SU756523A1 - Устройство для измерения зависимости сопротивления сверхпроводника от его температуры 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области технической физики, в частности к измерительным устройствам сверхпроводников. Скачкообразное изменение сопротив--Э ления при переходе некоторых металлов в сверхпроводящее состояние используется для создания чувствительных датчиков температуры и приемников теплового излучения — боллометров. Для выбора оптимального режима работы сверхпроводящего боллометра требуется знать в деталях ход изменения сопротивления от температуры. С этой целью снимают кривые сверхпрово-15 дящего перехода, т.е. Р = Р (Т).

Известно устройство, в котором температуру сверхпроводящей пленки измеряют по величине давления паров¹ 2θ гелия в криостате, сопротивление «ленок — компенсационным методом постоянного тока [ί] .

Недостатком этого устройства является то, что измеряется сначала 25 давление паров гелия по вакуумметру, а затем делается пересчет давления в температуру. Автоматизация процесса измерения температуры, таким об.разом, затруднена. 30

2

Известно также устройство для измерения зависимости сопротивления от температуры £2], принятое за прототип, которое содержит криостат со сверхпроводящим элементом и выводное устройство — индикатор, в качестве которого использован самопишущий потенциометр.

К недостаткам известного устройства относится невысокая точность измерения температуры, так как она контролируется по давлению паров водорода. Кроме того, трудно обеспечить изменение температуры в криостате пропорционально времени с высокой точностью. Требуется дополнительная обработка записей, полученных на самописце, что усложняет процесс измерения и ведет к добавочным погрешностям.

Целью изобретения является повышение точности и автоматизации измерения . ·

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит задатчик времени, счетчик импульсов, блок управления, дишифратор, источник питания нагревателя, нагреватель, тепловое сопротивление, термометр, синхронизатор, два ключа., циф3

756523

ровой вольтметр, блок связи,транскриптор, блок памяти решающего устройства, при этом задатчик времени, счетчик импульсов, дешифратор, источник питания нагревателя, нагреватель,' тепловое сопротивление, сверхпроводящий элемент, первый ключ, цифровой •вольтметр, блок связи, транскриптор, блок памяти, решающее устройство и выводное устройство соединены последовательно, первый выход блока управления соединен со сверхпроводящим элементом, второй — со счетчиком импульсов , третий — с решающим устройством, второй выход дешифратора соединен с первым входом синхронизатора и с управляющим входом первого ключа, третий выход дешифратора соединен со вторым входом синхронизатора, выход которого соединен с блоком связи, и с управляющим входом второго ключа, выход которого подсоединен к входу цифрового вольтметра, вход термометра соединен с тепловым сопротивлением, а выход - с входом второго ключа.

На чертеже приведена электрическая блок-схема устройства.

Устройство содержит задатчик 1 времени, соединенный своим выходом со счетным входом счетчика 2 импульсов, обнуляющий вход которого соединен со вторым выходом блока 3 управления, первый выход которого подключен к сверхпроводящему элементу, а третий — к решающему устройству. Выход счетчика импульсов соединен с входом дешифратора. 4, первый выход которого соединен с источником 5 питания нагревателя, нагруженным на нагреватель 6, который через тепловое сопротивление 7 подключен к сверхпроводящему элементу 8. Второй и третий выходы дешифратора соединены с синхронизатором 9. Сверхпроводящий элемент соединен со вторым ключом 10 через термометр 11, а также с первым ключом 12.С блоком 13 памяти через транскриптор .14 соединен блок 15 связи. .

Выходы обоих ключей соединены с входом цифрового вольтметра 16. Второй и третий выходы дешифратора 4 соединены также с управляющими входами ключей 12 и 10, выход синхронизатора подключен к синхронизирующему входу блока 15 связи, измерительный вход которого соединен с выходом цифрового вольтметра. Выход блока 13 памяти подсоединен к первому входу решающего устройства 17, с которым также связан третий выход блока 3 управления, решающее устройство нагружено на выводное устройство — индикатор 18

Устройство работает' следующим образом.

