Устройство для автоматического измерения критических токов технических сверхпроводников Советский патент 1991 года по МПК H01L39/24 

Изобретение относится к физике твердого тела, а более конкретно к устройствам для измерения зависимости критического тока сверхпроводящих образцов от индукции внешнего магнитного поля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно измерение зависимости критического тока от индукции магнитного поля при заданном значении удельного сопротивления образтга.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит сверхпроводя- щий образец 1, токовые выводы 2 которого подключены к источнику питания 3. Потенциальные выводы 4 образца 1 ггол.ключены к усилителю постойнного тока 5, выход которого через дифференциальный усилитель 6 соедиО 4 СП нен с входом электронного делителя 7 аналоговых сигналов. Измерительный шунт 8 в цепи питания эбраз1;а 1 рез дифференциальный усилитель 9

CD подключен к второму входу делителя 7,

«xari. выходной сигнал которого пропорщюналсн значению сопротивления измерительного участка образца 1. Вьгход аналогового делителя 7 через аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 10 подключен к входу цифровой схемы сравнения 11, второй вход которой соединен с задлтчиком эталонного напряжения в цифровом коде 12, а выход - с блоком регулирования тока образца 13, который управляет работой источника питания 3. Источником питания 14, управляемым программатором 15, осуществляется ввод тока в сверхпроводящий магнит 16, создающий внешнее магнитное поле Сигнал с шунта 17, пропорциональный величине магнитного поля, поступает на вход X двухкоординатного самописца 18, вход У которого соединен с шу том 8 в цепи питания образца 1, Источник магнитного поля 16 и исследуе мый образец 1 расположены в криостаТе 19. При работе устройства текущее зна чение регулируемой величины (сигнал пропорциональный сопротивлению образ да Р) преобразовьшается АЦП в цифровую форму и сравнивается с заданным значением. Цифровая схема сравнения вырабатывает командные сигналы, управляющие работой источника питания образца. Измерение тока образца происходит до тех пор, покатекущее зна чение регулируемой величины не станет равным заданному. Устройство работает следующим об- разом. Программатором 15 при помощи источвика питания 14устанавливается м&ксимально допустимое значение индукции магнитного поля сверхпроводящего магнита 16. На -задатчике кода 12 устанавливается число, соответствующее такому сопротивление R образца, при котором бур;ет осуществляться запись зависимости l, (В). Значение Р выбирается исходя из расстояния 1 между потенциальными вьшодами образца, сечением образца S и величины удельного сопротивления р, соответствующего критическому .току. На вход АЦП 10 подается напряжение V, пропорциональ ное текущему значению сопротивления образца V«R - (где U - напряжение на потенциальных вьшодах образца; I - ток образца). Такой сигнал формируется с помощью усилителей 5,6 и 9и делителя аналоговых сигналов 7. Дифференциальньй усилитель 9 используется для усиления сигнала с пгунта 8, а дифференциальный усилитель 6 - для усиления сигнала с выхода усилителя постоянного тока 5 до уровня более 1 В, необходимого для работы делителя 7 с погрешностью менее 5%. Перед началом измерения I с необходимо ввести в образец 1 небольшой (около Ю А) ток при помощи блока регулирования 13, так как переход в автоматический режим измерения невозможен при из-за насыщения делителя 7. Далее к блоку регулирования подключается схема сравнения 11, и ток в образец вводится до критического значения. Осуществляя программатором 15 вывод магнитного поля из сверхпроводящего магнита 16, на двухкоординатном самописце 18 непрерьшно регистрируем зависимость 1,(В). Данное устройство позволяет непосредственно измерять зависимость критического тока от индукции магнитного поля при заданном значении удельного сопротивления образца. Непрерывная запись зависимости с P const) данным устройством позволяет сократить затраты времени на получение этой зависимости по сравнению с методом определения TC из вольт-амперных характеристик образца, измеряемых при фиксированных значениях магнитного поля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ ТОКОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ, содержащее источнигч магнитного, поля, источник питания, к которому через шунт подключены токовые выводы образца, усилитель, к которому подключены потенциальные выводы образца, схему регулирования тока образца, соединенную с выходом цифровой схемы сравнения, один вход которой соединен с задатчиком кода, а другой - с аналогоцифровым преобразователем, отличающееся тем, что, с целью измерения зависимости критического тока от индукции магнитного поля при заданном значегши удельного сопротивления образца, в него дополнительно введен делитель аналоговых сигналов, один вход которого соединен с выходом усилителя, другой - с шунтом, а выход соединен с аналого-цифровым преобразователем.