专利名称：超导特性实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理实验仪器，尤其是指一种超导特性实验仪。
背景技术：
根据固体物理理论，实际的金属材料由于存在杂质和缺陷对电子运动的散射，在温度趋向绝对零度时，金属的电阻率将趋近一个定值，称为剩余电阻率。但是，1911年荷兰物理学家昂尼斯发现，利用液氦把汞冷却到4. 2 K左右时，水银的电阻率突然由正常的剩余电阻率值减少到接近零。近20多年，美中科学家又分别独立地发现了 Y — Ba — Cu — O 体系超导体，电阻急剧下降的转折温度为92 K以上，在液氮温区，这些起始转折温度高于液氮温度77K的氧化物超导体称为高温超导体。超导电性的应用十分广泛，超导材料现已应用在高能物理、电力工程、电子技术、 生物磁学、航空航天、医疗诊断、超导磁悬浮列车、超导微波器件等领域。因此，近些年来高温超导实验项目已经进入各高校的物理实验中来，实验内容主要是测量超导材料的电阻与温度的关系曲线。但是已经面世的各类高温超导实验仪使用不方便，超导材料每次实验要焊接两次、易于损坏，液氮损失较多，当液氮过多时还会渗透入测量气室，使实验失败。
发明内容本实用新型的目的是提供一种超导特性实验仪，它可以定量研究超导材料的电阻温度特性，并且具有使用方便、超导材料不易损坏、实验易于成功的特点。为了实现上述目的，本实用新型将超导材料工作电源(18)的一路直流输出端与超导电压测试放大器(I)以及温度电压测试放大器⑵的电源输入端相连，超导电压测试放大器(1)的输出端与超导电压测试电压表(V2)相连,可拆式固定在探棒(6)上的定位板，温度电压测试放大器(2)的输入端与温度传感器(20)相连，温度电压测试放大器(2) 的输出端与温度电压测试电压表(Vl)相连。插接件上基板(10)与探棒(6)的下端以及上插接件(11)相互固定，上插接件(11)与超导电压测试放大器(I)以及超导材料工作电源
(18)相连，下插接件(12)与超导材料(13)相连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)分别固定在探棒(6)的上侧和下侧，套筒(8)的上端与防漏套筒
(7)的下端固定，防漏套筒(7)的上端通过可拆式锁紧部件(19)固定在上固定框(21)上。为了节省液氮，防漏套筒(7)和探棒(6)由导热性不好的物体制造。由于本实用新型将插接件上基板(10)与探棒(6)的下端以及上插接件(11)相互固定，上插接件(11)与超导电压测试放大器(I)以及超导材料工作电源(18)相连，下插接件(12)与超导材料(13)相连并且都固定在插接件下基板(14)上，使得超导材料(13)与超导电压测试放大器(I)以及超导材料工作电源(18)相连的方式为插接式，通过上插接件
(11)与下插接件(12)的相互拔插就可取下或插上，克服了每次实验都要焊接的麻烦和频繁损坏昂贵的超导材料的缺陷；防漏套筒(7)和探棒(6)由导热性不好的材料制造，使得这部分的吸热向外传热和结霜都变少，减少了液氮的汽化损失，并且这种结构不会使液氮渗透进套筒(8)的内空间，不会引起由此而导致的实验失败现象的出现。
图I是本实用新型结构原理图，其中的机械部分为纵切面，内部导线是用细点画线表示的。
具体实施方式
在图中，超导材料13用粘接或机械固定件固定在由环氧树脂玻璃纤维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，超导材料13的四个引线分别接下插接件12的四个插头。上述几个部件为一独立整体，可单独取出将其放入带有硅胶的瓶子，使超导材料13处于干燥环境，防止其变质损坏。插接件上基板10固定在探棒6 的下端，插接件上基板10的下侧固定有上插接件11。上插接件11的中心两个端子与超导电压测试放大器I输入端相连，其外侧两个端子与超导材料工作电源18相连。下插接件12 与上插接件11可相互插接。俯视为方形的上固定框21和下固定框9分别固定在探棒6的上侧和下侧，固定方式螺丝紧固或粘接均可。