System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法技术_技高网

一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法技术

技术编号:41531266 阅读:5 留言:0更新日期:2024-06-03 23:07
本发明专利技术公开了一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,包括旁路电流法和旁路电流法的电路示意图,所述旁路电流法核心点在于用外加的旁路从超导材料中引出电流并加以测量进而确定超导材料的阻性电压及失超状态;所述旁路电流法中包括:(1)连接方式,连接方式分为焊接和压接;(2)安装位置,安装位置根据旁路电阻是否完全置于制冷环境中中分为冷端测量和热端测量;(3)测量方法,测量方法具体分为霍尔效应,磁通门,巨磁阻效应,法拉第磁光效应。本发明专利技术中利用分流(1:100000)来间接测量电压具有天然的优势,因为工程上来说,毫安级的电流测量相比于微伏级的电压测量,在精度和抗干扰程度上都有明显优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超导材料阻性转,具体为一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法


技术介绍

1、超导材料,又称超导体,是指在某一温度下,电阻为零的导体,阻性转变是指超导体从零电阻的状态向有电阻状态的转变,阻性转变的测量对超导材料的强电应用非常重要,其应用包括但不限于超导材料临界电流的测定;超导磁体的失超检测等,常见的阻性转变测量方案包括阻性电压检测(测量超导体两端的压降)、热检测(利用光纤测温或其他方法测量温升、发热功率等方案)、感应检测(测量超导体阻性出现时伴随的局域磁通运动、磁通跳跃、或由于电路中出现电阻导致的磁场变化等)等。

2、现有技术中,在进行超导材料组性转变中,对于感应方法而言,其最大缺陷在于测量结果不够直接,不能达到足够的可信度,往往需要标定,对于传输方法而言,其最大缺陷在于,输入功率过高,有烧毁样品风险。此外传输测量方法的测量速度堪忧,另一个要考虑的就是方法的实际操作,即工程因素。因为再好的方案,有再好的理论支撑,如果其落地,困难重重,实际上也只能在实验室中操作,不会成为业界的优选。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案,一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,包括旁路电流法和旁路电流法的电路示意图,所述旁路电流法核心点在于用外加的旁路从超导材料中引出电流并加以测量进而确定超导材料的阻性电压及失超状态;p>

3、所述旁路电流法中包括:

4、(1)连接方式,连接方式分为焊接和压接;

5、(2)安装位置,安装位置是旁路电阻是否完全浸没在制冷环境中分为冷端测量和热端测量;

6、(3)测量方法,测量方法具体分为霍尔效应,磁通门,巨磁阻效应,法拉第磁光效应。

7、所述旁路电流法的电路示意图中(1)是电流引线、(2)是旁路电阻、(3)是代指对旁路电流的测定,可变电阻(4)代表超导样品或超导磁体的待测部分。

8、优选的,所述(a)连接方式:指的是旁路电阻与超导材料的连接方式。

9、优选的,所述焊接常适用于超导短带材料的测量,其接触电阻小,机械强度好。

10、优选的,所述压接为该方法应用于长带测量创造了可能性,需要说明的是,虽然压接带来了额外的接触电阻,但由于旁路电流是毫安级,所以并不会造成大量焦耳热涌入。

11、优选的,所述(b)安装位置指的是旁路电阻的安装位置。

12、优选的,所述热端测量对旁路电流的测量传感器友好,但旁路电阻的阻值需经过一段时间的热平衡后才能达到所需精度的稳定。

13、优选的,所述冷端测量法保证了旁路电阻的稳定,但对传感器提出了更高要求,因为低温条件。

14、优选的,所述(c)测量方法指的是对旁路电流测量方式。

15、优选的,所述通过霍尔效应在对旁路电流进行测量时,是通过基于霍尔效应的电流传感器对旁路电流进行测量,磁通门测量是通过磁通门传感器对旁路电流进行测量,巨磁阻效应测量是基于巨磁阻效应电流传感器对旁路电流进行测量,法拉第磁光效应测量是基于法拉第磁光效应电流传感器对旁路电流进行测量。

