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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 約瑟夫森結(jié)陣器件的研究進(jìn)展 [打印本頁]

作者: 斤斤計(jì)較 時(shí)間: 2014-4-16 16:17
標(biāo)題: 約瑟夫森結(jié)陣器件的研究進(jìn)展
作　　者：郭小瑋[1] 遲宗濤[1] 曹文會(huì)[1] 鐘青[2] 賀青[2] 李勁勁[2]
機(jī)構(gòu)地區(qū)：[1]青島大學(xué),山東青島266003 [2]中國計(jì)量科學(xué)研究院,北京100013
摘　　要：介紹了約瑟夫森效應(yīng)在電壓基準(zhǔn)方面的應(yīng)用，綜述了目前國內(nèi)外對(duì)用于電壓基準(zhǔn)的約瑟夫森結(jié)陣的研究和發(fā)展過程，重點(diǎn)介紹了國內(nèi)用于電壓基準(zhǔn)的Nb／Nb，Si1-x／Nb單結(jié)的研究進(jìn)展

約瑟夫森結(jié)陣器件的研究進(jìn)展.rar

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作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-16 16:43
不錯(cuò)，就是第3頁不清楚

作者: 上帝 時(shí)間: 2014-4-16 17:22

不錯(cuò)，就是第3頁不清楚
lymex 發(fā)表于 2014-4-16 16:43

大神好久沒發(fā)大作了。

作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-17 08:40

大神好久沒發(fā)大作了。
上帝發(fā)表于 2014-4-16 17:22

呵呵，最近對(duì)高精度大電流感興趣，正在試驗(yàn)制作一個(gè)30A-600A的測量裝置，目標(biāo)是0.001%。

作者: 上帝 時(shí)間: 2014-4-17 08:51

呵呵，最近對(duì)高精度大電流感興趣，正在試驗(yàn)制作一個(gè)30A-600A的測量裝置，目標(biāo)是0.001%。 ...
lymex 發(fā)表于 2014-4-17 08:40

哇塞，記得發(fā)貼哈哈，大電流現(xiàn)在很多計(jì)量所也是頭痛的問題

作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-17 20:01

哇塞，記得發(fā)貼哈哈，大電流現(xiàn)在很多計(jì)量所也是頭痛的問題
上帝發(fā)表于 2014-4-17 08:51

好的，大概還要個(gè)把星期可以做完。

作者: 河?xùn)|居士 時(shí)間: 2014-4-25 12:15
回復(fù) 4# lymex

10ppm的精度，大神的自我要求也太高了，不過不知道您是如何跨過標(biāo)準(zhǔn)源和burden voltage這兩道坎的。

作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-26 21:09

回復(fù) lymex

10ppm的精度，大神的自我要求也太高了，不過不知道您是如何跨過標(biāo)準(zhǔn)源和burden voltage ...
河?xùn)|居士發(fā)表于 2014-4-25 12:15

是用了LEM的一個(gè)磁通門傳感器，就是一個(gè)非常精確的1500:1變流器，把0-600A的電流變成了0-400mA，這樣用2.5歐電阻就可以采出0-1V的電壓。至于標(biāo)準(zhǔn)源，我這里有托馬斯1歐電阻，還有4910-1V電壓基準(zhǔn)。

作者: 河?xùn)|居士 時(shí)間: 2014-4-27 15:04
回復(fù) 8# lymex

首先我懷疑這種感應(yīng)式的原理能否做到如此高的精度，我不懷疑這種原理的分辨率，但我懷疑它的重復(fù)性和線性度，此外，就算它沒誤差，精確地轉(zhuǎn)換為小于400mA的電流，后邊測量電路的設(shè)計(jì)與標(biāo)定我估計(jì)也會(huì)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，我主要是擔(dān)心電阻的自熱問題，不過我還是要為大神的勇氣而鼓掌，不要忘了成功的那一天和我們分享快樂，Good luck!

作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-29 19:13

回復(fù) lymex

首先我懷疑這種感應(yīng)式的原理能否做到如此高的精度，我不懷疑這種原理的分辨率，但我懷 ...
河?xùn)|居士發(fā)表于 2014-4-27 15:04

謝謝您的鼓勵(lì)！
我主要是給自己定一個(gè)高一些的目標(biāo)，也許夠不著，也許需要跳著腳。
LEM的那個(gè)傳感器我已買進(jìn)7、8個(gè)了，各種不同時(shí)期的，已經(jīng)做了很多測試，包括電流背靠背測試（這樣就不依賴后面400mA的分流電阻了），初步結(jié)果相當(dāng)不錯(cuò)。磁通門其實(shí)與DCC的原理是一樣的，只不過有簡化。線性指標(biāo)是<1ppm的，電流比率穩(wěn)定性指標(biāo)是<1ppm/月。國內(nèi)較大電流的DCC好像做到0.1ppm的也有很多。
這個(gè)傳感器我拆了一個(gè)，比較復(fù)雜，里面的鐵心就有7部分（其中2部分沒在照片上）：

有關(guān)400mA電流測試的問題，的確同等關(guān)鍵。我打算用Vishay的VHP-4做分流電阻，這個(gè)也買了一些，屬于金封金屬箔，TO-3的外殼，加散熱片最大允許10W耗散，流過400mA時(shí)耗散為0.4W，但也需要大的散熱片和風(fēng)冷。這個(gè)電阻我在1A精密恒流源里面用過，表現(xiàn)很好。溫漂典型值2ppm，實(shí)際測試下來大多都滿足，而且有很小的。為了了解其結(jié)構(gòu)，也拆過：

