサの実施例
を説明する。
を説明する。
この超電導磁気センサは、第1図に示すように、MqO
(酸化マグネシウム)基板1上に被着された酸化物超電
導体からなる超電導厚膜2を有し、更に、超電導厚膜2
の表面に4個の金電極3が互いに所定間隔を隔てて一列
に被着されて、センサ本体Aが形成されている。センサ
本体Aは、デユワ−4に充填された液体窒素3中に浸漬
されている。4個の金電極3の内、両側の2個の金電極
3は定電流電源5の一対の出力端に接続されており、残
る中央部の2個の金電極は電圧計6の一対の入力端に接
続されている。
(酸化マグネシウム)基板1上に被着された酸化物超電
導体からなる超電導厚膜2を有し、更に、超電導厚膜2
の表面に4個の金電極3が互いに所定間隔を隔てて一列
に被着されて、センサ本体Aが形成されている。センサ
本体Aは、デユワ−4に充填された液体窒素3中に浸漬
されている。4個の金電極3の内、両側の2個の金電極
3は定電流電源5の一対の出力端に接続されており、残
る中央部の2個の金電極は電圧計6の一対の入力端に接
続されている。
なお、センサ本体Aの詳細構造を第2図及び第3図を参
照して説明する。
照して説明する。
MQO基板1は、MCl0粉末を焼結して、はぼ、縦2
.5cm、横2.5cm、厚さ1mmに形成されている
。
.5cm、横2.5cm、厚さ1mmに形成されている
。
超電導厚膜2は、B i −Pb−Sr−Ca−Cu−
Q系酸化物超電導体の厚膜からなり、はぼ、長辺2Qm
m、短辺5mm、厚さ120μmに形成され、−E/L
、比でほぼ、3i :Pb:Sr:Ca:Cu:O=0
.8:0.2:0.8:1 :1.4に形成されている
。
Q系酸化物超電導体の厚膜からなり、はぼ、長辺2Qm
m、短辺5mm、厚さ120μmに形成され、−E/L
、比でほぼ、3i :Pb:Sr:Ca:Cu:O=0
.8:0.2:0.8:1 :1.4に形成されている
。
金電極3は被着領域以外を金属マスクで遮蔽してスパッ
タリングして形成され、厚さ約0.15μmに形成され
ている。金電極3の短幅及び隣接する電極間の距離は2
.5mmとなっている。
タリングして形成され、厚さ約0.15μmに形成され
ている。金電極3の短幅及び隣接する電極間の距離は2
.5mmとなっている。
上記超電導磁気センサの電気抵抗−印加磁界特性を試験
した。
した。
印加磁界発生のために第1図に図示するように、一対の
ソレノイドコイル7.7をデユワ−4中にセンサ本体A
を挟むように配設した。各ソレノイドコイル7.7はセ
ンサ本体Aの表面及び裏面にそれぞれ所定間隔を隔てて
対面しており、MgO基板1の主面と直交する方向への
被測定磁界を発生させる。
ソレノイドコイル7.7をデユワ−4中にセンサ本体A
を挟むように配設した。各ソレノイドコイル7.7はセ
ンサ本体Aの表面及び裏面にそれぞれ所定間隔を隔てて
対面しており、MgO基板1の主面と直交する方向への
被測定磁界を発生させる。
電気抵抗の測定は、4端子法にて一定電流■を定電流電
源5を両端の金電極3.3間に通電し、電圧計6にて降
下電圧Vを測定して行う。なお、磁界の強度は図示しな
い磁気計をデユワ−4中に入れて求めた。
源5を両端の金電極3.3間に通電し、電圧計6にて降
下電圧Vを測定して行う。なお、磁界の強度は図示しな
い磁気計をデユワ−4中に入れて求めた。
測定した電気抵抗−印加磁界特性を第4図に示す。第4
図から10〜30 (Oe)の範囲で極めて電気抵抗ヒ
ステリシスが小さくかつ優れたりニアリティをもつこと
がわかる。
図から10〜30 (Oe)の範囲で極めて電気抵抗ヒ
ステリシスが小さくかつ優れたりニアリティをもつこと
がわかる。
比較のために、同一形状に形成された従来のY−Ba−
Cu−0系酸化物超電導体を用いた超電導磁気センサの
磁気特性を第8図に示す。この従来の超電導磁気センサ
(第8図〉では磁界増加時と磁界減少時において、セン
サの抵抗値が最大約10%変化しているのに対し、この
実施例(第4図)では磁界増加時と磁界減少時において
ヒステリシスは極めて小ざく、かつ優れたりニアリテイ
が得られることがわかる。更に、感度すなわち磁界変化
に対する抵抗変化率も広い範囲にわたって大きくするこ
とができる。なお、測定温度は77に1通電電流はこの
実施例のもの(第4図)で10mA、比較例量(第8図
)で100mAとした。
Cu−0系酸化物超電導体を用いた超電導磁気センサの
磁気特性を第8図に示す。この従来の超電導磁気センサ
