JPS5938623A - 温度計 - Google Patents
温度計Info
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- JPS5938623A JPS5938623A JP57148588A JP14858882A JPS5938623A JP S5938623 A JPS5938623 A JP S5938623A JP 57148588 A JP57148588 A JP 57148588A JP 14858882 A JP14858882 A JP 14858882A JP S5938623 A JPS5938623 A JP S5938623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- superconductor
- temperature
- voltage
- change
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/006—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using superconductive elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/842—Measuring and testing
- Y10S505/847—Thermal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、温度計に関するものである。
に
現在、100mk以下の温良範囲で使用する2次温度計
の開発が要求されている。その温度範囲で使用する温度
計け、抵抗温度計と磁気温度側とに分けられるが、前者
は再現性良く使用できる温屓範囲が20!より高い温度
に限られ、後者は運搬することができないだめ国際比較
や標準供給に耐え得ないという夛116点がある。
の開発が要求されている。その温度範囲で使用する温度
計け、抵抗温度計と磁気温度側とに分けられるが、前者
は再現性良く使用できる温屓範囲が20!より高い温度
に限られ、後者は運搬することができないだめ国際比較
や標準供給に耐え得ないという夛116点がある。
また、超伝導体に近接した常伝導体に妓マイスナー効果
があられれ、この磁場を排除する効果が温度の関数とし
て変化することから、その近接効果を温度の[F]1り
定に応用することが従来から考えられてきたが、その方
法は常伝導体の透磁率を測定することによシ温度を検出
しようとするものである。そのため、この方法による温
度計は、透磁率を測定するためのコイルを含めた楢造が
大型化すると共に、その指示値が上記コイル等の装置定
数や常温との温度ザイクル仁よって変化するので、国際
的な比較や標準供給に用いることができず、また一般に
温度に対する感度を持つ温度範囲が限における2次温度
組としての多様な要求に答え得る温度計を、抵抗温度計
程度の使い易さを持ち、且つ小型で運搬も容易であると
共に、測定可能な温度範囲を実効的に拡げることがfJ
jjJなものとして提供しようとするものである。
があられれ、この磁場を排除する効果が温度の関数とし
て変化することから、その近接効果を温度の[F]1り
定に応用することが従来から考えられてきたが、その方
法は常伝導体の透磁率を測定することによシ温度を検出
しようとするものである。そのため、この方法による温
度計は、透磁率を測定するためのコイルを含めた楢造が
大型化すると共に、その指示値が上記コイル等の装置定
数や常温との温度ザイクル仁よって変化するので、国際
的な比較や標準供給に用いることができず、また一般に
温度に対する感度を持つ温度範囲が限における2次温度
組としての多様な要求に答え得る温度計を、抵抗温度計
程度の使い易さを持ち、且つ小型で運搬も容易であると
共に、測定可能な温度範囲を実効的に拡げることがfJ
jjJなものとして提供しようとするものである。
上記目的を達成するため、本発明の温度計は、柱状に構
成した第1の超伝導体の外側に常伝導体を被着すると共
にその外側に第2の超伝導体を被着し、第1及び第2の
超伝導体間並びに第1の超伝導体の両端間にそれぞれ電
流源を接続し、第1及び第2の超伝導体間に電圧計を接
続することにより構成される。
成した第1の超伝導体の外側に常伝導体を被着すると共
にその外側に第2の超伝導体を被着し、第1及び第2の
超伝導体間並びに第1の超伝導体の両端間にそれぞれ電
流源を接続し、第1及び第2の超伝導体間に電圧計を接
続することにより構成される。
かかる構成を有する本発明の温度計は、上述した透磁率
の沖]定を行う温度計と異なシ、ジョゼフソン効果を用
いて温度に依存するマイスナー効果の程度を直接観測し
、温度の検出を行うものである。即ち、上記第1及び第
2の超伝導体間に電流源から電流を流し、ある電流値を
越えることにより電圧計に電圧があられれた状態で、上
記電流値を固定して第1の超伝導体の両端間に電流を流
すと共にその電流を変化させると、それに伴って第1及
び第2の超伝導体間の上記電圧が温度に依存した周期を
もって変化するため、その電圧を1周期だけ変化させる
のに要する上記電流の変化量を迎1定し、それによって
yMI&を検出するものである。
の沖]定を行う温度計と異なシ、ジョゼフソン効果を用
いて温度に依存するマイスナー効果の程度を直接観測し
、温度の検出を行うものである。即ち、上記第1及び第
2の超伝導体間に電流源から電流を流し、ある電流値を