Задав от блока 3 управления необходимую величину тока (напряжения) смещения на сверхпроводящий элемент 8

включают задатчик 1 времени. Задатчик времени вырабатывает импульсы, длительность которых устанавливают заранее, исходя из потребностей эксперимента, например 5 с. Счетчик 2 импульсов считает количество проходящих через него импульсов на дешифратор 4, который через определенное время, например через 1 мин, что' соответствует 12 импульсам, срабатывает и выдает команду на включение источника 5 питания нагревателя, который, например, состоит из блока питания и делителя, выполненного таким образом, что каждый шаг в делителе по команде с дешифратора дает приращение мощности в нагревателе 6 на одну и ту же величину. Ток, проходящий через нагреватель 6, выделяет в нем тепловую энергию, пропорциональную подаваемой мощности. Нагреватель через тепловое сопротивление 7 с известными параметрами нагревает сверхпроводящий элемент 8 и термометр 11. Время нагрева элемента 8 длявыхода на стационарную температуру выбирают заранее. Оно может составлять, например, одну минуту. Следовательно, через одну минуту дешифратор выдает команду на управляющий вход ключа 12, который соединяет сверхпроводящий элемент с входом цифрового вольтметра 16. Цифровой вольтметр измеряет напряжение на элементе, пропорциональное величине его сопротивления при соответствующей температуре. Термометр 11 в это время измеряет температуру, при которой находится элемент. И следующий импульс дешифратора 4, например, через 65 с, при дискретности задатчика времени 5 с, открывает ключ 10, а цифровой вольтметр 16 измеряет напряжение, развивае мое термометром, пропорциональное температуре. Команды с дешифратора одновременно управляют работой синхронизатора 9, который открывает блок 15 связи на время, необходимое для последовательного считывания напряжения со сверхпроводящего элемента и термометра з цифровом коде, которое через транскриптор 14 подается на блок'13 памяти. По команде с блока 3 управления решающее устройство 17 выдает на выводное устройство — индикатор 18 зависимости сопротивления сверхпроводника от температуры при различных токах смещения.

Предлагаемое устройство позволяет автоматически в реальном масштабе времени измерять кривые перехода сверхпроводников — зависимости сопротивления от температуры при фиксированных токах смещения. Устройство позволяет проводить измерения с высокой точностью, так как контроль температуры производят с помощью термометров сопротивления, а схема управления с нагревателем обеспечивает высокую точность изменения температуры

образцов и ее воспроизводимость.

756523

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения зависимости сопротивления сверхпроводника от его температуры, содержащее криостат со сверхпроводящим элементом и выводное устройство, о т л ич а ющ е е с я .тем, что, с целью повышения точности и автоматизации измерений, оно дополнительно содержит задатчик времени, счетчик импульсов, блок управления, дешифратор, источник питания нагревателя, нагреватель, тепловое сопротивление, термометр, синхронизатор, два ключа, цифровойвольтметр, блок связи, транскриптор, блок памяти и решающее устройство, 20 при этом задатчик времени, счетчик импульсов, дешифратор, источник пита-

   ЦНИИПИ Заказ 5404/49 Тираж 844

   Подписное

   элемент, первый ключ, цифровой вольтметр, блок связи, транскриптор, блок памяти, решающее устройство к выводное устройство соединены последовательно, первый выход блока управле5 ния соединен со сверхпроводящим элементом, второй — со счетчиком импульсов, третий — с решающим устройством, второй выход дешифратора соединен с первым входом синхронизатора и с уп_п равняющим входом первого ключа, третий выход дешифратора соединен со вторым входом синхронизатора,выход которого соединен с блоком связи, и с управляющим входом второго ключа, выход которого подсоединен к входу 15 цифрового вольтметра, вход термометра соединен с тепловым сопротивлением^ выход — с входом второго ключа