感应法测量高温超导简临界电流研究.pdfVIP

第24卷第1期 低 温 物 理 学 报 VoI．24．N01 F曲．2002 2002年2月a{州旺Ja皿NAL(]F唧噩h鼎璁A1ul砸弭“sI岱 感应法测量高温超导筒临界电流研究 何砚发 宗曦华 孙 晶 王金星 东北大学，沈阳110004 本文详细介绍了单匝环路感应法的基本原理结合电子技术和计算机测控技术．对该方 法进行了改进．并应用该方法对Bi一2212超导筒的临界电流进行丁研究．给出r实验结果研 究表明临界电流判据选取的越小．测量的系统误差越小 l引 言 临界电流是超导体的+个重要参数，测定超导体的临界电流对超导材料研究和应用具 有十分重要的意义．直流四引线法是测量超导体临界电流的常用方法，对大多数超导体来说 使用这种方法十分简单方便．然而对于一些临界电流较大或环状超导样品，应用四引线法则 有可能存在着难以克服的困难．在测量大电流超导样品时，往往需要较大功率的恒流源设 备．这些装置设备庞大．价格昂贵；而对于环状超导样品则很难用四引线法直接测出． 感应法是另外一种测量超导体临界电流的常用方法，在低温超导材料的研究中有过应 用与四引线法相比，它具有实验装置小、可用小容量电源测量大载流量超导材料l临界电流 等优点．特别是这种方法P分适合测量环状超导样品的临界电流，因此通常采用单匝环路感 应法…， 随着超导应用研究的不断深入，人们研制出了一些用于电力电子器件上的高温超导材 料，高温超导屏蔽筒就是其中之一．它是研制感应屏蔽型高温超导限流器的核心部件．我们 在自然科学基金的资助下，开展r感应屏蔽型高温超导限流器的研究工作．超导屏蔽筒是采 用部分熔融法和旋转炉工艺研制的BI一2212超导筒[“．对于这种筒状超导材料临界电流的测 定．直流四引线法无能为力，特别是材料性能不均匀的情况下，它无法测出整个超导筒的临 界电流．我们根据感应法测试的基本原理．结合电子技术和计算机测控技术，改进了单匝环 路感应法．并应用该方法对B1．2212超导筒的临界电流进行了研究，给出了三个超导筒的实 验结果． 收穑日期：200l0929 56 低 温 物 理 学 报 24卷 2感应法原理 图1示意r单匝环路感应法的基本测试回路．采用普通铜导线绕制一个长螺线管，将待 测高温超导筒放在螺线管中间构成一个电流互感器．图 中A回路相当于电流互感器的初级，一般称为dH／d￡回 路，B回路为试样回路，相当于电流互感器的次级．如果 在回路A中流过变化的电流，则会在试样回路B中产生 感应电流．其大小满足下式 ‘等枷驴M等 (1) 其中L、R：分别为试样回路的电感和电阻．iJ和t。分别 d舢回踏 试样回路 为dH／出回路和试样回路的电流，M为两回路之间的互 图】单匝环龉感应法的测试圊路 感． 如果在初级回路加上一个上升率固定不变的电流il(f)=4￡，n为常数，并假定f=0 时，i，=0，则由(1)式可得 i=尝[，一唧(一譬)] cz， 如果L》R』．将exPf一笋)展开并只考虑到一次项有 归簧[，一卜警小等m， ㈥ 对于超导样品，当R，=0时，则由(1)式可直接得到 i；：墼l(￡)