越えることにより電圧計に電圧があられれた状態で、上
記電流値を固定して第1の超伝導体の両端間に電流を流
すと共にその電流を変化させると、それに伴って第1及
び第2の超伝導体間の上記電圧が温度に依存した周期を
もって変化するため、その電圧を1周期だけ変化させる
のに要する上記電流の変化量を迎1定し、それによって
yMI&を検出するものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に休3及び
第2の超伝導体4を同心状に被着することにより構成し
ている。
第2の超伝導体4を同心状に被着することにより構成し
ている。
而して、上記温度検出部lにおける第1の超伝導体2の
一端と第2の超伝導体4との間には電流源5を接続l〜
、また超伝導体2の他の一端と第2の超伝導体4との間
には電圧計6を接続し、さらに第1の超伝導体20両端
間には電流源7を接続している。
一端と第2の超伝導体4との間には電流源5を接続l〜
、また超伝導体2の他の一端と第2の超伝導体4との間
には電圧計6を接続し、さらに第1の超伝導体20両端
間には電流源7を接続している。
上記構成の制01において、電流源5によつて第1及び
第2の超伝導体2,4間に電流I、を流す電流■1と電
圧Vとの関係を示すものである。即ち、上記温度検出部
1における常伝導体3を十分に薄くすると、ジョゼフソ
ン効果によって第2図に示すような電流■lが流れるよ
うになる。ここで、電流、源7により第1の超伝導体2
の軸方向に電流工2を流すと、そのまわりに磁界が生成
されて、電流1、と電圧Vとの関係が特性曲線Bのよう
に変化する。この変化は、上記電流■2を変化させると
、それに伴って特性向#ilA及び13の間で周期的に
生起する。従って第1及び第2の超伝導体2,4間に流
す電流■1を一定値乙に固定したまま第1・の超伝導体
2に流す電流工2を変化さぜれば、電圧計6が指示する
電圧Vは、第3図に示すように周期的に変化する。而し
て、この電圧Vの1周期の変化に対応する電流工2の変
化量Δ■2の°温度変化を測定すれば、その変化量Δ1
2から温度を検知することができる。
第2の超伝導体2,4間に電流I、を流す電流■1と電
圧Vとの関係を示すものである。即ち、上記温度検出部
1における常伝導体3を十分に薄くすると、ジョゼフソ
ン効果によって第2図に示すような電流■lが流れるよ
うになる。ここで、電流、源7により第1の超伝導体2
の軸方向に電流工2を流すと、そのまわりに磁界が生成
されて、電流1、と電圧Vとの関係が特性曲線Bのよう
に変化する。この変化は、上記電流■2を変化させると
、それに伴って特性向#ilA及び13の間で周期的に
生起する。従って第1及び第2の超伝導体2,4間に流
す電流■1を一定値乙に固定したまま第1・の超伝導体
2に流す電流工2を変化さぜれば、電圧計6が指示する
電圧Vは、第3図に示すように周期的に変化する。而し
て、この電圧Vの1周期の変化に対応する電流工2の変
化量Δ■2の°温度変化を測定すれば、その変化量Δ1
2から温度を検知することができる。
上記電圧■の周期が温度によって変化する理由は、以下
に説明する通りである。即ち、上記常伝導体3における
磁場形成可能な厚さtよ、その内外両側に近接する第1
及び第2の超伝導体2,4の近接によるマイスナー効果
によって狭められているが、その狭められる程度は温度
に依存し、例えば低温になる程大きく狭められ、磁場形
成可能な厚さが薄くなる1、而して、上記第1の超伝導
体2の両端間に電流を流すと、その外fIすの常伝導体
3における磁場形成可能な部分に磁場が形成されるが、
その’1043Mにおいて磁束量子を1本分変化するの
に必要な電流の変化量ΔIzti、その磁場形成可能な
部分のJりさに依存し、しかも上記磁束量子が1本変化
する毎に、Ml及び第2の超伝導体2゜4間にあられれ
る電圧が1周期分変化する。従って、その電圧が1周期
だけ変化するのに要する電 。
に説明する通りである。即ち、上記常伝導体3における
磁場形成可能な厚さtよ、その内外両側に近接する第1
及び第2の超伝導体2,4の近接によるマイスナー効果
によって狭められているが、その狭められる程度は温度
に依存し、例えば低温になる程大きく狭められ、磁場形
成可能な厚さが薄くなる1、而して、上記第1の超伝導
体2の両端間に電流を流すと、その外fIすの常伝導体
3における磁場形成可能な部分に磁場が形成されるが、
その’1043Mにおいて磁束量子を1本分変化するの
に必要な電流の変化量ΔIzti、その磁場形成可能な
部分のJりさに依存し、しかも上記磁束量子が1本変化
する毎に、Ml及び第2の超伝導体2゜4間にあられれ
る電圧が1周期分変化する。従って、その電圧が1周期
だけ変化するのに要する電 。
流の変化量Δ12によって温度を測定することができる
。
。
上記電流の変化量Δ■2は、第6図の電圧Vの曲線にお
ける肖り合う一対の山間、あるいtま一対の谷間におけ
る電流値の差として求められ、この場合に電圧Vの複数
の周期に対応する電流■2の変化量から温度を検知する
ようにすれば、温良変化に対する感度を高めることがで
きる。
ける肖り合う一対の山間、あるいtま一対の谷間におけ
る電流値の差として求められ、この場合に電圧Vの複数
の周期に対応する電流■2の変化量から温度を検知する
ようにすれば、温良変化に対する感度を高めることがで
きる。
上記温度計は、このような原理に基づいて措成されたも
のであるため、上記超伝導体2,4及び常伝導体3によ
って構成した温度検出部分の構造1゛1“jバ°71.