俯视图为圆形的定位板5以及前置放大盒3也固定在探棒6的上端。套筒8的上端与防漏套筒7的下端密封式固定，两者都是扁的长方形柱体，口径分别与下固定框9和上固定框21相吻合，并且通过锁紧部件19将套筒8与防漏套筒7挂在上固定框21上，由于套筒8与防漏套筒7总高度远大于套筒8的高度，因此插入液氮容器后，不会发生公知技术的当加入的液氮过深使得液氮渗透进套筒8内空间使实验失败的现象发生 (公知技术中仪器该部分的套筒8是螺旋式拧在探棒6上的，因螺旋结构有可能漏液)。防漏套筒7和探棒6由导热性不好但耐超低温的(例如环氧树脂玻璃纤维材料)刚性物体制造， 使得这部分的吸热传热和结霜都变少，减少了液氮的汽化损失，温度传感器20可用钼电阻传感器(也可采取类似于超导材料13那种四线电阻的连接方式，其供电电源也来自超导材料工作电源18)，将其固定在超导材料13所在的气室空间，使其与超导材料13的温度一致。温度传感器20与温度电压测试放大器2的输入端相连。温度电压测试放大器2与超导电压测试放大器I的电源输入端与超导材料工作电源 18的一路直流输出端相连。温度电压测试放大器2的输出端与温度电压测试电压表Vl相连，超导电压测试放大器I的输出端与超导电压测试电压表V2相连。超导材料工作电源18 的给超导材料13供电线路还串联有电流表A，用于测量通过超导材料的工作电流。本实施例的主机4内安装有超导材料工作电源18、温度电压测试电压表VI、超导电压测试电压表V2，电源都来自交流市电变换而成。主机4与前置放大盒3之间用两头带多心插接件的多根导线连接在一起。本实施例的电压表和电流表采用数字或机械式均可。下面把本实用新型的实验过程做一简要说明实验时，按照图I连接好电路和安装好各个部件，将定位板5以下的整体插入液氮瓶中，定位板5则担在液氮瓶的瓶口上，调节超导材料13的工作电流A为某个值，记录一组温度电压和超导电压，利用温度传感器20的温度电压和温度对应表格，把温度读出来，就得到温度和超导电压的一组对应数据，利用这组数据，就可在坐标纸上绘制出此工作电流条件下的超导材料的温度电阻变化规律曲线。
权利要求1.一种超导特性实验仪，超导材料工作电源(18)的一路直流输出端与超导电压测试放大器(I)以及温度电压测试放大器(2)的电源输入端相连，超导电压测试放大器(I)的输出端与超导电压测试电压表(V2)相连，定位板(5)固定在探棒(6)的上端，温度电压测试放大器(2)的输入端与温度传感器(20)相连，温度电压测试放大器(2)的输出端与温度电压测试电压表(Vl)相连，其特征是插接件上基板(10)与探棒(6)的下端以及上插接件(11)相互固定，上插接件(11)与超导电压测试放大器(I)以及超导材料工作电源(18)相连，下插接件(12)与超导材料(13)相连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)分别固定在探棒(6)的上侧和下侧，套筒(8)的上端与防漏套筒(7)的下端固定， 防漏套筒(7)的上端通过可拆式锁紧部件(19)固定在上固定框(21)上。
2.按权利要求I所述的超导特性实验仪，其特征是防漏套筒(7)和探棒(6)由导热性不好的物体制造。
专利摘要本实用新型公开了一种超导特性实验仪，它是将超导材料与下插接件连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装有上插接件，上下插接件相互插接。超导材料工作电源通过插接件与超导材料相连。套筒与防漏套筒相接套装在上固定框上。它克服了公知的超导实验仪的超导材料安装和拆卸不便且易于损坏、液氮损失多、容易实验失败等缺陷。它可用于改进公知的超导实验仪，改善实验条件和实验效果。
文档编号G09B23/06GK202352181SQ20112049619
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月4日 优先权日2011年12月4日
发明者张勇, 徐建, 赵杰 申请人:德州学院