SU838765A1 - Устройство дл измерени вольт-ам-пЕРНыХ ХАРАКТЕРиСТиК СильНОТОчНыХСВЕРХпРОВОдНиКОВ - Google Patents

Description

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид на фиг.2 - схема калибровки из sepитeльнoй системы; на фиг 3 принципиальна  схема устройства д:|д  измерени  вольт-амперШлх характеристик сильноточных сверхпроводников .

Устройство дл  измерени  вольтамперных характеристик сильноточных сверхпроводников содержит криостат I в котором размещен источник магнитного пол , сверхпровод щий трансформатор , ко вторичной обмотке 2 которого подсоединен образец 3 испытуемого сверхпроводника,. зафиксированный держателем 4, и индукционные катушки 5, причем источник магнитного пол  выполнен Б виде сверхпровод щего соленоида 6,. обмотка 2 трансформатора имеет выт нутую форму, а индукционны катушки 5 размещены на держателе 4 образца 3, Дл  получени  больших токов в образце 3 используетс  сверхпровод щий трансформатор без сердечнкЗо Обмотки трансформатора имеют выт нутую фopмi, причем на первичную многовитковую сверхпровод щую обмотку поло5ке 1Ы несколько витков вторичной сверхпровод щей обмотки 2, выполненной из проводника пр моугольного сечени f изготовленного транспонированным из свехпровод щих проводок и пропа нного индиемо Вторична  обмотка зафиксирована бандажам из нихромовсй проволоки, К концам вторичной обмотки прикрепл етс  с помощью ириди  короткий образец 3 сверхпроводника , согнутый в форме шпильки. Каркас трансформатора 7 и держатель 4 образца изготовлены из текстолита и скреплены с помощью планки 8, В держателе образца по размеру образца сделан паз, в который укладываетс  испытываемый образец с после,цу1Ж(ей фиксацией с точностью 0,1 мм. Дл  измерени  тока вторичного контура используютс  индукционные катушки 5, расположенные на держателе образца. Кажда  катушка выполнена многовитковой и размещена на текстолитовом каркасе , Токовводаг ш первичной обмотки 9  вл ютс  медные трубки, охлаждае мые парами испар ющегос  . Токовводы уплотн ютс  с помощью фторопластового уплотнени  на съемном фланце 10 устройства. Измерительные провода вывод тс  через герметичный разъем 11, Дл  устранени  остаточных токов вторичной обмотки используетс  нагреватель 12, намотанный на проводник вторичной обмотки. Внешнее магнитное попе до 8 Т создаетс  сверхпровод щим соленоидом б. Устройство уплотн етс  на крышке криостата 1 с помощью пластового уплотнени .

Устройство работает следугатдим образом.

При вводе тока в первичную обмотку 13 во вторичной обмотке 2 аводит

с  ЭДС и при налп-1чии образца 3 во вторичном контуре протекает ток. )1)1Я измерени  тока вторичного контура используютс  индукционные катушки 5, Ток, протекающий через образец 3, создает магнитное поле, пропорциональное току. При изменении маг нитного пол  на катушках 5 возникает напр жение , пропорциональное db/di , поэтому на работе катушек не сказываютс  посто нные внешние магнитные пол  После интегрировани  по времени напр жени  с катушек на выходе интегратора получаетс  напр жение U К . Определение значени  К производитс  экспериментально калибровкой измерительной системы. В криостат 1 с жидким гелием помещаетс  короткий образец 3f закрепленный на держателе 4 образца,С помощью сильноточных токовводов 14 (фиг, 2) образец запитываетс  током непосредственно от стабилизированного источника 15 питани . Ток измер етс  падением напр жени  на стандартном измерительном шунте 16 сигнал с которого подаетс  на цифровой вольтметр 17 и записываетс  цифропечатающим устройством 13. Напр жение С индукционных катушек 5, включенных встречно, подаетс  на интегратор 19, с выхода интегратора сигнал подаетс  на цифровой вольтмет 17 и записываетс  цифропечатающим устройством 18. Значение К определ етс  соотношением напр жени  с выхода интегратора и напр жени  на измрительном шунте. Интегратор 19 на основе двух операционных усилителей состоит из двух ступеней. Его перва  ступень работает как пропорциональны усилитель с большим входным сопротивлением и коэффициентом усилени . Втора  ступень - интегратор, работающий в инвертирующем режиме. Применение двух индукционных катушек 5, включенных встречно, дозвол ет при изменении вольт-амперных характеристик компенсировать вли ние пол  первичной обмотки, так как поле, создаваемое током первичной обмотки, направл .но в обеих катушках одинаковОу а поле, создаваемое током, протекающим через образец 3, направлено в катушках в противоположные направлени . При измерении вольт-амперных характеристик сверхпровод щего образца устройство устанавливаетс  (фиг.З таким образом,, что торец образца находитс  в центре сверхпровод щего соленоида 6, С помощью стабилизированого источника 15 питани  устанавливетс  необходима  величина магнитного пол , котора  контролируетс  вольтметром 17 по падению напр жени  на откалиброванном шунте 16. Ток в первичную обмотку сверхпровод щего трансформатора вводитс  со скорость 10-20 А/с от стабилизированного источника 15 питани , Наведеньмй во

вторичной обмотке ток измер етс  с помощью индукционных катушек 5, включенных встречно, и интегратора 19. Напр жение с выхода интегратора измер етс  цифровым вольтметром 17, регистрируетс  цифропечатающим устройством 18 и подаетс  на ось X двухкоординатного самописца 20. Напр жение с потенциальЕЩх концов, усиленное в 1000 раз пропорциональным усилителем 21, подаетс  на ось двухкоординатного самописца 20, а также регистрируетс  с помощью цифрового вольтметра 22 и цифропечатагацего устройства 18. Напр жение на образце снимаетс  с потенциальных концов, расположенных на торце образца. Дл  уменьшени  индуктивных наводок принимаютс  меры, чтобы потенциальные провода были скручены и в месте припайки оразовали как можно меньшую петлю. .С помощью двухкоординатного самописца 20 осуществл етс  запись вольтамперных характеристик сверхпровод щего образца. При последующих измерени х перед вводом тока включаетс  нагреватель дл  устранени  остаточных токов вторичного контура.

Дл  контрол  проведени  первич- ной обмотки 13 трансформатора используетс  двухкоординатнЕлй самописец 20 на ось X которого подаетс  сигнал с измерительного шунта 16, а на ось У - сигнал с концов первичной обмотки . Это помогает определить границы нормальной работы устройства, самописец также  вл етс  детектором перехода обмотки в нормальное состо ние при достижении критического тока обмотки или уменьшени  уровн  жидкого гели  ниже допустимого.

Предлагаемое устройство измер ет вольт-амперные характеристики до токов свыше 10000 Л в поле соленоида

до 8 Т, при этом порог чувствительности измерени  напр жени  составл ет 0,5 мкВ. Применение данного устройства при измерении вольт-амперных характеристик сверхпровод щих образцов позвол ет обойтись без стабилизированного источника питани  на токи 10 А, создание которого представл ет определеннные трудности Отсутствие массивных токовводов в криостат позвол ет значительно снизить испар емость жидкого гели , что ведет к его экономии. Нет необходимости принимать специальные меры дл  защиты образца от перегорани .

Claims (2)

1. Приборы дл  научных исследований , 1969, (J 7, с. 86.

2. Приборы дл  научных исследований /, 1973, № 3,с. 35.

- ..« -, -. .

Риг f

/f-/f

5-Ь

.1.

vsxZ/

у