r苫り1,1.j定ユ能ヶっ。□ユ、ヵ1存ヶず、11
゜゛デ:。
のであるため、上記超伝導体2,4及び常伝導体3によ
って構成した温度検出部分の構造1゛1“jバ°71.
r苫り1,1.j定ユ能ヶっ。□ユ、ヵ1存ヶず、11
゜゛デ:。
゛す常伝導体の全ての部分に超伝導体の近接による11
〜イ〜ナー効果がおこると、磁場形成可能な部分が消失
して感度を失う。従って、測定可能な最低温度を下げる
には、常伝導体を厚くすればよい。
〜イ〜ナー効果がおこると、磁場形成可能な部分が消失
して感度を失う。従って、測定可能な最低温度を下げる
には、常伝導体を厚くすればよい。
第4図は、測定可能な温度範囲を拡げるため、測定レン
ジの異なる第1及び第2の温度検出部11a 、 11
bを連設したものである。即ち、第10超伝導イ、(
X2に厚さの異なる完伝導体13 ct 、 13 h
を被着し、さらにその周囲に第2の超伝導体14σ、1
4bを被着することによシ第1及び第2の温度検出部1
1σ、11hを措成し、それらにおける第1の超伝品 12の一端と第2の超伝導体14 a、 、 14 h
との間;l 伝導体14 n 、 14 hとの間に上記切換スイッ
チ18と連動する切換スイッチ19を介して電圧計16
を接続し、さらに第1の超伝導体12の両端間に電流源
17を接に先【、ている。
ジの異なる第1及び第2の温度検出部11a 、 11
bを連設したものである。即ち、第10超伝導イ、(
X2に厚さの異なる完伝導体13 ct 、 13 h
を被着し、さらにその周囲に第2の超伝導体14σ、1
4bを被着することによシ第1及び第2の温度検出部1
1σ、11hを措成し、それらにおける第1の超伝品 12の一端と第2の超伝導体14 a、 、 14 h
との間;l 伝導体14 n 、 14 hとの間に上記切換スイッ
チ18と連動する切換スイッチ19を介して電圧計16
を接続し、さらに第1の超伝導体12の両端間に電流源
17を接に先【、ている。
上記<Pi成の温度計は、スイッチ10 、19を切換
える′ことにより測定可能な温度範囲を二段階に調節す
ることができ、よシ低い温度を測定するには、スイッチ
18 、19により厚い常伝導体13 hを備えた第2
の温度検出部11 /lを選択すればよい。
える′ことにより測定可能な温度範囲を二段階に調節す
ることができ、よシ低い温度を測定するには、スイッチ
18 、19により厚い常伝導体13 hを備えた第2
の温度検出部11 /lを選択すればよい。
なお、上記各実施例における温度検出部は、その断面形
状を同心円状とするものが一般的であるが、第5図に示
すように、オa円等の非円形の層状のものに形成するこ
ともできる。なお、rIJ図において、 22 、23
、24はそれぞれ第1の超伝導体、常−f−導体、第
2の超伝導体を示している。
状を同心円状とするものが一般的であるが、第5図に示
すように、オa円等の非円形の層状のものに形成するこ
ともできる。なお、rIJ図において、 22 、23
、24はそれぞれ第1の超伝導体、常−f−導体、第
2の超伝導体を示している。
;1′ゾ、シ゛ユ。、う 6o、 4□、。ッ□11
□ 1 ウ、□2111 ・’[f4(4Cr、、I□
、□□□□7,12、ヤオ5.。
□ 1 ウ、□2111 ・’[f4(4Cr、、I□
、□□□□7,12、ヤオ5.。
1、、、、、、、Jり、、、、。
−゛−゛−電′流諒と電圧側を接続するという簡単な構
成とし、装置定数等に煩わされることなく簡便に使用で
き、まだ温度検出部分を全て超伝導体及び常伝導体の金
、属によって構成したので、熱履歴に対し°Cも強く、
シかも磁場が形成される空間が非常に小さい・、j′?
