一种低温恒压源的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及恒压源，特别是一种适用于低温环境的低温恒压源。
[0002]【背景技术】:
电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance简称TCR)，是指环境温度改变一度时电阻值的相对变化率，即DR/RDT。几乎所有材料的电阻温度系数非正即负，因此，在环境温度发生变化时，材料电阻率一般要发生变化，很多情况下，我们希望仪器的稳定性与环境温度无关，比如恒压源；市场上恒压源的种类繁多，但大多数恒压源都标定了其适用温度范围(DT通常为几十度)，这是由于制造恒压源的主要器件是由半导体材料制造的场效应管，半导体材料一般具有负温度系数，即随着温度的降低电阻率增大，为了扩大恒压源的使用温度范围，工程师在进行电路设计时总是需要添一部分温度补偿电路；所谓温度补偿电路无非是将具有正电阻温度系数的材料与具有负电阻温度系数的材料匹配使用，以减小或消除由于器件材料本身电阻率发生变化而引起的输出电压变化。但是，世界上很难找到两种材料在任何一个温度区间里都能实现电阻温度系数相抵消。因此，恒压源使用温度范围越广，需要的温度补偿电路越多，其电路设计越复杂。由此可见，零电阻温度系数材料在现实生活中有非常重要的应用。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是设计一种结构简单合理、使用温区范围大的低温恒压源。
[0004]本发明的技术方案是，一种低温恒压源，它包括恒压源电路，其特征在于:在恒压源电路上串接有高温超导材料，在高温超导材料一侧设有激光发生器。所述的高温超导材料为铜基高温超导材料钇钡铜氧(YBa2Cu3O7 δ)、铋锶钙铜氧(Bi2Sr2Can !CunO2^4)或铁基高温超导材料(SmOFFeAs)的任一种。
[0005]本发明只需调整激励电流大小，用相应光强的激光对高温超导样品进行光照处理，即可至少在100 K-450 K(-173°C _177°C)宽温度范围内无需附加温度补偿电路即可输出稳定的电压；本发明的优点在于电路设计非常简单，无需温度补偿电路，适用于小功率低温环境。
[0006]【附图说明】:
图1是本发明的结构原理图，
图2是本发明的电路设计图，
图3是激光照电极附近时YBa2Cu3O6.96/Ag异质结1-V特性曲线随温度变化趋势图(100-300 K 温区内)，
图4是用502 mff/cm2光强的蓝光照射样品负极附近时YBa2Cu3O6.96/Ag系统开路电压和I=Ic时输出电压Vc随温度变化趋势图。
[0007]图5 (a)是交点处输出电压Vc与光强的关系；图5 (b)是交点处输出电压Vc与系统所提供的激励电流的关系。
[0008]【具体实施方式】:
结合附图详细描述实施例， 实施例1，
一种低温恒压源，它包括恒压源电路，在恒压源电路上串接有高温超导材料，在高温超导材料一侧设有激光发生器；本实施例所述的高温超导材料为铜基高温超导材料钇钡铜氧(YBa2Cu3O7 δ)ο本发明采用激光发生器的激光对高温超导材料进行照射。
[0009]对高温超导材料(YBCO)光伏效应进行研究的过程中发现，无论用激光照射正常态(样品温度>100 K) YBCO样品的正极还是负极，不同温度所测得的1-V特性曲线都相交于一点(光照正极时相交于第三象限，光照负极相交于第一象限)。图3为在100 Κ-300 K温区范围内用502 mW/cm2光强激光照射样品负电极附近时不同温度下的1-V特性曲线图(DT=20 K)，图中所有温度点的1-V曲线相交于第一象限C点。为了方便研究正常态样品在不同温度下1-V曲线交点问题，我们将交点处激励电流记为Ic (2.97mA)，此时的输出电压记为Vc(0.33 mV)0在交点C处，样品的电阻不随温度的变化而变化，从而实现光致零电阻温度系数效应。
[0010]由图4可知，当高温超导材料处于正常态时，激光照射样品负极附近所产生的开路电压I随着环境温度升高而线性减小；交点处的输出电压K在100 K至300 K整个升温过程中几乎保持不变。换句话说，用502 mW/cm2的光强激光照射样品负极，样品上通入电流强度的激励电流时，系统可在100 K-300 K温区范围内输出恒定电压。实验事实表明，当环境温度T>300K时，即使/_棚线与坐标轴的交点出现反向，交点位置仍能保持不变，因此，系统可在更大温区范围内输出恒定电压。
[0011]图5 Ca)所示为用不同激光光强照射高温超导材料样品负极附近时，在不同温度下所测量的1-V曲线交点处输出电压与光强的依存关系图。图5(b)为Vc与交点处偏流Ic的关系图。由图可知，Vc不仅随光强的增加而线性增大，而且随着交点处偏流Ic的增加也线性增大。根据欧姆定律，交点处的电阻Rc=Vc/Ic与光强无关，仅与材料本身光伏特性有关。所以，用连续变化光强的激光照射样品负极时，交点的运动轨迹在由坐标原点出发指向C点方向的射线上(如图3)。因此，很容易计算出不同输出电压所需光强和所需激励电流。
[0012]实施例2，
本实施例采用铋锶钙铜氧(Bi2Sr2Can iCun02n+4)作为高温超导材料；其它部分如同实施例I。
[0013]实施例3
本实施例采用铁基高温超导材料(SmOFFeAs)作为高温超导材料；其它部分如同实施例I。
[0014]上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种低温恒压源，它包括恒压源电路，其特征在于:在恒压源电路上串接有高温超导材料，在高温超导材料一侧设有激光发生器。2.如权利要求1所述的一种低温恒压源，其特征在于:所述的高温超导材料为铜基高温超导材料钇钡铜氧、铋锶钙铜氧或铁基高温超导材料中的任一种。
【专利摘要】本发明公开了一种低温恒压源，本发明的技术方案是，一种低温恒压源，它包括恒压源电路，在恒压源电路上串接有高温超导材料，在高温超导材料一侧设有激光发生器。所述的高温超导材料为铜基高温超导材料钇钡铜氧（YBa2Cu3O7-δ），铋锶钙铜氧（Bi2Sr2Can-1CunO2n+4），铁基高温超导材料（SmOFFeAs）。本发明只需调整激励电流大小，用相应光强的激光对高温超导样品进行光照处理，即可至少在100？K-450？K（-173℃-177℃）宽温度范围内无需附加温度补偿电路即可输出稳定的电压；本发明的优点在于电路设计非常简单，无需温度补偿电路，适用于小功率低温环境。
【IPC分类】G05F1/56
【公开号】CN105094201
【申请号】CN201510525072
【发明人】杨枫, 常方高, 赵小静
【申请人】河南师范大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月25日