Способ определения поперечного электрического сопротивления многоволоконного сверхпроводящего провода

 

Изобретение относится к измерениям активного электрического поперечного сопротивления многоволоконного сверхпроводящего провода .Повьшение точности определения поперечного сопротивления достигается за счет исключения погрешностей,обусловленных шунтирующим влиянием стабилизирующей оболочки из нормального металла, невозможностью контроля качества спаев и шунтирующего действия припоя, сложностью приготовления образца, уменьшением полезного сигнала. При измерении поперечного сопротивления пропускают электрический ток вдоль провода , регистрируют электрическое напряжение вдоль провода и определяют поперечное сопротивление по экспериментально полученной формуле. iS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 01 R 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где Е

Ю

Сд

СО

ЬР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4096068/24-21 (22) 23. 07.86 (46) 30. О1 . 89. Бюл. 9 4 (72) Г.Л. Дорофеев и С.В. Фролов (53) 62) .317.33(088.8) (56) Дробин В.М. и др. Прямое измерение поперечного- сопротивления композитных сверхпроводников. Препринт

Р8-81 -490 ОИЯИ . — Дубна, 1 981 . (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МНОГОВОЛОКОННОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ПРОВОДА (57) Изобретение относится к измерениям активного электрического поперечного сопротивления многоволоконного

Изобретение относится к способам измерения электрических характеристик, а именно к способу измерения активного электрического сопротив5 ления, точнее, поперечного сопротивления многоволоконного сверхпроводящего провода.

Цель изобретения — повышение точности, Связь между поперечным сопротивлением многоволоконного сверхпроводящего провода R и напряжением U обусловлена универсальной особенностью сверхпроводника, а именно экспо- 15 ненциальной формой вольт-амперной характеристики сверхпроводника в широкой области электрических полей Е.

I-I

Е = Ео exp(ji

„„SU„„1455327 А 1 сверхпроводящего провода . Повышение точности определения величины поперечного сопротивления достигается за счет исключения погрешностей, обусловленных шунтирующим влиянием стабилизирующей оболочки из нормального металла, невозможностью контроля качества спаев и шунтирующего действия припоя, сложностью приготовления образца, уменьшением полезного сигнала. При измерении поперечного сопротивления пропускают электрический ток вдоль провода, регистрируют электрическое напряжение вдоль провода и определяют поперечное сопротивление по экспериментально полученной формуле. электрическое поле в сверхпроводнике; ток, текущий по сверхпроводнику, критический ток сверхпроводника, величина тока I соответствует электрическому полю Е, обычно принимаемому равным I V/ñì, токовый параметр нарастания электрического поля в сверхпроводнике (при увеличении тока I íà I электрическое поле возрастает в е (основание натуральных логарифмов =

2,718...) раз.

Действительно, дифференциальное сопротивление сверхпроводника

145532

R crr о о

Rc E/Io > т.е. дифференциальное сопротивление сверхпроводника растет пропорционально электрическому полю в нем. Следо10, вательно, поперечное сопротивление привода на участке от токового контакта до точки с координатой Х может быть как большим сопротивления сверхпроводника, так меньшим его, в зависимости от уровня электрического поля. — 1—

R ЕХ

Х 1о

Следовательно, соответствующее напряжение между контактами Х, и Х вдоль провода описывается выражением:

"а

Хг- Х, и = ка -ггг —, о о г

40 т.е.

0 Х4ха (1)

21о Х -Х, Таким образом, исключаются погрешности, обусловленные шунтирующим влиянием стабилизирующей оболочки из нормального металла (так как величи- 50 на проводимости этого пути крайне мала по сравнению с протеканием тока в сверхпроводник вследствие выбора длины образца 1 - 1 ОЫ), невозможностью контроля качества слоев и 55 шунтирующего действия припоя (поскольку на пути протекания тока между потенциальными контактами отсутствуют такие спаи), сложностью приПри этом ток течет в основном ли- 20 бо вдоль, либо поперек провода соответственно.

Нелинейная связь между электрическим полем и током в сверхпроводнике не позволяет получить аналитическое решение для перераспределения транспортного тока в многоволоконном сверхпроводящем проводе. Но результаты экспериментальных исследований и математического моделирования пока- 30 зывают, что максимальное электрическое поле, обусловленное перераспределением тока по сечению провода:

2КТо

Еo o= ХГ

7

4 готовления образца (так как не требует монтажа образца из отдельных отрезков провода), уменьшением полез. ного сигнала (поскольку позволяет .вы" бором. координаты первого потенциального контакта получить желаемую величину полезного сигнала для ее точного измерения), т.е. в результате повышается точность определения поперечного сопротивления сверхпроводящего многоволоконного провода.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут образец провода, выбранного для исследования, диаметром d, длиной

1 ) 100d. Выполнение этого условия не является необходимым для проведения измерений, но необходимо для обеспечения высокой точности, так как на этой длине даже при наличии резистивных барьеров на границе сверхпроводника и нормальной матрицы происходит выравнивание распределения плотности тока, по сечению провода,позлят получить максимальную величину измеряемого сигнала. У одного из поперечных срезов по параметру образца на полоске шириной b < d напаивается первый токоввод, например, из того же провода. Выполнение этого условия позволяет считать токоввод линейным. На расстоянии Х, ) b от первого токоввода припаивается первый потенциальный контакт из нормального металла диаметром d < d. Выполнение этих условий позволяет повысить точность отсчета координат контактов.

Второй потенциальный контакт осуществляется аналогично первому, но на расстоянии Х (1/2 от первого тонового контакта для получения максимального сигнала, так как при условии Х ) 1/2 величина полезного сигнала уменьшается из-за перетекания у второго тонового контакта. Способ подпайки второго тонового контакта не регламентируется, поскольку он не влияет на измерения при выполнении условия Х (1/2. Образец устанавливают на измерительный зонд, охлаждают до температуры, меньшей Т для данного сверхпроводника, и снимают вольт-амперную характеристику стандартным четырехточечным способом. При этом или после этого вольтамперная характеристика логарифмируются и по наклону ее линейного участка (экспоненицального) находят

Составитель Л. Сорокин

Техред М. Ходанич

Корректор В.Бутяга

Редактор Л. Пчолинская

Ф

Тираж 711 Подписное

Заказ 7454/54

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14553 токовый параметр нарастания электрического поля I, а по началу линейного участка определяют параметр П

Величины Х,, Х:.нзмеряются (опредеделяются) на измерительном микро5 скопе.- По полученным величинам определяют величину поперечного сопротивления.

10 формула изобретения

Способ определения поперечного электрического сопротивления многоволоконного сверхпроводящего провода, заключающийся в пропускании эле- 15 ктрического тока через провод с помощью токовых контактов, регистрации электрического напряжения с помощью потенциальных контактов и определении сопротивления, о т. л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше" ния точности, пропускают электриче27 6 ский ток вдоль провода с помощью токовых контактов, расположенных на концах провода, регистрируют зависимость электрического напряжения между расположенными вдоль провода потенциальными контактами от величины пропускаемого электрического тока, определяют с помощью логарифмирования указанной зависимости токовый параметр нарастания Т электрического напряжения на экспоненциальном участке и электрическое напряжение начала экспоненциального участка U, поперечное электрическое сопротивление провода R определяют по формуле

Uo Х4 Ха

2Т (Х -Х,) где X и Х вЂ” расстояния от токового контакта до потенциальных контактов.