1″″・装置全体を小さく且9容易5:運搬可能1:m
−°イ・1−二− 成することができ、このように温度検出部としての金へ
部分を小型化できることから熱的応答性も良好となるだ
けでなく、外界の影響を除去するだめの磁気シールドも
容易となり、また測定可能な温度範囲を拡げることも容
易で、広い範囲の2次温度計としての要求に答えること
ができる、。
成とし、装置定数等に煩わされることなく簡便に使用で
き、まだ温度検出部分を全て超伝導体及び常伝導体の金
、属によって構成したので、熱履歴に対し°Cも強く、
シかも磁場が形成される空間が非常に小さい・、j′?
1″″・装置全体を小さく且9容易5:運搬可能1:m
−°イ・1−二− 成することができ、このように温度検出部としての金へ
部分を小型化できることから熱的応答性も良好となるだ
けでなく、外界の影響を除去するだめの磁気シールドも
容易となり、また測定可能な温度範囲を拡げることも容
易で、広い範囲の2次温度計としての要求に答えること
ができる、。
第1図tユ本発明の実施例の構成図、第2図及び第6図
はその特性を示す線図、第4図は本発明の他の実施例の
構成図、第5図は本発明の温度検出部の異釉実施例の横
断1f11図である。 2 、12 、22・・・第1の超伝導体、3.13α
、 13 b 、 23・・・常伝導体、4.14a、
14b 、24”第2の超伝導体、5.7,15,17
・・・電流源、 6.16・e・電圧計。 指定代理人 富 1 目 1.rli2 図 第 3 図 第5 図 2 第q・ 図
はその特性を示す線図、第4図は本発明の他の実施例の
構成図、第5図は本発明の温度検出部の異釉実施例の横
断1f11図である。 2 、12 、22・・・第1の超伝導体、3.13α
、 13 b 、 23・・・常伝導体、4.14a、
14b 、24”第2の超伝導体、5.7,15,17
・・・電流源、 6.16・e・電圧計。 指定代理人 富 1 目 1.rli2 図 第 3 図 第5 図 2 第q・ 図
Claims (1)
- 1、 柱状に構成した第1の超伝導体の外側に常伝導体
を被着すると共にその外側に第2の超伝導体を被着し、
第1及び第2の超伝導体間並びに第1の超伝導体の両端
間にそれぞれ電流源を接続し、第1及び第2の超伝導体
間に電圧唱を接続しだことを特徴とする温度針。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57148588A JPS5938623A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 温度計 |
US06/477,857 US4506996A (en) | 1982-08-27 | 1983-03-22 | Cryogenic thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57148588A JPS5938623A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 温度計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5938623A true JPS5938623A (ja) | 1984-03-02 |
JPS6346372B2 JPS6346372B2 (ja) | 1988-09-14 |
Family
ID=15456101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57148588A Granted JPS5938623A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 温度計 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4506996A (ja) |
JP (1) | JPS5938623A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4989989A (en) * | 1989-08-31 | 1991-02-05 | Westinghouse Electric Corp. | Hydraulic sensor for quench detection and location in superconductors |
JP2545740B2 (ja) * | 1994-03-18 | 1996-10-23 | 工業技術院長 | 温度センサ |
GB9818885D0 (en) * | 1998-08-28 | 1998-10-21 | New Royal Holloway & Bedford | Current sensing noise thermometer |
CN104931149B (zh) * | 2015-05-05 | 2018-04-24 | 华中科技大学 | 一种适用于4.2k-4.5k温区的高分辨率超导温度计 |
RU2602400C1 (ru) * | 2015-09-02 | 2016-11-20 | Борис Юхимович Каплан | Устройство для измерения криогенных температур |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US25712A (en) * | 1859-10-11 | Improvement in compositions for paint-oil | ||
US3428891A (en) * | 1967-03-22 | 1969-02-18 | Atomic Energy Commission | Method for evaluating the stability and operating characteristics of composite superconductors |
CH545548A (ja) * | 1972-05-31 | 1974-01-31 | ||
US4044298A (en) * | 1975-03-26 | 1977-08-23 | John Walter Ekin | Super conducting device with minimal pinning |
SU830149A2 (ru) * | 1979-07-09 | 1981-05-15 | Физико-Технический Институт Низкихтемператур Ah Украинской Ccp | Датчик дл дискретного измерени и иНдиКАции КРиОгЕННыХ ТЕМпЕРАТуР |
JPS5732607A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-22 | Japan Atom Energy Res Inst | Superconductive coil |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57148588A patent/JPS5938623A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-22 US US06/477,857 patent/US4506996A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6346372B2 (ja) | 1988-09-14 |
US4506996A (en) | 1985-03-26 |
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