16、与现有技术相比,本专利技术的有益效果如下:

17、1、本专利技术中本方案利用对超导材料而言非常常见的大电流,低电压特殊工况,提出利用旁路电流来代替直接电压检测的方案对超导体的阻性转变进行测量。该方法利用并联在带材两端的恒定阻值的100μω级的电阻,引出ma级的旁路电流,通过对旁路电流的精确测量以替代电压测量,使测量结果更加直接,通过设置旁路电流不会使输入电压过高,本方案中利用分流(1:100000)来间接测量电压具有天然的优势,因为工程上来说,毫安级的电流可以轻松做到千分之一的精确测定。

18、2、本专利技术中同时提高了超导材料临界电流的测量速度与测量精度,保证了测量安全性,图5所示是两张方案所测的i-v特征曲线的对比,整个特征曲线主要有两个部分需要注意,如图中放大标注的,首先,在0.75ic之前,超导材料处于超导宏观量子态,理论上电阻为0,所以实际上两种方法所测的数据大部分是噪音因素,就对比而言,可以清楚看到旁路电流法所受影响小,噪音小,精度高,其次在ic,vc附近,两者的采样点数不在一个数量级上,这说明,电压测量的采样频率较慢,辨识度差,由于超导材料的本身特性,失超只在一瞬间,在判据附近,采样点数多,意味着旁路电流方法能精准测定临界电流,并快速完成测定,切断失超以后的功率涌入,以保证超导材料临界电流测定的安全性。

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【技术保护点】

1.一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:包括旁路电流法和旁路电流法的电路示意图,所述旁路电流法核心点在于用外加的旁路从超导材料中引出电流并加以测量进而确定超导材料的阻性电压及失超状态;

2.根据权利要求1所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述(a)连接方式:指的是旁路电阻与超导材料的连接方式。

3.根据权利要求2所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述焊接常适用于超导短带材料的测量,其接触电阻小,机械强度好。

4.根据权利要求3所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述压接为该方法应用于长带测量创造了可能性,需要说明的是,虽然压接带来了额外的接触电阻,但由于旁路电流是毫安级,所以并不会造成大量焦耳热涌入。

5.根据权利要求1所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述(b)安装位置指的是旁路电阻的安装位置。

6.根据权利要求5所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述热端测量对旁路电流的测量传感器友好,但测量中面临旁路漏热和旁路电阻的阻值热平衡时间长的问题。

7.根据权利要求5所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述冷端测量保证了旁路电阻的稳定,但对传感器提出了更高要求,因为低温条件。

8.根据权利要求1所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述(c)测量方法指的是对旁路电流测量方式。

9.根据权利要求8所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述通过霍尔效应在对旁路电流进行测量时,是通过基于霍尔效应的电流传感器对旁路电流进行测量,磁通门测量是通过磁通门传感器对旁路电流进行测量,巨磁阻效应测量是基于巨磁阻效应电流传感器对旁路电流进行测量,法拉第磁光效应测量是基于法拉第磁光效应电流传感器对旁路电流进行测量。

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【技术特征摘要】

1.一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:包括旁路电流法和旁路电流法的电路示意图,所述旁路电流法核心点在于用外加的旁路从超导材料中引出电流并加以测量进而确定超导材料的阻性电压及失超状态;

2.根据权利要求1所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述(a)连接方式:指的是旁路电阻与超导材料的连接方式。

3.根据权利要求2所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述焊接常适用于超导短带材料的测量,其接触电阻小,机械强度好。

4.根据权利要求3所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述压接为该方法应用于长带测量创造了可能性,需要说明的是,虽然压接带来了额外的接触电阻,但由于旁路电流是毫安级,所以并不会造成大量焦耳热涌入。

5.根据权利要求1所述的一种利用旁路电流测量超导材料阻性转变的方法,其特征在于:所述(b)安装位置指的是旁路电...

【专利技术属性】
技术研发人员:李小汾李瀛哲陈怡文
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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