(第8図〉では磁界増加時と磁界減少時において、セン
サの抵抗値が最大約10%変化しているのに対し、この
実施例(第4図)では磁界増加時と磁界減少時において
ヒステリシスは極めて小ざく、かつ優れたりニアリテイ
が得られることがわかる。更に、感度すなわち磁界変化
に対する抵抗変化率も広い範囲にわたって大きくするこ
とができる。なお、測定温度は77に1通電電流はこの
実施例のもの(第4図)で10mA、比較例量(第8図
)で100mAとした。
ちなみに、超電導転移温度(ゼロ抵抗温度)TCは、B
i −Pb−Sr−Ca−Cu−OwAで95に、Y
−Ba−Cu−0膜で90にであった。
i −Pb−Sr−Ca−Cu−OwAで95に、Y
−Ba−Cu−0膜で90にであった。
また、臨界電流密度は、B i −Pb−Sr−CaC
u−0膜で4.2A/Cm2、Y−Ba−Cu−O膜で
0.16A/cm2であった。
u−0膜で4.2A/Cm2、Y−Ba−Cu−O膜で
0.16A/cm2であった。
以下にセンサ本体Aの製造方法を説明する。
まず噴霧熱分解法により、B+−Pb−SrCa−Cu
−o系微粒子粉末を作製する。この噴霧熱分解法では、
まず、Bi2O3とCaCO3をHNO3(HNO31
1度は65wt%)中に、Pb(NO3)2、Sr(N
O3)2、Cu(NO3)2・3H20を水中に、各々
完全に溶解させ、溶解した時点で二液を混合する。混合
時のB、Pb、Sr、Ca5Cuの−E/L、比は、B
1:Pb:Sr:Ca:Cu=0.8:0.2:0゜8
:1 :1.4である。この原液を、炉体温度750℃
、炉心管内温度650℃に保った噴霧熱分解装置内に導
入して、原料粉末を得る(第5図(a))。
−o系微粒子粉末を作製する。この噴霧熱分解法では、
まず、Bi2O3とCaCO3をHNO3(HNO31
1度は65wt%)中に、Pb(NO3)2、Sr(N
O3)2、Cu(NO3)2・3H20を水中に、各々
完全に溶解させ、溶解した時点で二液を混合する。混合
時のB、Pb、Sr、Ca5Cuの−E/L、比は、B
1:Pb:Sr:Ca:Cu=0.8:0.2:0゜8
:1 :1.4である。この原液を、炉体温度750℃
、炉心管内温度650℃に保った噴霧熱分解装置内に導
入して、原料粉末を得る(第5図(a))。
仮焼粉砕工程
得た原料粉末を空気中800℃にて20時間仮焼した後
、粉砕して平均粒径0.5μm程度に調整する(第5図
(b)、(C))。
、粉砕して平均粒径0.5μm程度に調整する(第5図
(b)、(C))。
混練ペースト工程
テレピネオール中に10wt%のエチルセメロースを溶
かした溶液に上記粉末を混合して三本口方法にてペース
ト化する(第5図(d))。
かした溶液に上記粉末を混合して三本口方法にてペース
ト化する(第5図(d))。
スクリーン印刷法
このペーストをスクリーン印刷法にて、MQO基板1上
に4層塗布する。膜厚は焼成後の測定で約120umか
ら130μmでi9ツたく第5図(e))。
に4層塗布する。膜厚は焼成後の測定で約120umか
ら130μmでi9ツたく第5図(e))。
乾燥焼成工程
スクリーン印刷後、ホットプレート(て約150℃で乾
燥し、圧力1atm、Ar:02−12:1の雰囲気下
で、焼成温度830℃、焼成時間15時間で焼成する。
燥し、圧力1atm、Ar:02−12:1の雰囲気下
で、焼成温度830℃、焼成時間15時間で焼成する。
なお、焼成条件を種々変更しても、充分小さい電気抵抗
ヒステリシスが得られた。例えば、焼成温度を815℃
から860℃、焼成時間を1時間から50時間の範囲で
変化させても、磁気特性ヒステリシスが小さく、超電導
転移温度(ゼロ抵抗温度)が77に以上の厚膜が得られ
た。第6図及び第7図は、超電導転移温度(ゼロ抵抗温
度)と焼成温度及び焼成時間との関係を示したものであ
る。なお、第6図では焼成時間は15時間に固定し、第
7図では焼成温度を830’Cに固定している。以上の
焼成条件においては、77Kにて電気抵抗ヒステリシス
が小さい。
ヒステリシスが得られた。例えば、焼成温度を815℃
から860℃、焼成時間を1時間から50時間の範囲で
変化させても、磁気特性ヒステリシスが小さく、超電導
転移温度(ゼロ抵抗温度)が77に以上の厚膜が得られ
た。第6図及び第7図は、超電導転移温度(ゼロ抵抗温
度)と焼成温度及び焼成時間との関係を示したものであ
る。なお、第6図では焼成時間は15時間に固定し、第
7図では焼成温度を830’Cに固定している。以上の