最后，前面提到的大電流標(biāo)準(zhǔn)源的問題，30A和120A的我在做，還有個(gè)600A的也在準(zhǔn)備，不過看來需要比較長的時(shí)間，有個(gè)帖子發(fā)了一半暫停中。其中的電流傳感器同樣是這個(gè)LEM的。

作者: dsa 時(shí)間: 2014-4-29 21:30
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作者: 河?xùn)|居士 時(shí)間: 2014-4-30 12:04
回復(fù) 10# lymex

太復(fù)雜了，很多東西都不知道，沒想到感應(yīng)式的傳感器可以做到這么高的精度和穩(wěn)定性，長見識(shí)了。
提一些粗淺的建議，僅供參考，說錯(cuò)了也別笑話：

1. 我不清楚LEM的傳感器二次輸出對(duì)負(fù)載是否敏感，如果您也沒把握的話建議400mA的測量采用有源測量，這樣對(duì)傳感器來說負(fù)載基本為0，不隨電流變化，也許線性度會(huì)好些
2. 我還是覺得burden voltage選1V有點(diǎn)大了，從電壓測量的角度滿量程在100mV以上應(yīng)該就可以滿足精度要求了
3. 另外您似乎是用1V電壓源和1ohm電阻產(chǎn)生1A的基準(zhǔn)電流，我擔(dān)心1ohm電阻在1W時(shí)電阻是否會(huì)有不可接受的變化，而且我估計(jì)您應(yīng)該是用兩個(gè)跟隨器作功放去帶這個(gè)電阻，那么兩個(gè)運(yùn)放的offset voltage將成為問題，我覺得簡單的用斬波運(yùn)放可能是不行的，因?yàn)楣烙?jì)這里會(huì)有EMF的問題

再次祝您成功！

作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-30 13:11

30A-600A是ACA還是DCA？
dsa 發(fā)表于 2014-4-29 21:30

都可以。LEM這個(gè)傳感器IT 600-S，是交直流兩用的，交流頻響到100kHz，當(dāng)然我測試或校準(zhǔn)的時(shí)候是用直流。

作者: lymex 時(shí)間: 2014-4-30 14:12

回復(fù) lymex

太復(fù)雜了，很多東西都不知道，沒想到感應(yīng)式的傳感器可以做到這么高的精度和穩(wěn)定性，長 ...
河?xùn)|居士發(fā)表于 2014-4-30 12:04

沒問題，回答如下：

1、IT 600-S對(duì)輸出負(fù)載不敏感，因?yàn)檩敵龊脱a(bǔ)償線圈是串聯(lián)的，輸出多大電流就補(bǔ)償多大電流，是一個(gè)大環(huán)路負(fù)反饋。
LEM的補(bǔ)償式傳感器都是這樣，一個(gè)簡圖最能說明問題：

因此，該傳感器對(duì)負(fù)載沒有敏感性，只要輸出電壓在內(nèi)部放大器的動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)。
采用Burden Resistor的方式也是廠家建議的，最簡單，影響也最小。用有源負(fù)載的話恐怕有其它變數(shù)。

2、選1V也是廠家建議的。
選100mV的話就是熱電動(dòng)勢占的比例就太大了，微伏級(jí)別，恐怕難于滿足不了10ppm級(jí)別的要求。另外，低壓的話噪聲的影響也會(huì)增大。
另外，100mV的電壓對(duì)后續(xù)放大器也是考驗(yàn)，比如8.5位萬用表3458A的放大器，在10V下指標(biāo)最好，1V檔就有下降，而100mV檔的相對(duì)指標(biāo)又下降了1/10。
君不見，F(xiàn)luke A40B，Burden電壓一律0.8V，對(duì)于100A的那個(gè)也是，因此功耗會(huì)達(dá)到80W之巨，應(yīng)該也是考慮了相同因素。
高聯(lián)的著名100A高精度分流器，也是1V：

另外，1V也是單位電壓，好用。不過，我真的考慮過用0.6V、0.3V、0.25V和0.2V，這些電壓作為保留和備用。

3、電流測量電路沒有基準(zhǔn)電流。要求高的就直接用2.5歐Burden電阻輸出1V，另外有個(gè)獨(dú)立的放大器放大10倍輸出10V電壓信號(hào)，但這個(gè)就不如原始1V的好。

我說的1A恒流源是另外一個(gè)東西，與這個(gè)無關(guān)，是測量低阻用的，那個(gè)地方用的VHP-4的阻值是0.1歐，因此電壓是100mV、功率是0.1W。
那里面是用的零漂運(yùn)放是ADA4528-1，新出的，性能很好，其噪聲指標(biāo)不到0.1uVpp，這個(gè)是已經(jīng)包含了可能的EMF。
零漂運(yùn)放其實(shí)在高精度的電壓源里面和表里面一直在用，比如Datron 4910，Solartron 7081。

作者: 斤斤計(jì)較 時(shí)間: 2014-4-30 17:50
大電流的這個(gè)裝置是否重新開帖？詳細(xì)的說說？

作者: onebe 時(shí)間: 2014-5-4 09:32
下載下來慢慢看！

作者: lymex 時(shí)間: 2014-5-5 09:24

大電流的這個(gè)裝置是否重新開帖？詳細(xì)的說說？
斤斤計(jì)較發(fā)表于 2014-4-30 17:50

好的，我會(huì)發(fā)兩個(gè)帖子：一個(gè)是粗泛的“LEM 高精度電流傳感器IT 600-S及其應(yīng)用”，內(nèi)容包括歷史篇、用途篇、測試篇、構(gòu)造篇、使用篇和仿造篇。
另一個(gè)是“高精度30A-600A電流測量裝置”，包括原理指標(biāo)、測試驗(yàn)證、改造組裝、整機(jī)測試等內(nèi)容。

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