專利名稱：超導(dǎo)特性實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)儀器，尤其是指一種超導(dǎo)特性實(shí)驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
根據(jù)固體物理理論，實(shí)際的金屬材料由于存在雜質(zhì)和缺陷對電子運(yùn)動的散射，在溫度趨向絕對零度時，金屬的電阻率將趨近一個定值，稱為剩余電阻率。但是，1911年荷蘭物理學(xué)家昂尼斯發(fā)現(xiàn)，利用液氦把汞冷卻到4. 2 K左右時，水銀的電阻率突然由正常的剩余電阻率值減少到接近零。近20多年，美中科學(xué)家又分別獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了 Y — Ba — Cu — O 體系超導(dǎo)體，電阻急劇下降的轉(zhuǎn)折溫度為92 K以上，在液氮溫區(qū)，這些起始轉(zhuǎn)折溫度高于液氮溫度77K的氧化物超導(dǎo)體稱為高溫超導(dǎo)體。超導(dǎo)電性的應(yīng)用十分廣泛，超導(dǎo)材料現(xiàn)已應(yīng)用在高能物理、電力工程、電子技術(shù)、 生物磁學(xué)、航空航天、醫(yī)療診斷、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)微波器件等領(lǐng)域。因此，近些年來高溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入各高校的物理實(shí)驗(yàn)中來，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是測量超導(dǎo)材料的電阻與溫度的關(guān)系曲線。但是已經(jīng)面世的各類高溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)儀使用不方便，超導(dǎo)材料每次實(shí)驗(yàn)要焊接兩次、易于損壞，液氮損失較多，當(dāng)液氮過多時還會滲透入測量氣室，使實(shí)驗(yàn)失敗。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種超導(dǎo)特性實(shí)驗(yàn)儀，它可以定量研究超導(dǎo)材料的電阻溫度特性，并且具有使用方便、超導(dǎo)材料不易損壞、實(shí)驗(yàn)易于成功的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型將超導(dǎo)材料工作電源(18)的一路直流輸出端與超導(dǎo)電壓測試放大器(I)以及溫度電壓測試放大器⑵的電源輸入端相連，超導(dǎo)電壓測試放大器(1)的輸出端與超導(dǎo)電壓測試電壓表(V2)相連,可拆式固定在探棒(6)上的定位板，溫度電壓測試放大器(2)的輸入端與溫度傳感器(20)相連，溫度電壓測試放大器(2) 的輸出端與溫度電壓測試電壓表(Vl)相連。插接件上基板(10)與探棒(6)的下端以及上插接件(11)相互固定，上插接件(11)與超導(dǎo)電壓測試放大器(I)以及超導(dǎo)材料工作電源
(18)相連，下插接件(12)與超導(dǎo)材料(13)相連并且都固定在插接件下基板(14)上，上固定框(21)和下固定框(9)分別固定在探棒(6)的上側(cè)和下側(cè)，套筒(8)的上端與防漏套筒
(7)的下端固定，防漏套筒(7)的上端通過可拆式鎖緊部件(19)固定在上固定框(21)上。為了節(jié)省液氮，防漏套筒(7)和探棒(6)由導(dǎo)熱性不好的物體制造。由于本實(shí)用新型將插接件上基板(10)與探棒(6)的下端以及上插接件(11)相互固定，上插接件(11)與超導(dǎo)電壓測試放大器(I)以及超導(dǎo)材料工作電源(18)相連，下插接件(12)與超導(dǎo)材料(13)相連并且都固定在插接件下基板(14)上，使得超導(dǎo)材料(13)與超導(dǎo)電壓測試放大器(I)以及超導(dǎo)材料工作電源(18)相連的方式為插接式，通過上插接件
(11)與下插接件(12)的相互拔插就可取下或插上，克服了每次實(shí)驗(yàn)都要焊接的麻煩和頻繁損壞昂貴的超導(dǎo)材料的缺陷；防漏套筒(7)和探棒(6)由導(dǎo)熱性不好的材料制造，使得這部分的吸熱向外傳熱和結(jié)霜都變少，減少了液氮的汽化損失，并且這種結(jié)構(gòu)不會使液氮滲透進(jìn)套筒(8)的內(nèi)空間，不會引起由此而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)失敗現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖，其中的機(jī)械部分為縱切面，內(nèi)部導(dǎo)線是用細(xì)點(diǎn)畫線表示的。
具體實(shí)施方式
