Устройство для бесконтактного определения электрических и магнитных параметров сверхпроводящих образцов при фазовом переходе

(54) УСТРОЙСТ ОПРЕДЕЛЕНИ НИТНЫХ ПАР ЩИХ ОБРА ПЕРЕХОДЕ (57) Изоб ретен рения электри ВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГ Я ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МА МЕТРОВ СВЕРХПРОВОД ЦОВ ПРИ ЭАЗОВО ие отн еских тся к технике изм магнитных свойс ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(56) 1,РЬуз, Е; Яс 1 пмго857-859. 5 О 1675809 А сверхпроводящих материалов при фазовом переходе. Цель изобретения - повышение точности измерений, Устройство содержит криогенную систему 1, источник 2 постоянного магнитного поля, источник переменного магнитного поля в виде катушки 3 индуктивности, составляющей с переменным конденсатором 7 С-контур генератора 5 и размещенной в криогенной системе, развязывающий блок 6, анализатор, графопостроитель 10. Выполнение индукционной катушки 3 плоской и спиральной, составляющей с конденсатором 7 последовательный резонансный контур, и использование в качестве анализатора измерителя 9 емкости и вольтметра 8 позволяют увеличить чувствительность устройства, т.е, исследовать большее разнообразие образцов по форме. 2 ил.Изобретение относ гся к .ехнике измерения электрических и магнитных свойсгв материалов и может бь(ть ис пальзовано г(ри производстве сверхпроводящих материалов,Целью изсаретения яВля ется увел(ич 8- ние точности измерений.На ф(иг. 1 показана фуькциональнал схема устройства; на фиг, 2 - конструкция катушек с исси(едуемым сверхпоаводлшим образцом.Устройство длл бесконтактного определения э: ектрических и мап(итных параметров сверхпроводящих образцов при фазовом переходе содержьг: криогенную систему 1, источник 2 постоянного магнитного полл в виде электромагнита, источник перемень ого магнитного поля в виде плс- скОЙ спиральноЙ катушки 3 идутивносты, размещенной в криогеннзЙ системе 1 и между полюсами электромагните 2, Катушка 3 индуктивности кабелем 4 соединена с ВЫСОКСЧВСтатНЫМ ГевэратО ЗОИ 5, СОЕДИНЕННЫМ С РаэВЯЗЫВаЮГЦИМ бЛО эаи 6,ГРаНСфОР- матор), С переменным конденсатором 7 (емкость С) катушка индуктивнасти 3 (индуктивность(о ) образу(ат псслэдавательный резонансный контур. К:абег ь 4 имеет общее аКтИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ Гс Г(стЕРЬ КОНтУРа.Аналиэатсаа(э ИЭМ 8 РЯ(егэ(ОГО СИГНВЛа контура служит вкгпоченный параллельна конденсатору 7 блок регистрации, состоящий из вольтметра 8 и измерители 9 емкости, аналоговые выходы козорых соединены с У-каналами графопостроителя 10, с Х-каналами которого соединены датчики температуры 11 и посталннога магнитного паля 12, СГиральная плоская казушка 3 с БО- мощь(с фотошаблона изготовлена из меди на ситаллсвоЙ пластине 13 Соединительный кабель 4 эпоксидным клеем приклеен к диэлектрической пластине 1,3, У пластины 13 в кабеле 4 диэлектрик удален и внешнй и внутренний проводники кабеля 4 соединены с началом и концам спиаальной катушк 3 индуктивности. ГленачныЙ свеохправодящий образец толщий б 100 мкм (заспоожен На ЧВСТИ СПИРВЛЕЙ Кс(тэ(ШКГ( 3. ДВТЧИКИ МЭГ" НИТНОГО ПОЛЯ 12 нс(ПрИМер, даТЧИК ХОЛЛа) И температуры ,.1 (наг:.ример, датчик и =. 88) приклеены к протваполакГой проводникам катушки 3 стороне диэлектрической пластины 13,Для описанной последовательно цепи 1 Сй полное ее сопротивлениеЖ Я сь Х(. - Хс),где Хь:-э а(;О 20 зывает изменение магнитной восприимчивости сверхпроводника при фазовом переходе. 30 35 40 50 5 Хс = 1/ ГХС - реактивные сопротивления контура,при резонансе максимально, а ток в цепи и (-(ап(ряжение на реактивных элементах - максимальны. Максимальный ток цепи, напряжение на конденсаторе Ос в последовательном контуре, если вносимое развязывающим трансформатором 6 сопротивление мало, ограничивать сопротивление потерь контура, Изменение напряжения на конденсаторе 7 в условиях фазового перехода определяется потерями измеряемого обьекта(катушки 3 индуктивности с исследуемым сверхпроводящим образцом 14), а изменение резонансной частоты определяется изменением индуктивности измеряемого объекта. В измеряемом обьекте изменение потерь вызывает изменение проводимости исследуемого образца 14, а изменение индуктивности выУстройство работает следующим образам,Из высокочастотного генератора 5 через развязывающий трансформатор 6 в последовательный контур, образованный переменным конденсатором 7 и катушкой индуктивности, вводится ЭДС Е. Вносимое трансформатором 6 сопрстивление в контур мало. Конструкция переменного конденсатора 7 выполнена таким образом, что потери в нем значительно меньше потерь в катушке 3. Напряжение Ос на конденсаторе 7 максимально, когда индуктивное сопротивдениеэ катушки 3 индуктивности с образцом 14 равно емкостному сопротивлению конденсатора 7, Температура Т 1 образца 14 превышает температуру Т фазового перехода, т,е. образец 14 не находится в сверхпроводящем состоянии, Уменьшение напряжении на конденсаторе 7 при резонансе связано с потерями активной мощности в контурекоторые обуславливают переход сверхпроводящ( его образца 14 в сверхпроводящее состояние, при изменении температуры уменьшении) в криогенной системе 1, вызыва(ощей изменения активного сопротивления катушки 3 индуктивности, Изменение резонансной емкости С рея конденсатора 7 связано с изменением магнитной восприимчивости сверхпроводяьцего образца 14 при фазсвом переходе, что лвллетсл следствием изменения индуктивнастикатушки 3 индуктивности, Температура в криогенной системе 1 стабилизирована и меняется с шагом Ь Т равным 1 или 0,1 в области фазового перехода Блоки анализатора сигнала устройства, т.е. измеритель 9 емкости и вольтметр 8, фиксируют изменения.Бобкова еда ректо Заказ 3000 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро гарина 101 напряжения 0 и емкости Ср а графопостроителем строят зависимости Ос = Щ и Срез = 1 Щ, что эквивалентно зависимостям, соответственно,д = 1 Щ и 4= 5 Щ, где и - электропроводность исследуемого образца, Я - 5 магнитная восприимчивость. В устройстве предусмотрена возможность изменения величины индукции постоянного магнитного поля В, что позволяет исследовать влияние В на измеряемые зависимости. 10Формула изобретенияУстройство для бесконтактного определения электрических и магнитных параметров сверхпроводящих образцов при фазовом переходе, содержащее криоген ную систему, источник постоянного магнитного поля, источник переменного магнитного поля в виде катушки индуктивности, размещенной в криогенной системе, образующей с конденсатором резонансныйС- контур генератора и соединенный с ним через развязывающий блок, графопостроитель, блок регистрации, соединенный с Х- каналом графопостроителя, датчики постоянного магнитного поля и температуры, соединенные с У-каналом графопостроителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерений, латуша индуктивности выполнена плоской и спиральной,