Устройство для бесконтактного определения электрических и магнитных параметров сверхпроводящих образцов при фазовом переходе
Изобретение относится к технике измерения электрических и магнитных свойств 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 LC-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. fe / О XI СП 00 о ю
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644275/21 (22) 29.12.88 (46) 07.09.91. Бюл. ¹ 33 (71) Вильнюсский инженерно-строительный институт (72) Б,Ю.Венгалис, Л.В.Лауринавичюс и 3.К.Янкаускас (53) 621.317.44 (088.8) (56) J.Phys, E; Scl lnstrum, 1971, 4, N 11 р. 857-859. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ОБРАЗЦОВ ПРИ ФАЗОВОМ ПЕРЕХОДЕ (57) Изобретение относится к технике измерения электрических и магнитных свойств,. SU „, 1675809 Al 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 LC-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. 1675809 Изобретение относ: гся к ехнике измерения электрических и магнитных cao(lt:.TB материалов и может быть ис пальзовано г(ри производстве сверхпроводящих материалов. Целью изааретения явля ется увелич8ние точности измерений. На ф(иг. 1 показана функционагьная схема устройства; на фиг, 2 — конструкция катушек с исси(едуем)!.л свер:(праводяшим образцом. Устройство для бесконтактного определения э:.ектрических и мап(итных параметров сверхпроводящих образцов при фазовом переходе содержиз криогенную систему 1, источник 2 постоянного магнитного поля в виде электромагнита, источник переменного магнит)гого поля в виде пласкОЙ спиральноЙ KBT) Lt ки 3 и((дуктивности, размещенной в криогенной системе 1 и между полюсами электромагнита 2, Катушка 3 индуктивности кабелем 4 соединена с Высакочас)атным Ге((8()атс):зои 5, саеДиненным с развязываюьцим бло(ом 6 (Трансформатор), С переменным конден BTopoM 7 (емкость С) катушка индуктивнасти 3 (индуктивностью ) образу(от псслэдавательный резонансный контур. К:эбег ь 4 имеет общее ВКТМеНо8 coI1poTNBf(eHII8 Й готерь контура . Аналиэатааом и - Mep:18!4oro сиГнала контура служит вкл(аченнь(й параллель(-(а каь)денсатару 7 блок;)егистpBL(PIN, cctcT05Iщий иэ вольтметра 8 и измерителя 9 емкости, аналоговые выходы ко.горых соединены с Y-каналами графопа(гтроителя 10, с X-каналами которого соединены датчики температуры 11 и rlocTQëèíîro магнитного поля 12, СГ(ира)(ьная llflocilBA ка1ушка 3 с помощь(а фотошаблона изготовлена из меди на ситалг(ОВОЙ пластине 13 СоеДинитель- ный кабель 4 эпаксиДным l(fieGM прикгеен )( диэлектрической г)ластине 1,3, У пластины 13 в кабеле 4 диэлектрик удален и внешн(лй и внутренний проводники кабеля 4 соединены с началом и кснцам спиаальной катушк(3 индуктивности. Г!леначныЙ сверхправодящий образец толщий б 100 мкм;засположен на части спиралей катушки 3. Датчики магнитнОГО палЯ 12 ),нс)пример, датчик Холла) и температуры ;1 (например, датчик и =. Ое) приклеены к противо((алая(гой проводникам катуц)ки 3 стороне цизлектрической пластины 13, . Для описанной последовательно цепи LCR полное ее сопротивление Ж В + (Х! Хс)-, где Х! =-=8JL; 5 :О 20 зывает изменение магнитной восприимчивости сверхпроводника при фазовом переходе. 50 35 Хс = 1/ ГЛХС вЂ” реактивные сопротивления контура, при резонансе максимально, а ток в цепи и IaI1paжение на реактивных элементах — максимальны. Максимальный ток цепи, напряжение на конденсаторе Uc в последовательном Kонтуре, если вносимое развязывающим трансформатором 6 сопротивление мало, orраничивать 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 раэвяэывающий 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 U< на конденсаторе 7 максимально, когда индуктивное сопротивление катушки 3 индуктивности с образцом 14 равно емкостному сопротивлению конденсатора 7, Температура Т! образца 14 превышает температуру Т фазового перехода, т,е. образец 14 не находится в сверхпроводящем состоянии, Уменьшение напряжении на конденсаторе 7 при pesoнансе связано с потерями активной мощности в контуре„которые обуславливают переход сверхпроводящего образца 14 в сверхпроводящее состояние, при изменении температуры (уменьшении) в криогенной системе 1, вызыва)ощей изменения активного сопротивления катушки 3 индуктивности, Изменение резонансной емкости ! " pea конденсатора 7 связано с изменениЕм магнитной восприимчивости сверхпроводя(цего образца 14 при фаэсвом переходе, что явллется следствием изменения индуктивнасти L катушки 3 индуктивности, Температура в криогенной системе 1 стабилизирована t/I меняется с шагом Л Т Равным 1 или 0 10 в области фазового перехода.. Блоки анализатора сигнала устройства, т.е. Измеритель 9 емкости и вольтметр 8, фиксируют изменения 1675809 Составитель Н.Раевская Редактор Н.Бобкова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т,Малец Заказ 3000 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 напряжения Uc и емкости Ср,, а графопостроителем строят зависимости О, = f(T) и Ср = f(T), что эквивалентно зависимостям, соответственно,v = f(T) и Jf= 1(Т), где о — электропроводность исследуемого образца, g — 5 магнитная восприимчивость. В устройстве предусмотрена возможность изменения величины индукции постоянного магнитного поля В, что позволяет исследовать влияние В на измеряемые зависимости. 10 Формула изобретения Устройство для бесконтактного определения электрических и магнитных параметров сверхпроводящих образцов при фазовом переходе, содержащее криоген- 15 ную систему, источник постоянного магнитного поля, источник переменного магнитного поля в виде катушки индуктивности, размещенной в криогенной системе, образующей с конденсатором резонансный LCконтур генератора и соединенный с ним через развязывающий блок, графопостроитель, блок регистрации, соединенный с Хканалом графопостроителя, датчики постоянного магнитного поля и температуры, соединенные с Y-каналом графопостроителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерений, катушка индуктивности выполнена плоской и спиральной, 