在圖中，超導(dǎo)材料13用粘接或機(jī)械固定件固定在由環(huán)氧樹脂玻璃纖維板材制作的插接件下基板14上，下插接件12也固定在插接件下基板14上，超導(dǎo)材料13的四個引線分別接下插接件12的四個插頭。上述幾個部件為一獨(dú)立整體，可單獨(dú)取出將其放入帶有硅膠的瓶子，使超導(dǎo)材料13處于干燥環(huán)境，防止其變質(zhì)損壞。插接件上基板10固定在探棒6 的下端，插接件上基板10的下側(cè)固定有上插接件11。上插接件11的中心兩個端子與超導(dǎo)電壓測試放大器I輸入端相連，其外側(cè)兩個端子與超導(dǎo)材料工作電源18相連。下插接件12 與上插接件11可相互插接。俯視為方形的上固定框21和下固定框9分別固定在探棒6的上側(cè)和下側(cè)，固定方式螺絲緊固或粘接均可。俯視圖為圓形的定位板5以及前置放大盒3也固定在探棒6的上端。套筒8的上端與防漏套筒7的下端密封式固定，兩者都是扁的長方形柱體，口徑分別與下固定框9和上固定框21相吻合，并且通過鎖緊部件19將套筒8與防漏套筒7掛在上固定框21上，由于套筒8與防漏套筒7總高度遠(yuǎn)大于套筒8的高度，因此插入液氮容器后，不會發(fā)生公知技術(shù)的當(dāng)加入的液氮過深使得液氮滲透進(jìn)套筒8內(nèi)空間使實(shí)驗(yàn)失敗的現(xiàn)象發(fā)生 (公知技術(shù)中儀器該部分的套筒8是螺旋式擰在探棒6上的，因螺旋結(jié)構(gòu)有可能漏液)。防漏套筒7和探棒6由導(dǎo)熱性不好但耐超低溫的(例如環(huán)氧樹脂玻璃纖維材料)剛性物體制造， 使得這部分的吸熱傳熱和結(jié)霜都變少，減少了液氮的汽化損失，溫度傳感器20可用鉬電阻傳感器(也可采取類似于超導(dǎo)材料13那種四線電阻的連接方式，其供電電源也來自超導(dǎo)材料工作電源18)，將其固定在超導(dǎo)材料13所在的氣室空間，使其與超導(dǎo)材料13的溫度一致。溫度傳感器20與溫度電壓測試放大器2的輸入端相連。溫度電壓測試放大器2與超導(dǎo)電壓測試放大器I的電源輸入端與超導(dǎo)材料工作電源 18的一路直流輸出端相連。溫度電壓測試放大器2的輸出端與溫度電壓測試電壓表Vl相連，超導(dǎo)電壓測試放大器I的輸出端與超導(dǎo)電壓測試電壓表V2相連。超導(dǎo)材料工作電源18 的給超導(dǎo)材料13供電線路還串聯(lián)有電流表A，用于測量通過超導(dǎo)材料的工作電流。本實(shí)施例的主機(jī)4內(nèi)安裝有超導(dǎo)材料工作電源18、溫度電壓測試電壓表VI、超導(dǎo)電壓測試電壓表V2，電源都來自交流市電變換而成。主機(jī)4與前置放大盒3之間用兩頭帶多心插接件的多根導(dǎo)線連接在一起。本實(shí)施例的電壓表和電流表采用數(shù)字或機(jī)械式均可。下面把本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)過程做一簡要說明實(shí)驗(yàn)時，按照圖I連接好電路和安裝好各個部件，將定位板5以下的整體插入液氮瓶中，定位板5則擔(dān)在液氮瓶的瓶口上，調(diào)節(jié)超導(dǎo)材料13的工作電流A為某個值，記錄一組溫度電壓和超導(dǎo)電壓，利用溫度傳感器20的溫度電壓和溫度對應(yīng)表格，把溫度讀出來，就得到溫度和超導(dǎo)電壓的一組對應(yīng)數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，就可在坐標(biāo)紙上繪制出此工作電流條件下的超導(dǎo)材料的溫度電阻變化規(guī)律曲線。
權(quán)利要求1.一種超導(dǎo)特性實(shí)驗(yàn)儀，超導(dǎo)材料工作電源(18)的一路直流輸出端與超導(dǎo)電壓測試放大器(I)以及溫度電壓測試放大器(2)的電源輸入端相連，超導(dǎo)電壓測試放大器(I)的輸出端與超導(dǎo)電壓測試電壓表(V2)相連，定位板(5)固定在探棒(6)的上端，溫度電壓測試放大器(2)的輸入端與溫度傳感器(20)相連，溫度電壓測試放大器(2)的輸出端與溫度電壓測試電壓表(Vl)相連，其特征是插接件上基板(10)與探棒(6)的下端以及上插接件(11)相互固定，上插接件(11)與超導(dǎo)電壓測試放大器(I)以及超導(dǎo)材料工作電源(18)相連，下插接件(12)與超導(dǎo)材料(13)相連并且都固定在插接件下基板(14)上，上固定框(21)和下固定框(9)分別固定在探棒(6)的上側(cè)和下側(cè)，套筒(8)的上端與防漏套筒(7)的下端固定， 防漏套筒(7)的上端通過可拆式鎖緊部件(19)固定在上固定框(21)上。
2.按權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)特性實(shí)驗(yàn)儀，其特征是防漏套筒(7)和探棒(6)由導(dǎo)熱性不好的物體制造。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超導(dǎo)特性實(shí)驗(yàn)儀，它是將超導(dǎo)材料與下插接件連接后一并固定在插接件下基板上，插接件上基板固定在探棒的下端并安裝有上插接件，上下插接件相互插接。超導(dǎo)材料工作電源通過插接件與超導(dǎo)材料相連。套筒與防漏套筒相接套裝在上固定框上。它克服了公知的超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)儀的超導(dǎo)材料安裝和拆卸不便且易于損壞、液氮損失多、容易實(shí)驗(yàn)失敗等缺陷。它可用于改進(jìn)公知的超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)儀，改善實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)效果。
文檔編號G09B23/06GK202352181SQ20112049619
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月4日
發(fā)明者張勇, 徐建, 趙杰 申請人:德州學(xué)院