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
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- JP
- Japan
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- current
- superconductor
- temperature
- voltage
- change
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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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