199993. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és mérési elrendezés milliohm-pikoohm közöti ellenállású anyagminták villamos ellenállásának meghatározására
1 HU 199993 B 2 A találmány tárgya eljárás milliohm-pikoohm közötti ellenállású anyagminták villamos ellenállásénak meghatározására, elsősorban szupra- és szupervezetö anyagok minősítésére, amelynek során a mérendő anyagból mérötestet készítünk, és annak. villamos ellenállását határozzuk meg. Tárgya továbbá a találmánynak az eljárás foganatosítására szolgáló mérési elrendezés is, amely a mérendő anyagból lévő mérőtestet tartalmaz. A millíohmnál kisebb ellenállásolt mérésének igénye a szupravezetés jelenségének felfedezése után jelentkezett. A szupravezetés jelenségének nemzetközi méretű, egyre intenzivebb méretű kutatása eredményeképpen jöttek létre olyan módszerek, amelyek a vezető ellenállásának lényeges csökkenését indikálják. Ezek egyike azon alapul, hogy a szupravezető anyag fölött egy állandó mágnes .lebegni’ képes. Más eljárások a lazán csatolt szupravezetők esetében fellépő Josephson effektus meglétéből következtetnek a szupravezetés tényére. (Híradástechnika 1987. évi 7. szám 313-327. oldalak) Ezeknek a módszereknek közös hátránya, hogy az ellenállás számszerű értékére, de még a nagyságrendjére sem adnak felvilágosítást, csupán a szupravezető állapot bekövetkeztét jelzik. A szupravezetők gyakorlati felhasználására (különösen az energiatovábbitásra) irányuló törekvések megkövetelik az ellenállás, ezen keresztül a várható veszteségek számszerű ismeretét. Ennek érdekében az ellenállás hídmódszerrel történő meghatározásával próbálkoztak. Ilyen kísérletekről számol be a .Journal of Superconductivity USA’ című folyóirat 1987. évi 1. száménak 50-54. oldalán, a 2. számának 186. oldalán, továbbá 3. számának 308-315. oldalán és a 4. száménak 409. oldalán. Az ellenállás hídmódszerrel történő meghatározásának hátránya, hogy az alkalmazható áramtartományban olyan kis feszültség keletkezik a mintadarabokon, amelynek megbízható mérése alig teszi lehetővé a milliohmnál kisebb ellenállások meghatározását. Túl nagy áramsűrűség beállításakor ugyanis megszűnik a szupravezetés, nagy keresztmetszetű mintadarab pedig nem állítható elő minden vizsgálandó anyagféleségből. A találmány célja eljárás és az azt megvalósító mérési elrendezés kidolgozása, amellyel akár a pikoohm tartományba eső ellenállások értéke is meghatározható túlzottan nagy áram étbocsátása nélkül. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy egy rövidrezárt szekunder tekercsű transzformátor primer tekercsét gerjesztve a szekunder tekercs belsejében kialakuló mágneses tér időbeli lefolyásából a primer tekercs induktivitásának és a transzformátor áttételének ismeretében kiszámítható a szekunder tekercs ellenállása. A felismeréshez tartozik az is, hogy a fenti gondolat szupravezető anyagok vizsgálatára oly módon alkalmazható, hogy a mérő transzformátor szekunder tekercsét a mérendő anyagból készített egy- vagy többmenetes rövidrezárt tekercs alkotja. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti eljárás milliohm-pikoohm közötti ellenállású anyagminták villamos ellenállásának meghatározására, elsősorban szupra- és szupervezető-ariyagok minősítésére, amelynek során a mérendő anyagból mérótestet készítünk, és annak ellenállását határozzuk meg, - azon alapul, hogy a mérendő anyagból egy- vagy többmenetes rövidrezárt tekercset készítünk, a rövidrezárt tekercset külső gerjesztő jelforrással mágnesesen gerjeszthetó segédtekerccsel mágnesesen szoros csatolásba hozzuk, majd a segédtekercs gerjesztésének bekapcsolása után a rövidrezárt tekercs mágneses keresztmetszetében megmérjük a mágneses tér változásának a mérendő anyag villamos ellenállására jellemző időbeli lefolyását. A találmány szerinti mérési elrendezés milliohm-pikoohm közötti ellenállású anyagminták villamos ellenállásának meghatározására, elsősorban szupi-a- és szupervezetö anyagok minősítésére, - amely a mérendő anyagból lévő mérótestet tartalmaz, - oly módon van kialakítva, hogy a mérőtestet egyvagy többmenetes rövidrezárt tekercs alkotja, amellyel segédtekercs van mágnesesen szoros csatolásban, a segéd tekercs kapcsaihoz gerjesztő jelforrás van csatlakoztatva, a rövidrezárt tekercs mágneses terében pedig érzékelő eszköz van elhelyezve. A találmány további ismérve lehet, hogy a rövidrezárt tekercs és a segédtekercs ferromágneses anyagból lévő mágneskor mentén van elhelyezve, a mágneskör légréssel van ellátva, az érzékelő eszköz pedig a mágneskor légrésébe van beépítve. Egy célszerű kiviteli alaknál az érzékelő eszközt Hali-cella vagy magnetorezisztiv érzékelő alkotja. Egy másik kiviteli alaknál a mágneskor mágnesezési görbéje nem lineáris, továbbá a mágneskörnek három oszlopa van, a rövidrezárt tekercs és a segédtekercs a középső oszlopot veszi körül, az érzékelő eszközt pedig a két szélső oszlopon elhelyezett, egymással szembe kapcsolt első érzékelő tekercs és második érzékelő tekercs alkotja. Egy további kiviteli alaknál a mágneskor középső oszlopa elómágnesezö tekerccsel is el van látva. A találmány szerinti eljárás és az azt megvalósító mérési elrendezés több előnyös tulajdonsággal rendelkezik. Ezek közül a leglényegesebb, hogy lehetővé teszi viszonylag alacsony értékű méröáram mellett akár 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