焼成条件においては、77Kにて電気抵抗ヒステリシス
が小さい。
もちろん、超電導厚膜2は上記した製造方法以外の公知
方法でも製造可能であり、また超電導厚膜2の組成や形
状も種々変更可能である。
方法でも製造可能であり、また超電導厚膜2の組成や形
状も種々変更可能である。
更に電気抵抗を測定する方法としても、ホイートストン
ブリッジ法など公知の各種の方法を採用することができ
る。
ブリッジ法など公知の各種の方法を採用することができ
る。
第1図は本発明の超電導磁気センサの模式断面図、第2
図はセンサ本体Aの平面図、第3図はセンサ本体Aの側
面図、第4図はこの実施例の超電導磁気センサの印加磁
界−電気抵抗特性図、第5図はこの実施例の超電導磁気
センサに用いる超電導厚膜2の製造工程図、第6図及び
第7図はこの超電導厚膜2の超電導転移温度(ゼロ抵抗
温度)と焼成温度及び焼成時間との関係を示す図、第8
図は従来のY−Ba−CLJ−0系酸化物超電導体を有
する超電導磁気センサの磁界−電気抵抗特性図である。 2・・・超電導厚膜 (酸化物超電導体)
図はセンサ本体Aの平面図、第3図はセンサ本体Aの側
面図、第4図はこの実施例の超電導磁気センサの印加磁
界−電気抵抗特性図、第5図はこの実施例の超電導磁気
センサに用いる超電導厚膜2の製造工程図、第6図及び
第7図はこの超電導厚膜2の超電導転移温度(ゼロ抵抗
温度)と焼成温度及び焼成時間との関係を示す図、第8
図は従来のY−Ba−CLJ−0系酸化物超電導体を有
する超電導磁気センサの磁界−電気抵抗特性図である。 2・・・超電導厚膜 (酸化物超電導体)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被測定磁界強度による多結晶酸化物超電導体の電気抵
抗変調効果に基づいて被測定磁界強度を測定する超電導
磁気センサにおいて、 前記多結晶酸化物超電導体はBi−Pb−Sr−Ca−
Cu−O系の酸化物超電導体からなることを特徴とする
超電導磁気センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2150795A JPH0443976A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 超電導磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2150795A JPH0443976A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 超電導磁気センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0443976A true JPH0443976A (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=15504602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2150795A Pending JPH0443976A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 超電導磁気センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0443976A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015045617A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 株式会社フジクラ | 長尺用超電導線材の臨界電流評価装置および評価方法 |
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1990
- 1990-06-08 JP JP2150795A patent/JPH0443976A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015045617A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 株式会社フジクラ | 長尺用超電導線材の臨界電流評価装置および評価方法 |
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